Tài liệu Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm tương đối doc

Việc theo dõi này có thể nhằm một vài mục đích: cung cấp các thông số cho thấy việc kiểm soát môi trường hiện tại là chưa đủ; lập hồ sơ về các điều kiện môi trường hiện nay để chuẩn bị c

Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm tương đối

Beth Limdblom Patlcus - Chuyên gia tư vấn về Bảo tồn, Walpole, MA

Phần giới thiệu

Sách báo, tranh ảnh hoặc các đồ vật làm bằng giấy đều dễ bị hư hỏng bởi môi trường Hơi nóng, hơi ẩm, ánh sáng và bụi bẩn tạo ra những phản ứng hoá học mang tính huỷ hoại Tình trạng ấm và ẩm làm thúc đẩy các quá trình sinh học như nấm mốc và côn trùng sinh sôi nảy nở Mặc dù một số chất liệu được

sử dụng để làm sách báo, tài liệu và vật phẩm trên giấy có độ bền tương đối, song những chất liệu khác (như bột giấy nghiền và các loại mực làm từ a-xít)

sẽ hư hỏng nhanh chóng dưới những điều kiện môi trường không thuận Các viện bảo tàng, thư viện và khu bảo tồn lịch sử đều phải hứng chịu những hiện tượng tương tự như bất kỳ một toà nhà nào khác, song những nơi này lại có trọng trách duy trì, bảo tồn những đồ vật lưu giữ cho các thế hệ trong tương lai

Dù chúng ta không thể triệt tiêu mọi quá trình phân huỷ các tư liệu văn hoá thông qua tiếp cận với các bộ sưu tập, song chúng ta có thể làm chậm lại đáng

kể quá trình gây hư hỏng thông qua việc tạo ra môi trường ôn hoà Việc kiểm soát một số nhân tố, như ánh sáng, khá dễ dàng và không tốn kém Trái lại, kiểm soát không khí (nhiệt độ và độ ẩm tương đối) lại là một nhiệm vụ khó khăn hơn nhiều Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm tương đối có ý nghĩa then chốt

để kiểm soát môi trường hiệu quả Việc theo dõi này có thể nhằm một vài mục đích: cung cấp các thông số cho thấy việc kiểm soát môi trường hiện tại

là chưa đủ; lập hồ sơ về các điều kiện môi trường hiện nay để chuẩn bị cho những đổi mới về trang thiết bị; đánh giá hiệu quả của những đổi mới về

trang thiết bị đã được tiến hành; và/hoặc bảo vệ chống lại những thái cực môi trường có thể xảy ra

Tại sao việc kiểm soát môi trường lại quan trọng?

Việc kiểm soát môi trường rất quan trọng vì nhiệt độ và độ ẩm tương đối không thích hợp có thể hạn chế nghiêm trọng tuổi thọ của các đồ vật lưu trữ làm từ giấy Nhiều người cho rằng nhiệt độ có ảnh hướng lớn nhất lên các đồ lưu trữ (như sức ảnh hưởng của nó đến con người), trong trên thực tế, độ ẩm tương đối ít nhất cũng góp phần quan trọng không kém vào quá trình gây hư hỏng giấy Hầu hết mọi người đều nhận thức được rằng nhiệt độ và độ ẩm tương đối cao sẽ khích thích sự phát triển của nấm mốc và sự sinh sôi của côn trùng, song trong thực tế, ảnh hưởng của môi trường lưu trữ lên các đồ lưu giữ còn phức tạp hơn nhiều

Cũng cần nhận thấy rằng nhiệt độ và độ ẩm tương đối có mối quan hệ tương tác – một thay đổi trong yếu tố này có thể đưa tới một thay đổi trong yếu tố kia Không khí ấm giữ nhiều độ ẩm hơn không khí mát, nên nếu lượng hơi ẩm trong không gian không đổi, thì độ ẩm tương đối (thể hiện “dưới dạng phần trăm lượng nước trong không khí tương ứng với một lượng không khí nhất định” ) sẽ giảm khi nhiệt độ tăng, và sẽ tăng khi nhiệt độ giảm (mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ ẩm tương đối này có thể tính được bằng biểu đồ đo độ

ẩm) Ví dụ, nếu một không gian đang ở 60 độ F và độ ẩm tương đối 70%, thì

độ ẩm tương đối sẽ giảm xuống còn khoảng 40% nếu nhiệt độ tăng lên 75 độ

F Mặt khác, nếu nhiệt độ giảm, độ ẩm tương đối sẽ tăng, và khi nó đạt đến 100%, lúc đó không khí sẽ sũng nước và hơi ẩm sẽ đọng thành nước (đây gọi

là điểm ngưng tụ) Ví dụ, nếu một không gian ở nhiệt độ 70 độ F và độ ẩm tương đối là 50% và nhiệt độ đột ngột hạ xuống dưới 50 độ F, quá trình

ngưng tụ sẽ xảy ra trên các đồ vật lưu trữ

Quá trình hư hỏng của giấy (cùng với nhiều hình thức phân huỷ khác của các chất liệu hữu cơ như da, vải và băng từ) là một minh chứng về sự phá huỷ hoá học, và phản ứng hoá học chi phối quá trình này chủ yếu bị ảnh hưởng bởi môi trường Nhiệt độ làm gia tăng tốc độ của các phản ứng hoá học gây ra sự phá huỷ của a-xít Một phương pháp đơn giản quen thuộc ước tính rằng các phản ứng hoá học sẽ tăng gấp đôi nếu nhiệt độ tăng lên 15 độ F (tương đương

10 độ C) Trong trường hợp đặc biệt có chất xenluloza, các thử nghiệm nhân tạo kéo dài cho thấy nhiệt độ tăng lên 9 độ F sẽ làm cho tốc độ phá huỷ tăng gần gấp đôi, thậm chí trong điều kiện không có ánh sáng, bụi bẩn, hay các nhân tố khác Độ ẩm tương đối mang hơi ẩm cũng góp phần làm tăng những phản ứng này - độ ẩm càng cao, thì quá trình phá huỷ càng diễn ra nhanh

Những mẫu nghiên cứu nhằm lượng hoá tác động của nhiệt độ và độ ẩm

tương đối lên quá trình phá huỷ hoá học, đã được đưa ra ứng dụng trong mấy năm qua Viện Lưu ảnh (IPI) tại Viện Công nghệ Rochester đã ứng dụng “Chỉ

số bảo tồn”, xây dựng trên công trình của Donald Sebera, trước từng làm việc cho Thư viện Quốc hội Công cụ này đưa ra một ý tưởng chung về khoảng thời gian các đồ lưu trữ bằng giấy bị hư hại rõ nét tại một nhiệt độ và độ ẩm

tương đối cụ thể Mẫu nghiên cứu này cho thấy các chất liệu hữu cơ có tuổi thọ ngắn được cất giữ ở nhiệt độ 72 độ F và độ ẩm tương đối 50% sẽ có tuổi thọ xấp xỉ khoảng 33 năm, nhưng nếu nhiệt độ được hạ thấp xuống 62 độ F

và độ ẩm tương đối còn 40%, những chất liệu này sẽ có tuổi đời là 88 năm Mẫu này cũng chỉ rõ nếu các chất liệu chịu những nhiệt độ và độ ẩm cao (như nhiệt độ 82 độ F và độ ẩm tương đối 75%), thì quá trình hư hỏng sẽ rõ nét chỉ trong vòng 9 năm hoặc thậm chí ngắn hơn

Một khía cạnh thú vị khác của nghiên cứu này là nó chứng minh rằng thông qua nhiều sự kết hợp khác nhau giữa nhiệt độ và độ ẩm tương đối, ta có thể đạt được cùng một tuổi thọ như đã dự kiến Ví dụ, các điều kiện nhiệt độ 57

độ F và độ ẩm tương đối 50% hay 82 độ F và 35% sẽ cùng thu về một kết quả

là tuổi thọ dự tính gần 100 năm Điều này sẽ cho phép các cơ quan bảo tồn, bảo tàng có thể linh ậnt lựa chọn cách thức kiểm soát môi trường, mặc dù độ

ẩm và nhiệt độ quá cao vẫn luôn là những điều kiện phải tránh do có nguy cơ phát triển nấm mốc và côn trùng

Ánh hưởng của những dao động về nhiệt độ và độ ẩm tương đối lên đồ vật lưu trữ là một mối quan ngại lớn khác đối với việc kiểm soát môi trường Những dao động về nhiệt độ rất nghiệm trọng – nghiên cứu được tiến hành tại Thư viện Quốc hội cho thấy nếu giấy đã từng trải qua những dao động về nhiệt độ, thì quá trình phá huỷ hoá học của giấy đó diễn ra nhanh hơn so với giấy được cất tại nơi có nhiệt độ không đổi Hơn nữa, giấy – giống như nhiều chất liệu khác – chứa chất hogroscope, có nghĩa là nó có khả năng hấp thụ và toả hơi ẩm Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng lên và độ ẩm tương đối giảm xuống, hơi ẩm sẽ được thải từ một đồ vật có chứa hogroscope ra ngoài

không khí, vì đồ vật này cố gắng duy trì trạng thái cân bằng Khi nhiệt độ hạ xuống và độ ẩm tương đối lại tăng lên, hơi ẩm lại quay trở lại đồ vật Quá trình này có thể gây ra một sức ép tự nhiên vì sự thay đổi tỷ lệ độ ẩm khiến cho chất liệu nở ra và co lại Điều này gây tổn hại nghiêm trọng đến những chất liệu tổng hợp như nội thất và các tác phẩm nghệ thuật, và khiến cho sách báo và giấy tờ bị quăn và biến dạng (mặc dù trong một số trường hợp, sách báo và giấy tờ được bảo vệ tránh những dao động vừa phải của độ ẩm tương đối, vì những thay đổi về độ ẩm có thể gia tăng do điều kiện lưu trữ khép kín hay do sách báo bị đóng chặt với nhau

Cuối cùng, các nhà quản lý lưu trữ phải nhận thức được rằng mặc dù không

có nguy cơ cụ thể nào gắn với môi trường lưu trữ ở nhiệt độ thấp (trên thực

tế, việc lưu trữ trong điều kiện như vậy làm giảm đáng kể quá trình hư hỏng), song độ ẩm tương đổi thấp lại gây tổn hại đến một số chất liệu Lâu nay, người ta luôn lo ngại rằng giấy sẽ rất dễ hư hỏng nếu lưu giữ tại các độ ẩm tương đối thấp Nghiên cứu cho thấy rằng giấy có thể được lưu giữa an toàn ở

độ ẩm tương đối khoảng 20%, hoặc 30% nếu phải tăng độ ẩm lên; nên không nhất thiết phải lưu trữ ở những độ ẩm từ 40-50% mới bảo đảm mục tiêu an toàn Đối với các chất liệu giấy da và phim ảnh, nên duy trì độ ẩm tương đối thấp để tạo môi trường hoá học ổn định; song những chất liệu này không được lưu giữ ở độ ẩm dưới 30% Đặc biệt, trong trường hợp giấy da, cần hết sức lưu ý tránh thay đổi môi trường nhanh chóng vì điều này có thể gây hư hỏng đối với đồ vật

Việc kiểm soát môi trường rất tốn kém- vậy kết quả thu được ở đây là gì?

Mặc dù giới lưu trữ, bảo tồn không thể thống nhất về những tiêu chuẩn cụ thể đối với việc kiểm soát môi trường khi lưu giữ những đồ vật làm từ giấy, song các nhà quản lý vẫn đạt được sự nhất trí về một số kết luận chung rút ra từ nghiên cứu, đó là:

- Nhiệt độ trên 70 độ F và độ ẩm tương đối trên 55-60% sẽ kích thích nấm mốc và côn trùng phát triển

- Quá trình hư hỏng sẽ gia tăng tại những thái cực môi trường: độ ẩm cao làm gia tăng quá trình hình thành a-xít; độ ẩm tương đối dưới 30% có thể gây hại cho giấy, giấy da, chất kết dính, nhũ tương phim ảnh và các chất liệu khác

- Trong khoảng giới hạn này thì nhiệt độ và độ ẩm tương đối càng thấp càng tốt, với điều kiện chúng không giao động

Bước đầu tiên nhằm hạn chế sự hư hỏng thông qua việc quản lý môi trường tốt mà cơ quan lưu trữ cần chú trọng là duy trì điều kiện môi trường ổn định trong suốt cả năm, nhiệt độ không cao quá 70 độ F và độ ẩm tương đối từ 30-50% Đây là những giá trị được đưa ra trong cuốn Nguyên tắc chỉ đạo về môi trường đối với việc lưu giữ giấy tờ, một báo cáo kỹ thuật của Tổ chức Tiêu chuẩn Thông tin Quốc gia Báo cáo chỉ rõ rằng cần lựa chọn một tiêu chí giá trị trong khoảng 30-50% đối với độ ẩm tương đối, điều này phụ thuộc vào yếu tố nào hệ thống kiểm soát môi trường của cơ quan đó có thể duy trì ổn định lâu dài Báo cáo lưu ý rằng nhiệt độ không nên thay đổi vượt quá mức

±2 độ F và độ ẩm tương đối không nên lên xuống quá mức ±3% trong vòng

24 tiếng đồng hồ Nếu kiểm soát được những dao động, sự tổn hại đối với đồ lưu trữ sẽ chậm hơn đáng kể so với hàng loạt những điều kiện lưu trữ hiện

nay tại nhiều khu vực khác nhau của Mỹ và Ca-na-đa

Các cơ quan chịu trách nhiệm lưu trữ, bảo tồn lâu dài phải được cấp kinh phí khi cần để có thể đạt được điều kiện môi trường tối ưu ít nhất, ở những nơi cần phải có hệ thống sởi cho mùa đông dài, nhiệt độ cũng nên giữ thấp ở mức nhân viên có thể chịu đựng được (giả thiết đã đạt được độ ẩm tương đối như mong muốn) ở những nơi nhiệt độ và độ ẩm mùa hè cao, cần để các đồ vật lưu trữ có tầm quan trọng lâu dài trong phòng điều hoà

Không có trường hợp nào cần phải tắt thiết bị kiểm soát môi trường hay thay thế bằng máy điều chỉnh nhiệt dùng vào ban đêm, cuối tuần hoặc trong những thời gian khác khi phòng lưu trữ không hoạt động Những thay đổi nhanh chóng, lặp đi lặp lại khi thiết bị cố gắng chuyển khu vực lưu trữ từ điều kiện

"đóng cửa" sang điều kiện "làm việc" gây ra áp lực lớn đối với các đồ vật lưu giữ ở đây ở một số khu vực, thời tiết khắc nghiệt và kinh tế khó khăn buộc các cơ quan phải đóng cửa vào mùa đông Trong tình hình như vậy, không phải thời tiết lạnh gây tổn hại tới đồ lưu trữ, mà chính độ ẩm dễ thay đổi trong một toà nhà chưa thực sự được cách ly hay đóng kín để ngăn không khí ùa vào Các biện pháp nhằm đông hoá các đồ lưu trữ đã được ứng dụng Thêm vào đó, việc kiểm soát độ ẩm mùa đông bằng cách hạ thấp hơi nóng đồng thời

sử dụng các hoá chất chống ăn mòn để các ống dẫn không bị hư hỏng Những hoá chất này có thể có hại cho nhân viên làm việc và đồ lưu trữ nếu chúng bị phân tán trong không khí

Dưới điều kiện độ ẩm cao kéo dài, thì mỗi điều hoà không khí thông thường

sẽ không đủ để làm giảm độ ẩm Vì vậy, cần theo dõi cẩn thận môi trường sử dụng điều hoà Các hoá chất hút ẩm cũng có thể đưa những hoạt chất ráp gây hại vào không khí và chỉ nên sử dụng chúng trong trường hợp khẩn cấp Sẽ lý tưởng hơn nếu ta bổ sung thêm một máy thổi mát

Duy trì những điều kiện hoàn hảo là điều khó thực hiện và tốn kém, đặc biệt ở khí hậu phía bắc chịu ảnh hưởng của mùa hè nóng nực, ẩm ướt và mùa đông lạnh giá, khô hanh Hướng dẫn NISO đã chi tiết hoá các bước cho phép nhiệt

độ và độ ẩm tương đối từ từ tăng lên (tức là thay đổi dần dần theo cùng một hướng) 3 độ F hay độ ẩm tương đối 3% mỗi tháng, theo sự chuyển mùa Sự dao động tối đa cho phép hàng ngày là ±2 độ F và độ ẩm tương đối ±3% Việc theo dõi chặt chẽ là điều cần thiết để phát hiện chính xác những thay đổi này

Bằng cách nào để xác định liệu môi trường có đạt yêu cầu không?

Cách duy nhất để biết môi trường nào đang tồn tại trong toà nhà của bạn là đo

và ghi lại nhiệt độ và độ ẩm tương đối bằng các thiết bị được thiết kế để phục

vụ cho mục đích này Điều này cần được tiến hành một cách có hệ thống ở những nơi lưu trữ những đồ vật có giá trị lâu dài Một bản tường trình cụ thể, chính xác có thể giúp việc kiểm soát môi trường không phải dự trù những giả thuyết mà đi thẳng vào các bước đi hay mục tiêu mang tính thực tế nhằm cải

thiện điều kiện của kho lưu trữ hay phòng trưng bày Việc thuyết phục các nhà hoạch định chủ chốt quan tâm tới môi trường hiện tại của toà nhà cũng là việc làm cần thiết

Cùng với việc lập hồ sơ về điều kiện môi trường hiện tại, một chương trình theo dõi có thể hướng dẫn và ghi nhận tác động của những thay đổi khi vận hành các thiết bị kiểm soát môi trường sẵn có Hệ thống sưởi, thông gió và điều hoà không khí (HVAC) hiếm khi được sử dụng một cách tối ưu, thậm chí cả khi tất cả các thiết bị này đã được lắp đặt Một kỹ sư chuyên bảo dưỡng toà nhà hay nhà thầu phụ trách hệ thống HVAC có thể thường xuyên cải thiện hoạt động của hệ thống, nếu luôn có những thông tin cụ thể cho thấy tác động của việc thay mới các bộ ổn nhiệt, bộ lọc khí, hay thậm chí sắp xếp lại đồ nội thất để làm thông các lỗ thông hơi

Nếu thiết bị kiểm soát môi trường được thiết kế nhằm tạo ra những điều kiện

lý tưởng, song các vấn đề vẫn không giải quyết được bằng những sửa chữa đơn giản và bảo trì thường xuyên, thì cần lấy lại sự cân bằng cho hệ thống một cách có chuyên môn Đây là một quá trình bao gồm việc đo lại luồng khí

và các đặc tính khác của hệ thống HVAC; đòi hỏi phải có một kỹ sư kiểm soát môi trường chuyên nghiệp có trình độ chuyên môn cao

Nếu điều kiện không thể cải thiện được với thiết bị hiện có, một chương trình theo dõi cần lập hồ sơ về tính chất nghiêm trọng của vấn đề và đề xuất nhu cầu trang bị thêm máy móc thiết bị Trường hợp khả quan nhất thì chương trình này sẽ chỉ rõ rằng thiết bộ kiểm soát môi trường hiện có đang hoạt động tốt và đảm trách được khối lượng công việc theo yêu cầu Chương trình cũng

xác định ra những vấn đề nhất thời đôi lúc phát sinh

Làm thế nào kiểm soát được môi trường?

Có rất nhiều thiết bị khác nhau sẵn có để đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối Song có thể chia chúng thành hai loại: loại có thể đo nhanh (như thông số về điều kiện môi trường tại một thời điểm cụ thể) và loại đưa ra một dãy thông

số nối tiếp nhau về điều kiện môi trường Mỗi cơ quan cần phân tích nhu cầu

và khả năng của từng đơn vị để quyết định thiết bị theo dõi nào là phù hợp nhất Dưới đây là những thiết bị phổ biến nhất

Thiết bị theo dõi nhanh gồm:

1- Nhiệt kế có thể cung cấp những thông tin chính xác về nhiệt độ với giá khoảng 10 đô/chiếc Nhiệt kế kiểm tra dùng trong khoa học luôn có bán, song

về mức độ chính xác, một nhiệt kế tiêu chuẩn đo được cả điều kiện môi

trường sắp tới trong toà nhà sẽ thoả mãn thị hiếu của người tiêu dùng Hầu hết các thiết bị đo độ ẩm tương đối đều có lắp đặt thêm một bộ cảm ứng

nhiệt, vì độ ẩm tương đối chỉ là một phần của nhiệt độ không khí chỉ lượng hơi ẩm có trong không khí

2- Dụng cụ đo độ ẩm kiểu đĩa số đơn giản luôn có bán tại hầu hết các cửa hàng đồ điện với giá 15 đô hoặc thấp hơn, là một cách tiết kiệm để đo độ ẩm tương đối, song không nên sử dụng thiết bị này vì có thể không chính xác và hầu hết đều không kiểm tra lại được Chỉ ngoại trừ dụng cụ đo độ ẩm đĩa số

sử dụng “màng liên kết của động vật” có độ chính xác cao hơn

3- Dải băng hay thẻ màu chỉ độ ẩm là một thiết bị theo dõi độ ẩm khác cũng