環境制御（前半） 温湿度・光・空気清浄
独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所
保存修復科学センター保存科学研究室長
佐 野 千 絵
本日の内容
目標の明確化と評価の方法
基本的な考え方と技術
施設要件
• 防災【災害とアーカイブズ】
• 防犯
• 取り扱い【アーカイブズ保存の理論】【予防措置論】
• 温湿度制御
• 照明技術
• 空気清浄
• 虫害・カビ害低減【後半のコマ】
資料管理の第一歩
整理方針 ⇔ 活用方針
管理目標の明確化
資料整理
資料の点検・清掃・記録作成
管理技術の評価
アーカイブズ資料の多様性
材料 / 種類の多様さ
不定型のサイズ
材料について知る
製造技術について知る
環境の、資料に与える影響について知る
取り扱いの、資料に与える影響について知る
best
総体での保存を図る
Preventive Conservation
better!
材料・製造技術による困難
何年の寿命を期待？
• 不確定な活用方法
• 未定な価値づけ
資料の寿命 劣化速度は温度が10℃上昇すると約2.3倍に増加
＜修理＞
他の要因による劣化促進を避ける 温度湿度変動大/汚染物質/ 光による損傷/生物被害
経過時間
強度・色などの指標
・低温
・低湿度
常温
寿命の長さの一般則
一点モノの美術品
＞中央政権の歴史史料
＞歴史資料
地方文書・公文書・
アーカイブ・マイクロフィルム
＞民俗資料
現代美術・画像/映像
＞薄利多売の工業製品・生活資材
＞一時的な資料・インスタレーション
均質性が重要
保存環境つくりとは 資料保存の目的
形態・鑑賞価値・情報・技術その他の維持
価値付けの主体者 人間
空気（酸素・水・二酸化炭素）があり、居住環境の温度帯
人間が利用可能な状態での保存環境設計
資料そのものの寿命
管理目標値
立地条件の影響－保存環境づくり
各要因の被害の大きさ
Ｘ事象の発生確率＝危険度
立地条件
気候・気象
地形
周辺環境
活動計画
管理体制
頑健な設備
長期保存のための空間ーゾーニング
熱/光/大気汚染/害虫は外部から波及
区画を分けて防衛
収蔵区画は外周より内部に
入り口・受付等
活用区画 日常の見回り
収蔵区画 管理の徹底
緩衝地帯
危険地帯
管理区画
基本的な施設要件ー安全な建物
浸水しない立地 地震で崩れない建物 （Is値 ＞0.7） 漏水のない建物 十分な断熱性能がある屋根・壁 資料を安全に取り扱える十分なスペースがある
やや爽やかで快適な温度湿度環境 温度湿度の変化はゆるやか ゆるやかな気流 深呼吸できる清浄な空気 見やすい照明 害虫に侵入されにくい開口部
資料保存の基本
施設要件を満たした上で ＜温度と湿度の制御＞ 湿度優先制御 変動は緩やかに ＜光の制御＞ 紫外線除去、赤外線除去 可視光線 照度制御 ＜空気汚染＞ 清浄な空間（化学物質、塵埃） ＜生物被害防止＞ IPM (Integrated Pest Management)
総合的有害生物（害虫）管理
資料保存の基本
資料を正しく理解する（材料・技術・構造）
→ 劣化を予測する
→ 活用頻度を勘案する
→ 管理目標値を設定する
→ 適した環境制御技術の選択
→ 監視（モニタリング）と結果の評価
ゾーニング設計・設備対応と更新・管理
収納箱に資料をしまう
上蓋が壊れかけ
収納箱の効果 収納箱のテスト
0
10
20
30
40
50
60
70
05/09/12 0
3:0
0:0
0 午
後
05/09/12 0
5:2
5:0
0 午
後
05/09/12 0
7:5
0:0
0 午
後
05/09/12 1
0:1
5:0
0 午
後
05/10/12 1
2:4
0:0
0 午
前
05/10/12 0
3:0
5:0
0 午
前
05/10/12 0
5:3
0:0
0 午
前
05/10/12 0
7:5
5:0
0 午
前
05/10/12 1
0:2
0:0
0 午
前
05/10/12 1
2:4
5:0
0 午
後
05/10/12 0
3:1
0:0
0 午
後
05/10/12 0
5:3
5:0
0 午
後
05/10/12 0
8:0
0:0
0 午
後
05/10/12 1
0:2
5:0
0 午
後
05/11/12 1
2:5
0:0
0 午
前
05/11/12 0
3:1
5:0
0 午
前
05/11/12 0
5:4
0:0
0 午
前
05/11/12 0
8:0
5:0
0 午
前
05/11/12 1
0:3
0:0
0 午
前
05/11/12 1
2:5
5:0
0 午
後
05/11/12 0
3:2
0:0
0 午
後
05/11/12 0
5:4
5:0
0 午
後
05/11/12 0
8:1
0:0
0 午
後
05/11/12 1
0:3
5:0
0 午
後
05/12/12 0
1:0
0:0
0 午
前
05/12/12 0
3:2
5:0
0 午
前
05/12/12 0
5:5
0:0
0 午
前
05/12/12 0
8:1
5:0
0 午
前
05/12/12 1
0:4
0:0
0 午
前
05/12/12 0
1:0
5:0
0 午
後
05/12/12 0
3:3
0:0
0 午
後
05/12/12 0
5:5
5:0
0 午
後
05/12/12 0
8:2
0:0
0 午
後
05/12/12 1
0:4
5:0
0 午
後
05/13/12 0
1:1
0:0
0 午
前
05/13/12 0
3:3
5:0
0 午
前
05/13/12 0
6:0
0:0
0 午
前
05/13/12 0
8:2
5:0
0 午
前
05/13/12 1
0:5
0:0
0 午
前
05/13/12 0
1:1
5:0
0 午
後
05/13/12 0
3:4
0:0
0 午
後
05/13/12 0
6:0
5:0
0 午
後
05/13/12 0
8:3
0:0
0 午
後
05/13/12 1
0:5
5:0
0 午
後
05/14/12 0
1:2
0:0
0 午
前
05/14/12 0
3:4
5:0
0 午
前
05/14/12 0
6:1
0:0
0 午
前
05/14/12 0
8:3
5:0
0 午
前
05/14/12 1
1:0
0:0
0 午
前
日付
温度
℃あ
るい
は相
対湿
度％
RH
room Temp, °C room RH, % Large Temp, °C Large RH, % small Temp, °C small RH, %
温湿度の制御と管理
形態の変化の抑制
物質の移動の抑制
カビ繁殖の抑止
結露させない
湿度変化をさせない 変温恒湿
温度と劣化
できるだけ低い温度の方が寿命は長くなるが、利用時に結露しないよう考慮が必要
材質の劣化（化学反応）は、温度が高いほど速く進行
湿度の影響に比べて、温度の影響は小さい
低い温度 高い温度
湿度が高いとカビが生えやすい
材質に応じた温度の条件
約20℃（人間にとって快適な温度）
緩やかな温度変化は許容
紙の強さと湿度
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400 500
０％
８１％
耐折強さ
時間（ｈ）
耐折強さに及ぼす湿度の影響（ボンド紙、８０℃にて老化）
尾関昌幸、大江礼三郎、三浦定俊：紙の劣化速度に関する検討、紙パルプ技術協会誌、36、233-242、（1985）
0
1
2
3
0 5 10 15 20 25
衝撃強さ（kgcm）
衝撃強さ（kgcm）
吸湿率（％）
紙の強さと湿度
未さらしクラフト紙の吸湿率と衝撃強さ（吉野）
『材料と水分ハンドブック：吸湿・防湿・調湿・乾燥』、高分子学会高分子と吸湿委員会、共立出版、729（1968）
材質に応じた湿度の条件 ◇高湿度◇
100％ 出土遺物（保存処置前のもの） 防黴処置が必要
◇中湿度◇
55-65% 紙・木・染織品・漆
50-65% 象牙・皮・羊皮紙・自然史関係の資料
50-55% 油絵
45-55% 化石
◇低湿度◇
45%以下 金属・石・陶磁器 塩分を含んだ物は先に脱塩処置が必要
17～40% 写真フィルム
環境保全コストの見直し
・すべての温度湿度変化は緩やかであるべき
・温度変動は相対湿度変動よりも資料に与える影響は小さい
・±5％RH内の相対湿度変動では、資料に形態変化を起こすような状態は生じない
・±10％RHの相対湿度変動は、相対湿度変動に繊細な資料に被害を生じるおそれがある
・季節変化に伴って環境条件の設定値を変化させるべきである（恒温恒湿制御→変温恒湿制御）
・必要があれば気密性の高いケース・収納などを採用すべきである
＜温度湿度のチェックポイント＞
絶対値が65％を超えない
絶対値が40％を下回らない
短期の変動は避けるべき
温度については、資料の安全を図るために、取り扱う人間に負担が少ないよう27℃を超えない
＜施設のチェックポイント＞
壁・床・天井の温度差は0.5℃以内におさめたい
湿気だまりを見つけて、解消する
結露を避ける
さまざまな温度湿度測定機器
３ヶ月ごとの校正が必要
２～３年に一度は校正を
温度測定機器
室内の温度むらをなくす
→湿度むらがなくなる
温度測定
部屋の中央と四隅でどのくらいの差があるか確認
風速・風向
常時同じ方向から風が当たると乾燥が進む
扉は夜間閉める
昼間も閉めることを推奨
空調吹出口
最下段は床から上げる
空調の吹き出し温度は低い
羽の向きが悪いと、冷気が直接当たることも起こる
通常、冷気は真下に落ちる
吹き出し温度は設定温度より3
～6℃低い
温度・湿度の測定
測定器の置き場
センサーに風の当たらない場所で
床から70cm～120ｃｍの高さに
温度むら・湿気だまりの解消
ー送風機の利用ー
入り隅
低位置
壁
下から 30cmに 湿気は たまる
地震対策
天吊りの送風機の例
集密棚の方向にあわせて送風機が設置されており、部屋内の温度の均一化に有効
塵埃も巻き上げないので、空気環境清浄化に良好
結露を避ける 隣接区画との温度差に注意
→室内に温度むらを作らない
資料庫で カビ発生 低温マイクロ
庫
冷気
外部が内部より低温の時期
金属板ではめ殺した窓 冷気
事務室
夏に事務室だけ冷房を入れると
カビの発生位置は事務室近傍に動く
照明の制御と管理
退色の抑制
鑑賞価値の向上
利用しやすさと保存の両立
光線の質・量
光と波長
紫 藍 青 緑 黄 橙 紅
紫外線 可視光線 赤外線
波長 400nm 550nm 750nm
1nm（ナノメーター）=10-9m
波長の短い光ほど大きなエネルギーを持つ
長い波長の赤外線は 熱赤外線とも呼ばれる
水の吸収帯 1.2μm 1.45μm 1.94μm
「ものが見える」とは
光源 受光部（人間）
資料
資料が、光線のエネルギーの一部（全部）を吸収して初めて、『色』『形』として認知される
全部 反射 白
一部反射
一部吸収 ＜色＞
全部 吸収 黒
光の明るさの表し方
照度(lx、ルックス)
光に照らされた面の明るさの感覚を表わす量 １lx:１m2の面を１lmの光束で一様に照らした時の照度
人間（ 標準観測者 ）の感覚に基づいた単位
555nmの光に対して最高の視感度を持つ
光度(cd、カンデラ)---光源の明るさを表す
光束(lm、ルーメン =cd・sr）
輝度（cd/m2)
放射エネルギーを標準比視感度分布で測ったもの
光による劣化防止
a.目に見えない光は除く
⇒ 紫外線除去(退色防止)
赤外線除去(表面温度上昇防止)
b.目に見える光は減らす
⇒ 光の総量の規制
(積算照度、ルックス x 時間)
褪色を防止する期間は？ 100年
相対損傷度
右図 波長ごとに作用強度を示した波長特性
米国商務省（ＮＢＳ）がセルロースサンプルに対して求めたもの
可視域でも損傷が見込まれることに注意
褪色測定のための標準試料
＜ ブ ル ー ス ケ ー ル (Blue Wool Standard) ＞
染織布の太陽光に対する耐光性を測定するとき用いられる
青色染料が羊毛布に染め付けられている
1級から8級までの8種類
日光堅牢度は1級が最も低く、8級が最も高くなっている
ブルースケールの退色
積算照度が約500万lx･hで、耐光性が1-3級の新しい染織布は、肉眼でわかるほど褪色する。
展示照度が100lx、年間の展示日数が2ヶ月（60日）の時、年間積算照度は
100x8x60=48,000lx・h≒5万lx・h
耐光性1-3級の染織布の最長展示年数は
500万lx・h÷5万lx・h=100年間
照度の推奨値
ICOM(1977) 照明学会(1999)
光に非常に敏感なもの 50 50 染織品・衣装・タピストリー できれば低い方がよい 年間積算照度120,000lx・h以下
水彩画・日本画・素描 (色温度 約2,900K) (1日8時間、年間300日で
手写本・切手・印刷物・壁紙 50x8x300=120,000)
染色した皮革品・自然史関係標本
光に比較的敏感なもの 150-180 150 油彩画・テンペラ画 (色温度 約4,000K) 年間積算照度360,000lx・h以下
フレスコ画・皮革品・骨 (1日8時間、年300日で
角・象牙・木製品・漆器 積算照度360,000lx・h)
光に敏感ではないもの 特に制限なし 500 金属・ガラス・陶磁器・宝石 ただし300lxを越えた
エナメル・ステンドグラス 照明を行う必要は
ほとんどない
(色温度 約4,000-6,500K)
照明の種類
自然光
人工光
自然光の中でのモノの見え方を模して設計されてきた
LED,有機ELなどの新しい照明は、まだ開発途中なので注意が必要
＜どのように見せたいか＞
＜資料への損傷を防ぐ＞
太陽光 東向きの午前10時、曇天
なだらかに連続した分光分布
紫外線が含まれる
白熱灯のなかま
白熱灯
フィラメントを加熱して光を出す。フィラメントの温度に等しい黒体が放射する光の色温度に近い。
ハロゲンランプ
白熱灯の一種、管球に石英ガラスを用い、内部にヨウ素を封入してある。
白熱灯よりフィラメントを高温にできるので、明るく色温度の高い光を出せる。
白熱灯の分光スペクトル
普通の白熱灯（フラッドランプ） 赤外線を除去したハロゲン灯（ミニクール）
白熱灯からは多量の赤外線（熱線）が出ている
白熱灯の色温度の違い
電球色（色温度低）～昼白色（色温度高）
分光分布が変化
色温度が高いほど短い波長の光を多く含む
色温度低 色温度高
蛍光灯の発光原理
水銀灯の管壁に蛍光体を塗り、水銀の輝線で蛍光体が可視光線（蛍光）を出す
水銀の輝線に含まれる紫外線も同時に出る
蛍光体
水銀蒸気
蛍光灯の色味 曇天の太陽光 6500K
満 月 4000K ＮＵ：紫外線防止型
三波長型蛍光灯
赤・緑・青の三色を混合して白色にみせている
紫外線が出ることに注意
LED（発光ダイオード）
電圧をかけると発光する半導体
ダイオードから出る青色の光で黄色の蛍光体を光らせて、擬似的に白色の光をつくる白色発光ダイオードが白色光源として広く用いられる
紫外線や赤外線を出さない光源を選べる、使用電気量が少ない点が利点
青色励起白色LEDの分光スペクトル
電球色
昼白色
紫色励起白色LED
紫色チップで励起し、短波長側をカットしたもの
演色性、退色防止にすぐれる
LEDによる美術館照明の課題と今後、藤原徹、照明学会誌、97巻、302-307
（2013）
読みやすさと照度
輝度対比約80%、観察距離30ｃｍの場合
年齢による適正な照度の違い
若齢者 23±３才 近点視力1.7±0.2
高齢者 69±５才 近点視力0.9±0.3
輝度差を適切に制御
手元照明を上手に使い、見たいものの中心を明るく
空気清浄
塵埃堆積の抑止
化学物質による変質の防止
保管方法の工夫
発生源への理解
保管と利用のために
粒子状物質の影響
摩耗
汚損
カビの発生→フォクシング
資料表面の水分量上昇
→ガス状物質の濃縮・
カビ繁殖の誘因
主要な粉塵の粒子径
2μmを境に挙動が異なる
1mm 1μm=1/1000mm 1nm=1/1000μm
顕微鏡で見える 肉眼で見える 電子顕微鏡で見える
花 粉
細 菌 ウィルス
カ ビ たばこの煙
エアワッシャー
エアフィルター HEPAフィルター
電 気 集 塵
空中を浮遊
空気清浄機が必要 床に沈降 吸引清掃で清浄化
大気汚染対策の基本 入れない
持ち込まない
吸着能力の高い壁
調湿性能の高い箱
薄様紙
資料は保管箱に入れて収納
ドアを閉める
外気の取入れには塵埃除去フィルターを
黄砂＿資料管理上の問題
吸着した化学物質にも注意
環境省HPより
PM2.5 とは 粒径が2.5マイクロメートル以下の大気中の微小粒子状物質
環境基準制定（2009年）
一年平均値に係わる基準値 15μg/m3
一日平均値に係わる基準値 35μg/m3
2011年度にPM2.5モニタリングが多くの自治体で始まる
健康影響や文化財影響は未解明
2011年度の連続測定結果に基づく全国的なPM2.5汚染の状況解析、板野ほか、大気環境学会誌、48（3）、154-160
（2013）
国内の分布
南の方が濃度が高い傾向
春季・秋季に濃度が高い
北 ■>35μg/m3 >15μg/m3 □< 15μg/m3
4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 南
空気清浄機の利用
目の細かいフィルターでろ過するタイプを選ぶ
HEPA等、目の細か
いタイプを選ぶ
吸い込み・吹き出し
範囲に限界あり 送風機などを増設して補う
細かな粒子は浮遊
1ケタしか減らない
粗い粒子は床に沈降
掃除！
上手な掃除のしかた
水拭きが先
掃除機は後
排気が床にあたらないように、持ち上げられるような軽い掃除機が良い
繰り返しの掃除が有効
壁・天井も10年に一度は掃除
資料への影響 － 大気汚染
化学物質 発生源 影響
硫黄酸化物 工場・火山
金属腐食
窒素酸化物 車 金属腐食、紙・染織品脆化
硫化水素 火山 金属腐食、特に銀の黒化
オゾン 太陽光 有機物脆化
塩化物 海 腐食促進、特にブロンズ病
微小カーボン 車 汚損
資料保存の基本
資料を正しく理解する（材料・技術・構造）
→ 劣化を予測する
→ 適した環境制御の選択
ゾーニング設計・設備対応と更新・管理
アーカイブ 材料の多様性・予見の困難さ
環境を制御して総体で保存
持続可能な環境管理
資料と人にやさしい環境を作る必要がある
アーカイブの管理目標値を定める
「手をかけ、目をかけ」
資料を大事に思う心が資料をまもる
Recommended
