Efecto de la envolvente arquitectónica en el Desempeño Higrotérmico interior de bibliotecas y su relación con la Conservación Preventiva

Abstract

La conservación preventiva es la disciplina que se encarga de proveer al patrimonio cultural de un entorno compatible con las necesidades de los elementos que constituyen las colecciones.La temperatura y la humedad son capaces de modificar el ambiente e incidir en un grupo de agentes de deterioro asociados con la conservación de los bienes. A través de la adecuación del clima se puede limitar el efecto de la temperatura y la humedad incorrectas,y el desarrollo de plagas. Otros factores de daño, como las fuerzas físicas y vibraciones, el agua, la luz y la radiación ultravioleta, también pueden ser limitadas realizando adecuaciones en el edificio. Es decir que, exceptuando el daño efectuado por acciones humanas o desastres naturales, por medio del microclima y de la envolvente, se puede ejercer un efecto significativo en la conservación de los bienes culturales.Maximizar los esfuerzos en evitar el deterioro de los bienes mediante medidas preventivas es beneficioso ya que permite extender la vida útil de las colecciones evitando el riesgo de pérdida, y el gasto de realizar obras de restauración una vez que se han dañado. Para lograr esta meta es necesario conocer dos aspectos importantes: cuál es la condición climática adecuada para cada colección; y cómo es posible alcanzarla minimizando los recursos económicos y energéticos de las instituciones.El objetivo que ha perseguido esta investigación es el de elaborar un modelo que permite detectar los factores más influyentes de la envolvente de una biblioteca en su capacidad de alcanzar condiciones climáticas interiores consecuentes con la conservación, o lo quedenominamos ?desempeño higrotérmico?, permitiendo confeccionar recomendaciones de diseño aplicables en edificios de bibliotecas de nueva planta o renovaciones importantes a fines de optimizar su funcionamiento.Para conocer cuál es el objetivo climático de conservación a alcanzar, se propone la adaptación del protocolo de monitorización descripto en bibliografía internacional para determinar cuál es el clima histórico al que las colecciones se han aclimatado. Mediante el estudio de estrategias de acondicionamiento pasivo se detectan cuáles son las variables descriptoras de la envolvente que pueden incidir en el clima interior de los espacios habitables.El modelo permite sistematizar el análisis y la optimización de la envolvente de los edificios de bibliotecas por medio del cumplimiento sucesivo de una serie de objetivos secundarios, que se estructuran en tres etapas metodológicas:La ETAPA 1 tiene como finalidad instrumentar una herramienta de diagnóstico ambiental. Al finalizar esta etapa se obtiene como resultado un protocolo de registro y monitorización higrotérmico y el objetivo climático adecuado para cada colección de acuerdo a su historia climática.En la ETAPA 2, se analiza, calcula y evalúa la envolvente de las salas biblioteca seleccionados como muestra, con el objetivo de describir sus características físicas y evaluar el desempeño higrotérmico.La ETAPA 3 tiene como finalidad encontrar los factores más influyentes de la envolvente que inciden en la evaluación de desempeño higrotérmico. Se obtiene esta nueva información por medio de inferencias estadísticas que permiten cuantificar la dependencia de las variables. Finalmente, se propone el desarrollo de un modelo generalizable que va a permitir replicar el método en edificios culturales situados enclimas templados.De la operación del modelo en sus etapas comentadas, se obtienen fundamentalmente tres resultados: i) el objetivo climático, que es el punto de consigna de temperatura y humedad relativa para el que la colección se ha aclimatado en cada una de las estaciones del año previo; ii) para cada sala analizada se obtiene la evaluación del desempeño higrotérmico y la caracterización de la envolvente según descriptores comunes comparables; y iii) los factores más influyentes de la envolvente que inciden en el desempeño higrotérmico alcanzado.El primer caso de estudio, compuesto por una muestra de 9 bibliotecas y 2 archivos en la Ciudad de La Plata, ha permitido detectar que las variables de la envolvente que más inciden en el desempeño higrotérmico de la muestra son la transmitancia térmica, la proporción de superficie vidriada en contacto con el exterior, la pesadez y el adosamientoentre las salas.Estos resultados son útiles al momento de diseñar la envolvente de nuevos edificios de bibliotecas en esta ciudad, ya que teniendo en cuenta estas variables, el edificio puede acercarse de manera pasiva al mejor desempeño higrotérmico reduciendo la demanda de equipamiento de climatización.En el segundo caso de estudio, se aplica la primera etapa del modelo para obtener el objetivo climático de invierno para dos salas en la Biblioteca de la Universidad de Sevilla, en España. La aplicación surge a partir del traslado de las colecciones a un nuevo edificio construido especialmente para alojar una importante colección, y que cuenta con la tecnología necesaria para adoptar cualquier requerimiento climático. En la segunda sala se espera evaluar la necesidad de la utilización de un sistema de des-humidificación actualmente en funcionamiento.El hecho de determinar el clima histórico de la colección, y obtener el objetivo climático específico, permite que el punto de consigna del nuevo sistema de climatización se ajuste al requerimiento de la misma.A modo de conclusión, se señala que la investigación ha propuesto un modelo orientado a atender interrogantes habituales que se plantean sobre conservación preventiva desde la arquitectura.Uno de estos interrogantes es cómo debería ser la envolvente que favorezca naturalmente el clima de conservación requerido para minimizar el daño a las colecciones, y para determinarlo se ha analizado en conjunto el efecto de distintos tipos de envolvente sobre diferentes grados de desempeño higrotérmico interior.La metodología propuesta ha logrado cumplir con el objetivo principal, y el proceso ha producido logros intermedios, como la determinación de criterios de evaluación de desempeño, cálculo de variables significativas, y protocolos de monitorización adaptados, y herramientas de cálculo para determinación del objetivo climático que son necesarias para gestores de la conservación preventiva en bibliotecas.Las herramientas producidas en el desarrollo de esta tesis permiten detectar estrategias de diseño aplicables a bibliotecas y archivos con fines conservativos, ubicados en clima templado.Este estudio da inicio a diferentes líneas de investigación, como ser la replicación en otros tipos edilicios con demandas de conservación como museos, archivos y galerías aplicación en diferentes tipologías. Además, se espera cuantificar el efecto en el microclima de conservación de otras variables no evaluadas en la presente investigación.

Preventive conservation is the discipline responsible of providing the Cultural Heritage, an environment compatible with the needs of the goods that conform the collections. Temperature and humidity are able to modify the environment and influence a group of agents of deterioration associated with the conservation of goods. Through the adaptation of the climate it is possible to limit the effect of incorrect temperature and humidity, and the development of pests. Extending the focus to the building containing the collections, it could limit physical forces and vibrations, water, light and ultraviolet radiation. In other words, with the exception of damage caused by human actions or natural disasters, optimizing the building´s envelope and the microclimate, a significant effect can be exerted on the conservation of cultural property. To maximize efforts in avoiding damage through preventive measures is beneficial as it allows extending the lifetime of the collections eluding the risk of loss, and the expense of performing restoration works once they have already been damaged. To achieve this goal, it is necessary to understand two important aspects: what is the appropriate climatic condition for each collection; and how it can be achieved minimizing the economic and energy resources of the institutions. The objective of this research is the development of a model to detect the most influencing factors of a library envelope in its ability to reach indoor climatic conditions consistent with conservation, or what we call "hygrothermal performance". These most influencing factors make it possible to provide design guidelines applicable to new-building libraries or major renovations in order to optimize their operation. In order to reach the conservation climate target, an adaptation of the monitoring protocol described in international bibliography is proposed to know the historical climate to which the collections are acclimatized. To detect how the envelope descriptors affect the interior climate of spaces, passive conditioning strategies are studied. The model allows to systematize the analysis and optimization of the envelope of library buildings through the fulfillment of a series of secondary objectives, which are structured in three methodological stages: The purpose of STAGE 1 is to implement an environmental diagnosis tool. At the end of this stage, the hygrothermal monitoring protocol and the climate target for each collection according to their climatic history are obtained. In STAGE 2, the envelope of a selected sample of library rooms is analyzed, calculated and evaluated to describe the physical parts, the envelope, and to evaluate the hygrothermal performance. STAGE 3 aims to find the most influencing factors of the envelope on the hygrothermal performance developed in STAGE 2. This new information is obtained through statistical inferences that allow quantifying the dependence of the variables. Finally, it proposes the development of a generalizable model that allow to replicate the method in different contexts. From the operation of the model in the discussed stages, three main results are obtained: i) the climate target, which is the set point of temperature and relative humidity for which the collection has been acclimatized in each of the seasons of the previous year ; (ii) the evaluation of the hygrothermal performance and the characterization of the envelope according to comparable common descriptors are obtained; and iii) the most influencing factors of the envelope that affect the hygrothermal performance achieved. The application of the model in the first case study: a set of 9 libraries and 2 archives in the city of La Plata, allowed to confirm that the most influencing factors of the envelope over the hygrothermal performance of the sample are thermal transmittance, glazing ratio, mass and attachment among other rooms. These results are useful when designing the envelope of new library buildings in La Plata, since considering these factors will help the building to passively approach a better hygrothermal performance reducing the demand for air conditioning equipment. In the second case study, the first stage of the model is applied to obtain the winter climate target for two rooms in the Library of the University of Seville, Spain. The application arises from the transfer of the collections to a new building specially designed to house this important collection, and is equipped with the technology that allows any climatic requirement. The second room has installed a de-humidification system that is presumed unnecessary, and the evaluation aims to verify it. Determining the historical climate of the collection, and obtaining the specific climate target, allows to fix the set point of the new system of air conditioning to fit the requirement of the collection. As a conclusion, it is pointed out that the research has proposed a model oriented to answer common questions about architecture origin from preventive conservation. One of these questions is how the envelope should be to naturally favor the climate of conservation required to minimize damage to the collections. To determine it, the effect of different types of envelope has been analyzed together with different degrees of interior hygrothermal performance. The proposed methodology has succeeded in meeting the main objective, and the process has produced midway achievements, such as the determination of performance evaluation criteria, calculation of significant variables, and adapted monitoring protocols, and calculation tools for determining the climate target, that are necessary items for managers of preventive conservation in libraries. This study generates different future lines of research, such as replication in other types of buildings with conservation demands, such as museums, archives and galleries in different types. In addition, it is expected to quantify the effect in the conservation microclimate of other variables not evaluated in the present investigation.