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문제 정의
- 이 연구에서는 간헐공조를 운영하는 전시관내 유물 진열장의 온·습도 환경을 살펴보기 위해 최신 공조시스템과 유물 진열장의 기밀성능을 대표할 수 있는 유물 전시관을 선정하고 전시실 및 유물 진열장를 대상으로 일 년간 온·습도를 측정하였다.
- 이 연구에서는 기계 공조에 의해 환경제어(20±2℃, 50±5%)를 하는 전시관을 대상으로 공조기의 간헐운전에 따른 유물 진열장 내 온·습도 분포 특성 분석 및 적합성을 평가하였다.
제안 방법
- 간헐 공조를 운영하는 전시관 내 유물 진열장의 온·습도 환경을 분석하기 위해 2012년 5월 9일부터 2013년 5월 5일(362일)까지 매시간 전시관 외기, 전시실, 유물 진열장을 대상으로 온·습도를 측정하였다.
- 공조기 가동 상태에 따른 유물 진열장 내부 온·습도에 대한 PI를 살펴보기 위해 계절별로 대표적인 한 달간의 데이터를 비교하였다(Figure 7).
- 또한 수집된 데이터를 정리하여 전시실과 유물 진열장 내부 온·습도 환경의 변화와 분포 특성을 분석하였다.
- 수집된 데이터는 연중변화, 계절별 변화, 단기적 변화순으로 전시실 및 유물 진열장 내 온·습도 분포 특성을 비교 분석하였다. 또한 조사 대상 진열장에 전시된 유물을 대상으로 진열장 내부에 조성된 보존환경의 적합성을 평가하였다. 보존환경 적합성 평가를 위해 Performance Index(이하 PI)를 적용하였다.
- 수집된 데이터는 연중변화, 계절별 변화, 단기적 변화순으로 전시실 및 유물 진열장 내 온·습도 분포 특성을 비교 분석하였다.
- 외기는 전시관 옥상에 백엽상을 설치하여 주변 온·습도를 측정하였고 전시실내 공기질을 대표할 수 있는 지점과 출입구에서 먼 곳에 위치한 유물 진열장을 선정하여 온·습도를 측정하였다.
- 습도는 전시실이 50%대를 유지하다 공조기 가동시간에는 10～15% 정도 높은 분포를 보이고 공조기 가동 중지에 따라 다시 하강하는 모습을 반복하였다. 유물 진열장은 전시실 보다 10% 높은 60%의 습도 분포에서 동일한 변화 경향을 보이나 공조기 가동에 따른 상승률이 작아 최종적으로는 전시실과 같은 최고 습도 치를 기록하였으며 공조기 가동 중지에 따라 다시 하강하였다.
- 이 연구에서는 해당 유물 진열장 내 지류유물이 전시되어 있는 점을 고려하여 UNESCO에서 전통 종이류 보존을 위해 권장하는 온·습도 기준을 바탕으로 우리나라의 기후환경과 재질 특성을 반영하여 온·습도 허용 범위를 20±2℃와 55±5%로 정하고 보존환경 적합성을 평가하였다 (Ministry of Culture & Athletics, 1996; IFLA/UNESCO, 2000).
- 전시실 대비 유물 진열장 내부 온·습도 환경의 계절별 변화를 살펴보기 위해 진열장 내·외부 온도와 습도 비(I/O)를 계절별로 비교하였다.
- 전시실 외기가 최고(37.5℃)및 최저(-17.9℃) 기온을 기록하는 주의 5일간 데이터를 분석하여 공조기 가동에 따른 전시실 및 유물 진열장 내 온·습도의 단기적 변화를 살펴보았다(Figure 4).
- 환경 모니터링은 전시관 내 2 전시실과 유물 진열장를 대상으로 실시하였고 실내·외의 환경변화를 비교하기 위해서 전시관 주변 외기도 모니터링 하였다.
대상 데이터
- 장기적인 환경 모니터링을 수행하기 위해 최신 공조시스템과 유물 진열장의 기밀 성능을 대표할 수 있는 전시관을 선정하였다. 이 전시관은 도심 외곽의 청정지역에 위치하며 연면적 3,104㎡에 지하 1층, 지상 1층의 철근콘크리트 구조로 건물 외피에 흙벽을 입혔다.
- 환경 모니터링은 전시관 내 2 전시실과 유물 진열장를 대상으로 실시하였고 실내·외의 환경변화를 비교하기 위해서 전시관 주변 외기도 모니터링 하였다. 조사대상 유물 진열장은 우리나라 전시실에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 비공조식 밀폐형 진열장으로 벽부형 픽스 형태를 나타내며, 이 밖에 주요사양은 Table 1과 같다.
- 측정에 사용된 자동 온·습도 데이터 로거는 외기의 경우 ±0.5℃와 ±2%의 정밀도, 0.1℃와 0.1%의 분해능을 가진 Testo사의 177-H1(Germany)이고, 전시실 및 유물 진열장 내부는 ±0.35℃와 ±2.5%의 정밀도와 ±0.03℃와 ±0.03%의 분해능을 가진 Hobo사의 U12-11(USA)이다.
이론/모형
- 또한 조사 대상 진열장에 전시된 유물을 대상으로 진열장 내부에 조성된 보존환경의 적합성을 평가하였다. 보존환경 적합성 평가를 위해 Performance Index(이하 PI)를 적용하였다. PI는 측정된 전체 데이터 중 적정 온·습도 범위 내에 놓이는 데이터 수를 백분율로 산출하여 획득하였으며, 이 방법은 박물관 및 도서관 내 소장 유물의 보존 위험도와 건물 내 환경제어 성능을 평가하기 위해 자주 사용되는 방법이다(Corgnati et al, 2009; 2010).
성능/효과
- 2012년 5월 9일부터 2013년 5월 5일까지 측정된 온·습도 데이터를 살펴본 결과, 계절과 일기에 따라 온·습도가 급격하게 변화되는 외기에 비해 전시실 및 유물 진열장은 변동률이 작아 안정화되고 일정한 분포를 보였다.
- 그러나 여름철에는 습도 분포가 적정 습도 기준에 비해 높은 상태에서 공조기 가동에 따라 온도가 낮아지면서 습도가 증가하는 양상을 알 수 있었다. 겨울철에도 적정 기준 대비 높은 습도 분포를 나타낸 상태에서 공조기 가동에 따른 온도 차이가 습도 문제를 가중시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 3%로 전시실에 비해 온도는 낮고 습도는 높은 분포 경향을 보였다. 계절별로 살펴보면 전시실과 유물 진열장 모두 여름철 고온과 겨울철 저온 분포를 기준으로 봄과 가을철에는 계절변화에 따라 변동률이 높은 모습을 보였다. 반면 습도는 사계절 내내 계절별 평균값이 59～61%대에서 일정하게 유지되는 모습을 보였다.
- 따라서 전시 유물의 보존을 위해 유물 진열장별로 개별적인 환경제어를 하는 것이 효과적이며, 특히 여름철과 겨울철 습도 제어가 필요한 것을 알 수 있었다. 이 자료는 특정 대상에 대한 분석결과로 모든 전시관에 해당되는 일반 적인 사항이 될 수는 없으나 향후 유물 전시관의 전시환경 개선 및 관리 방안 마련 시 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.
- 또한 전시실과 유물 진열장 내부 온도를 상관 분석한 결과, 95% 유의 수준에서 전시실과 진열장의 온도가 0.94의 높은 상관계수를 나타냈다. 습도는 95% 유의수준에서 0.
- 습도는 전시실이 50%대를 유지하다 공조기 가동시간에는 10～15% 정도 높은 분포를 보이고 공조기 가동 중지에 따라 다시 하강하는 모습을 반복하였다. 유물 진열장은 전시실 보다 10% 높은 60%의 습도 분포에서 동일한 변화 경향을 보이나 공조기 가동에 따른 상승률이 작아 최종적으로는 전시실과 같은 최고 습도 치를 기록하였으며 공조기 가동 중지에 따라 다시 하강하였다.
- 습도는 전시실이 여름(58.5%)>가을(54.3%)>봄(52.8%)>겨울(51.4%) 순으로 계절에 따른 변화를 보이는 반면 유물 진열장은 여름(61.7%), 겨울(60.4%), 봄(59.8%), 가을(59.4%) 순으로 계절적 특성을 보이기보다는 사계절 내내 평균 59～60%대에서 일정한 습도 범위를 유지하였다(Table 3, Figure 2).
- 유물 진열장 내부 온·습도의 계절별 변화를 살펴본 결과, 온도는 여름철 고온과 겨울철 저온 분포를 기준으로 봄과 가을철에 계절변화에 따라 변동률이 높은 모습을 보였다.
- 유물 진열장내 보존환경 적합성을 평가하기 위해 PI를 산출한 결과, 18.0%로 전시물(지류유물) 보존을 위한 적정 온·습도 범위 조성률이 매우 낮은 것을 알 수 있다.
- 습도에서는 전시실이 60%대를 유지하다 공조기 가동 시간에는 10～15% 낮은 습도 분포를 보이고 공조기 가동 중지에 따라 다시 상승하는 모습을 반복하였다. 유물 진열장은 전시실 보다 5% 높은 65%의 습도 분포에서 동일한 변화 경향을 보이나 공조기 가동에 따른 하강률이 작아 전시실과 10～15%의 습도 차이를 보였다.
- 이 결과, 최고 기온을 기록하는 주(2012년 8월 2일 ～2012년 8월 6일, 여름철)의 경우 전시실과 유물 진열장이 22℃대를 유지하며 공조기 가동시간에는 전시실이 2～3℃ 정도 낮아지고 공조기 가동 중지에 따라 다시 상승하는 것을 반복하였다. 유물 진열장은 전시실과 동일한 변화경향을 보이나 공조기 가동에 따른 온도 하강률이 작아 전시실과 1.0～1.5℃의 온도 차이를 보였다.
- 유물 진열장의 내부 온·습도에 대한 계절별 PI를 살펴본 결과, 사계절 모두 습도에 비해 온도의 PI가 낮아 진열장 내 온도 제어가 되지 않는 것을 알 수 있다.
- 이 결과, 온도의 I/O 비는 0.6～1.1(평균 0.9)의 범위로 사계절 내내 진열장 내부가 전시실에 비해 낮은 온도를 분포를 보이고 전시실과의 온도 차이는 겨울>봄>가을>여름 순으로 큰 차이를 나타냈다.
- 9℃) 기온을 기록하는 주의 5일간 데이터를 분석하여 공조기 가동에 따른 전시실 및 유물 진열장 내 온·습도의 단기적 변화를 살펴보았다(Figure 4). 이 결과, 최고 기온을 기록하는 주(2012년 8월 2일 ～2012년 8월 6일, 여름철)의 경우 전시실과 유물 진열장이 22℃대를 유지하며 공조기 가동시간에는 전시실이 2～3℃ 정도 낮아지고 공조기 가동 중지에 따라 다시 상승하는 것을 반복하였다. 유물 진열장은 전시실과 동일한 변화경향을 보이나 공조기 가동에 따른 온도 하강률이 작아 전시실과 1.
- 이를 통해 유물 진열장 내부는 계절에 따라 온도 분포와 변동률을 달리하며 전시실에 비해 낮은 온도 분포를 보이고 습도는 사계절 내내 일정하게 유지되나 전시실 보다 높은 분포 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 특히 여름철에는 전시실과 같이 높은 온도와 습도에 노출되고 겨울철에는 다른 계절에 비해 전시실과 높은 온·습도 차이를 보이며 저온고습의 분포를 나타냈다.
- 이를 통해 전시실과 유물 진열장 내 온·습도 환경에 있어 습도에 비해 온도에서 더 강한 상관관계를 보이는 것을 알 수 있었다.
- 이를 통해 조사대상 진열장 내에 전시 중인 지류유물의 적정 온·습도 범위(20±2℃, 50±5%) 대비 온도 데이터는 최고 및 최저점을 중심으로 부화되어 있고, 비교적 높은 습도환경에 집중되는 것을 알 수 있다.
- 이를 통해 조사대상인 유물 진열장이 조온기능이 미약한 반면 비교적 높은 조습능력을 나타내는 것을 알 수 있으며, 이는 전시실과 진열장 내부 온·습도 간 상관분석을 통해서도 확인할 수 있다.
- 전시실과 유물 진열장 내부 온·습도의 연중 변화를 살펴본 결과, 외기 대비 안정화되고 일정한 분포를 나타냈다.
- 이 연구에서는 기계 공조에 의해 환경제어(20±2℃, 50±5%)를 하는 전시관을 대상으로 공조기의 간헐운전에 따른 유물 진열장 내 온·습도 분포 특성 분석 및 적합성을 평가하였다. 전시실과 유물 진열장은 외기에 비해 변동률이 작아 안정화되고 일정한 분포를 보였다. 특히 유물 진열장은 조온기능이 미약하나 비교적 조습능력이 높은 것을 확인할 수 있었다.
- 전시실의 습도는 41.6～76.4%의 범위로 연평균 54.3%를, 유물 진열장은 55.5～67.6%의 범위로 연평균 60.3%를 보여 진열장 내부가 전시실에 비해 높은 습도 분포를 나타냈다. 또한 전시실과 진열장 내 온·습도의 분포와 표준편차를 통해 진열장이 전시실의 온도 변화에 비해 안정적이지 못한 반면 습도 변화에서는 비교적 안정된 상태를 유지하는 것을 볼 수 있다(Table 2, Figure 1).
- 전시실과 유물 진열장은 외기에 비해 변동률이 작아 안정화되고 일정한 분포를 보였다. 특히 유물 진열장은 조온기능이 미약하나 비교적 조습능력이 높은 것을 확인할 수 있었다.
- 전시실과 유물 진열장 내부 온·습도의 연중 변화를 살펴본 결과, 외기 대비 안정화되고 일정한 분포를 나타냈다. 특히 진열장 내 온도는 전시실에 비해 변동률이 높아 안정적이지 못한 반면 습도에서는 전시실의 습도 변화에 비교적 안정된 모습을 보았다. 이를 통해 조사대상인 유물 진열장이 조온기능이 미약한 반면 비교적 높은 조습능력을 나타내는 것을 알 수 있으며, 이는 전시실과 진열장 내부 온·습도 간 상관분석을 통해서도 확인할 수 있다.
후속연구
- 진열장 내부는 전시실과 같은 공조효과를 나타내지 않으며 공조기의 간헐운전으로 인해 수분 문제를 가중시킬 수 있다. 따라서 전시 유물의 안전한 보존환경 조성을 위해 진열장의 밀폐성능을 유지한 상태에서 조습제 또는 제습제를 이용하여 전시 유물에 따른 개별적인 습도 제어가 필요하며, 특히 여름철과 겨울철에 주의 관리를 실시해야 할 것으로 판단된다.
- 또한 수집된 데이터를 정리하여 전시실과 유물 진열장 내부 온·습도 환경의 변화와 분포 특성을 분석하였다. 이 자료는 전시유물의 보존환경 실태를 파악하고 기존 시설의 전시 보존환경 개선 및 향후 관리 방안을 마련하는데 중요한 사례 연구로 활용될 것이다.
- 따라서 전시 유물의 보존을 위해 유물 진열장별로 개별적인 환경제어를 하는 것이 효과적이며, 특히 여름철과 겨울철 습도 제어가 필요한 것을 알 수 있었다. 이 자료는 특정 대상에 대한 분석결과로 모든 전시관에 해당되는 일반 적인 사항이 될 수는 없으나 향후 유물 전시관의 전시환경 개선 및 관리 방안 마련 시 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.
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