ic termografija primjena kod oČuvanja ... bastina_boras_1.pdfsveuČiliŠte u zagrebu fakultet...
TRANSCRIPT
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
IC TERMOGRAFIJA PRIMJENA KOD OČUVANJA KULTURNE BAŠTINE
DIO DRUGI STUDIJ: POSLIJEDIPLOMSKI USTANOVA: FILOZOFSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U ZAGREBU Pripremili: Prof.dr.sc. Srećko Švaić, dipl.ing. Doc.dr.sc. Ivanka Boras, dipl.ing. Fakultet strojarstva i brodogradnje
Sveučilište u Zagrebu
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Ključne riječi: termografija, slikani slojevi, struktura, vlaga, zaštita SAŽETAK Termografija kao jedna od metoda toplinske kontrole bez razaranja svoju primjenu može naći i u dijelu aktivnosti vezanih za očuvanje kulturne baštine. U nastavku su prikazana istraživanja vezana uz: određivanje debljine i strukture slikanih slojeva na drvenoj podlozi, ispitivanje strukture građevina, utvrđivanje prisutnosti vlage u zidovima i promjena na umjetničkim djelima usljed negativnih atmosferskih utjecaja. 1.0.0 ODREĐIVANJE OBLIKA I DIMENZIJE TANKIH SLIKANIH SLOJEVA Laboratorij za restauratorska istraživanja, Hrvatski restauratorski zavod Laboratorij za toplinu i toplinske uređaje, Fakultet strojarstva i brodogradnje Na drvene podloge nanijeti su, u različitim debljinama, različiti materijali. Svrha je ispitivanja bilo utvrditi mogućnost dobivanja informacije o debljini i strukturi površine slikanih slojeva (tempera, uljana boja, metal), slojeva u neposrednoj blizini površine koji su prekriveni naknadno apliciranim slikanim slojevima “preslicama” primjenom termografske metode. Svi su uzorci bili izrađeni u originalnoj tehnici polikromije na drvetu. Cilj je ispitivanja bio stjecanje saznanja koja bi se mogla primjeniti u analizama originalnih umjetničkih djela. Sva su ispitivanja vršena termografskom kamerom AGA 680 Standard s maksimalnom temperaturnom rezolucijom 0,2 oC pri 30 oC u Laboratoriju za toplinu i toplinske uređaje na FSB. Slojevi su nanošeni ručno, kao i kod originalnih umjetničkih djela, te su nejednoliki. Prosječne se vrijednosti kreću u granicama: • slojevi tempere: 13 – 25 µm • slojevi uljane boje: 25 – 40 µm • slojevi zlata i srebra: 7 – 15 µm
Slika 1 Na drvenu podlogu deponirano je po segmentima zlato, srebro, te crvena, bijela i zelena tempera sa i bez zlatne ili srebrne podloge
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 2/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 2 Mikropresjek segmenta A Slika 3 Mikropresjek segmenta B 1. drvo i kreda 1. drvo i kreda 2. šelak (2 sloja) 2. bolus 3. srebro 3. zlato 4. zelena tempera 4. crvena tempera 5. žuta-oker tempera 5. žuta-oker tempera
Slika 4 Uzorak sa slike 1 premazan žutom-oker temperom po cijeloj površini
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 3/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 5 Termogram uzorka sa slike 4
ZAKLJUČAK: Sa raspoloživom IC opremom postoji mogućnost identifikacije tankih metalnih
slojeva deponiranih ispod jednog ili više slojeva boje. Infracrvene fotografije tankih metalnih slojeva bez obzira na vrstu metala
(srebro, zlato, polirano zlato) vrlo su slične i ne mogu se jednoznačno odrediti.
PRIMJER 2
Slika 6 Na drvenu podlogu naneseni su po vertikalnim segmentima slojevi zlata i srebra. Preko čitave
površine nenesena je crvena tempera u više slojeva: segment A – 1 sloj boje segment B – 2 sloja boje segment C – 3 sloja boje
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 4/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 7 Termogram uzorka sa slike 6
ZAKLJUČAK: Debljina slikanog sloja nanesenog na metalni sloj uvjetuje mogućnost detekcije
metalnog sloja. U slučaju tempere postoji dobra mogućnost detekcije metalnog sloja ispod nje do debljine tempere 40 – 50 µm (segment A i B na slici 6), dok se za veće debljine kontrast naglo gubi (segment C na slici 6).
Slika 8 Na drvenu podlogu naneseno je srebro po cijeloj površini označenoj s A, dok je površina
označena s B ostala nepokrivena. Po čitavoj površini uzorka zatim je nanesena, u vertikalnim segmentima crna, bijela i zelena tempera, te uljana siva temeljna boja
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 5/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 9 Termogram uzorka sa slike 8
ZAKLJUČAK: Postoji razlika u mogućnosti detekcije tankog metalnog sloja ispod tempere i nekih
uljanih boja. Kako se vidi iz termograma uzorka temeljna olovna siva uljana boja za razliku od tempere pokazuje identičnu sliku prisutnosti metala i na mjestu gdje ga nema (područje označeno s X na slici 9).
2.0.0 DRVENE SKULPTURE
Slika 10 Golubica (dio krila), oltar sv. Josipa, Crkva sv. Mihovila, Zrinski Topolovac (17. stoljeće), polikromirana drvena skulptura
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 6/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 11 Termogram skulpture sa slike 10
Slika 12 Dio plašta sveca, Crkva Blažene Djevice Marije, Kloštar Ivanić (18. stoljeće), polikromirana
drvena skulptura
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 7/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
Slika 13 Termogram skulpture sa slike 12
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 8/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
3.0.0 OTKRIVANJE STRUKTURE ZIDA GRAĐEVINA Kod terenskih je ispitivanja toplinska stimulacija objekta prirodna (sunčevo zračenje). Razlika toplinskih svojstava (toplinska vodljivost, gustoća, specifični toplinski kapacitet) građevnih materijala uzrokuje različitu brzinu transporta topline kroz strukturu. Posljedica je različita temperaturna raspodjela na promatranoj površini. Termogrami površina objekata snimani su infracrvenom kamerom AGEMA 570 Pro. Pri terenskim mjerenjima treba posebno uzeti u obzir nekontrolirane utjecajne parametre. Toplinska stimulacija je ovisna o prirodnim uvjetima. Sunce osvjetljava razne strane objekta tijekom dana, prema orijentaciji objekta. Zbog toga su negdje površine nejednoliko zagrijavane zbog sjene i/ili refleksije i emisije od drugih tijela. Također razlika u obojenju površinskog materijala i reljefnost uzrokuju nejednolik faktor emisije. To je ponekad popraćeno odvajanjem žbuke od zida na pojedinim dijelovima, gdje tako nastali zračni jastuci djeluju kao izolator. Sve gore navedeno treba uzeti u obzir kod analize termograma promatrane površine. Ispitivanja pokazuju da se mogu postići određeni rezultati kod određivanja strukture objekta ispod sloja žbuke koristeći IC termografiju i prirodnu toplinsku stimulaciju. Rezultati su kvalitativni i daju osnovne informacije za planiranje radova na obnovi i zaštiti objekta. 3.1.0 PROVEDENA MJERENJA 3.1.1 Crkva svetog Jurja, Mateško selo Za potrebe Hrvatskog restauratorskog zavoda izvršeno je ispitivanje crkve Svetog Jurja, locirane u središnjem dijelu Hrvatske, izgrađene prije 13. stoljeća. Za dobivanje prvih informacija o strukturi gradnje ispod sloja žbuke korištena je infracrvena termografija. Temelj crkve leži na poklopcima, a za konstrukciju kutova crkve korišteni su kovčezi rimskih sarkofaga. Termogrami su snimljeni nakon prirodnog zagrijavanja u različito doba dana. Na temelju tih termograma mogu se odrediti tip i dimenzije kamenja korištenih u gradnji.
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 9/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
SP01
Slika 14 Termogramski i fotografski snimci zidova
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 10/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
3.1.2 Crkva svetog Marka, Zagreb
Slika 15 Termogrami zidova Crkve svetog Marka, Zagreb
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 11/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
3.1.3 Stara Nacionalna i sveučilišna biblioteka
Slika 16 Fotografije i termogrami zidova stare Nacionalne i sveučilišne biblioteke
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 12/13
S VE UČ I L I Š T E U ZAGRE B U
IC termografija
FAKUL T E T S T RO J AR S T V A I B RO DO GRA DNJ E
L a b o r a t o r i j z a t o p l i n u i t o p l i n s k e u ređa j e I . L u č i ć a 5 , 1 0 0 0 0 Z a g r e b T e l . : ( 0 1 ) 6 1 6 8 2 2 2 , F a x . : ( 0 1 ) 6 1 5 6 9 4 0
3.2.0 UTVRĐIVANJE RAZINE VLAGE U ZIDU Određivanje razine vlage u zidu od opeke u svrhu postavljanja standardne metode za određivanje vlage u zidovima objekata.
Slika 17 Mjerna linija u postupku utvrđivanja razine vlage u zidu od opeke
Slika 18 Termogram zida u pokusu utvrđivanja razine vlage
Primjena kod očuvanja kulturne baštine 13/13