case

Oikean ilmaston luominen

Vasa-laiva kaatui ja upposi Tukholmassa 1628.
Galärvarvsvägen 14, Djurgården, Tukholma, Ruotsi
Sweden
Julkaistu: 18. Huhti 2018
Rakennukset ja sisäilman laatu
Teollisuuden mittaukset

Vaisalan kosteuslähettimet auttavat kuninkaallisen Vasa-sotalaivan säilyttämisessä

Kuuluisan ruotsalaisen 1600-luvun sotalaivan, Vasa-laivan, suojaaminen lisäolosuhdevaurioilta tätä tarkoitusta varten rakennetussa museossa on toteutettu ilmastointijärjestelmän teknisillä parannuksilla. Vuonna 2004 käyttöönotetussa uudessa järjestelmässä ovat keskeisessä osassa Vaisalan kosteuslähettimet.

Skandinavian eniten vierailuja kerännyt museo, Vasa-museo, sijaitsee Tukholmassa. Vuonna 1990 avattu museo on rakennettu kuninkaallisen Vasa-sotalaivan, maailman ainoan säilyneen 1600-luvun puulaivan, ympärille. Kesästä 2000 lähtien Vasa-laiva on kärsinyt vakavasta happohyökkäyksestä, jonka on aiheuttanut laivan puuhun varastoituneen rikin hapettuminen. Tutkijat tekevät työtä rikkihappokorroosion pysäyttämiseksi, ja tämä työ vaatii sekä pitkän että lyhyen aikavälin ratkaisuja. Säilönnän kannalta olennainen vaatimus on laivahallin ilmaston pitäminen stabiilina. Kestäviä kosteus- ja lämpötilaolosuhteita varten museon oli uusittava ilmastointijärjestelmänsä. Uusi järjestelmä perustuu Vaisala HUMICAP® HMP233 ‑kosteus- ja lämpötilalähettimiin.*

Vaativaa ilmastointia Vasa-laivan ehdoilla

Vasa-laivaa säilytetään omassa varta vasten rakennetussa museossaan, mutta jatkuvasta suojauksesta huolimatta laiva on erittäin herkkä. Näin ollen sopivan ympäristön luomiseen on aina kiinnitetty erityistä huomiota – eräänlainen ilmaverho suojaa Vasa-laivaa ympäröiviltä rasittavilta olosuhteilta, jotka voisivat aiheuttaa lisävaurioita. Järjestelmä toimii uudelleenkierrätetyllä ilmalla, jota joko jäähdytetään tai lämmitetään sekä kuivataan tai kosteutetaan lämpötilan ja suhteellisen kosteuden arvojen perusteella.

Uusi aikakausi kuninkaallisen Vasa-laivan säilyttämisessä tuleville polville alkoi vuoden 2000 kesällä. Lämpimän ja kostean ajanjakson vuoksi laivan puurakenteissa syntyi suuria rikkiin liittyviä ongelmia. Heinäkuuhun 2003 mennessä Vasa-laivassa oli ilmennyt noin 1 500 hapottuneen puun aluetta sekä näkyviä sulfaattijäämiä. Syyksi havaittiin, että puun pintakerrokseen oli kertynyt suuria määriä alkuainerikkiä. Rikki hapettuu katalyyttisesti noin 100 kilogrammaksi rikkihappoa vuosittain. On arvioitu, että puu sisältää nyt noin kaksi tonnia rikkihappoa ja sitä voi tulla noin viisi tonnia lisää, kun kaikki rikki on hapettunut. Tämä Vasa-laivan kokema happohyökkäys osoitti, että museon alkuperäinen ilmastointijärjestelmä ei kyennyt selviytymään museon suurista kävijämääristä. Muutokset laivaa ympäröivässä ilmastossa vaikuttavat hapon muodostusnopeuteen. Siksi ilman suhteellinen kosteus tulisi pitää 55 %:ssa ja lämpötila +18,5 °C:ssa. Olosuhteiden pitäminen stabiileina on haastavaa, koska vuodenaikojen vaihtelulla, päivän ja yön välisellä vaihtelulla sekä päivittäisten kävijämäärien vaihtelulla on kaikilla vaikutusta ilmanlaatuun. Myös laivan korkeus (korkeimmillaan 52,5 m) aiheuttaa omat ongelmansa. Museon ilmankierrätysjärjestelmä käsittelee 90 000 m3/h ilmaa ja jakelee sen kölin tasolla olevien korvausilmaventtiilien kautta, mutta myös Vasa-laivan sisällä on ilmanjakojärjestelmä. Rungon ympärille jaeltavan ilman lähde sijaitsee kölin tasolla. Tämän vuoksi on olemassa lämpötilagradientti, joka puolestaan aiheuttaa suhteellisen kosteuden gradientin.

Yksityiskohta Vasa-laivasta. Tukholma, Ruotsi.

Ilmastointijärjestelmän uusiminen

Vasa-museon ilmastoinnin uusiminen aloitettiin syksyllä 2002. Museon omistava Ruotsin valtion kiinteistölaitos aikataulutti työt tiiviissä yhteistyössä Vasa-museon asiantuntijoiden kanssa. Kuten Vasa-museon apulaisjohtaja Jacob Jacobson sanoo, ”Tiesimme Vasa-museossa varsin hyvin, mikä vanhassa järjestelmässä oli vikana, ja tiesimme tarkkaan, mitä halusimme uudelta järjestelmältä.”

Uuden integroidun ilmastoinnin olosuhdevalvontajärjestelmän suunnittelijaksi ja rakentajaksi valittiin integroitujen rakennusautomaatiojärjestelmien toimittaja TAC. TAC oli jo ollut mukana vanhan ilmastointijärjestelmän suunnittelussa ja toteutuksessa, kun Vasa-museo rakennettiin vuonna 1988. TAC on osallistunut myös samankaltaisiin projekteihin muissa Ruotsin valtion kiinteistölaitoksen kohteissa, kuten Ruotsin etnografisessa museossa ja modernin taiteen museossa Moderna Museet:ssa. Toimitettu uusi TAC Xenta® -järjestelmä perustuu kymmeniin Vaisala HUMICAP® HMP233 ‑kosteus- ja lämpötilalähettimiin.

”Museo halusi tarkat ja luotettavat mittalaitteet. Siksi Vaisala oli aiemman kokemuksemme perusteella itsestään selvä valinta”, sanoo TAC Swedenin projektijohtaja Fred Sörensen. Vaisalan lähettimet on asennettu Vasa-laivan sisälle, museohalliin sekä ilmastointikanaviin. Yksin laivassa on yhteensä 32 online-mittauspistettä, jotka tuottavat lämpötilan ja suhteellisen kosteuden tietoja.

Kaikki lähettimet on varustettu näytöllä kenttätarkistusten helpottamiseksi. Lähettimissä on 10 metrin mittapääkaapeli, mikä tekee asennuksesta joustavaa. ”Halusimme minimoida elektroniikan ja kaapelien määrän Vasa-laivan sisällä”, Jacob Jacobson sanoo. Pitkän mittapääkaapelin ansiosta elektroniikkakotelot voi asentaa joko kannelle tai tukikehikkoon. Mittapäät on sijoitettu eri puolille laivaa eri korkeuksille, jotta voidaan mitata olosuhteita laivaa ympäröivän suojaavan ilmaverhon sisällä.

Räätälöity käyttöliittymä

Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan tiedot raportoidaan sekä Ruotsin valtion kiinteistölaitoksen henkilökunnalle että Vasa-museon konservaattoreille. Koska käyttäjiä erilaisine tarpeineen on paljon, TAC on kehittänyt Vasa-museolle helppokäyttöisen Internet-pohjaisen käyttöliittymän. TAC Vista® -käyttöliittymässä on lukuisia kehittyneitä ominaisuuksia. Se näyttää mittaustiedot niin museon sisä- kuin ulkopuolella, esittää kunkin mittauspisteen sijainnin ja tilan graafisesti, laskee keskimääräiset lukemat määrätyin aikavälein sekä piirtää graafiset trenditiedot mitattujen tietojen perusteella.

”Konservaattorimme ovat tyytyväisiä. Edellisessä järjestelmässä meillä ei ollut tällaista raportointityökalua. Sen sijaan meidän piti tehdä raportit taulukkolaskentaohjelmilla. Tällä järjestelmällä tilan seuraaminen ja raportointi on paljon nopeampaa ja helpompaa”, Jacob Jacobson Vasa-museosta sanoo. TAC-järjestelmä mahdollistaa myös eri prioriteeteilla annettavat hälytykset, jotka voidaan lähettää esimerkiksi matkapuhelimiin. Uuden olosuhdevalvontajärjestelmän kapasiteetti on suunniteltu riittämään jopa 1 500 samanaikaiselle museokävijälle mihin aikaan tahansa. Se on ollut käytöstä alkukesästä 2004 lähtien.

Vasa ship in Stockholm, Sweden

*HUMICAP® HMP233 ‑kosteus- ja lämpötilalähettimet on korvattu HMT330-lähettimillä.

Tämä artikkeli julkaistiin ensimmäisen kerran julkaisussa Vaisala News 166/2004.

Ota yhteyttä

Kuninkaallinen katastrofi

1600-luvun alussa Ruotsi rakensi suurvaltaa Itämeren ympärille. Vuonna 1620 Ruotsi oli sodassa Puolan kanssa, ja vuonna 1625 Ruotsin kuningas Kustaa Adolf tilasi uusia sotalaivoja. Näiden joukossa oli Vasa-laiva.

Vasa-laiva valmistui vuonna 1628. Se oli maailman mahtavin sotalaiva – sen aseistukseen kuului 64 tykkiä kahdella tykkikannella sekä 300 sotilasta. Kun Vasa lähti neitsytmatkalleen sunnuntaina 10. elokuuta, rannat olivat Tukholmassa täynnä katselijoita, heidän joukossaan ulkomaisia diplomaatteja.

Vasa nosti purjeensa ja ampui tervehdyslaukauksen. Mutta vain muutaman minuutin purjehduksen jälkeen laiva alkoi kallistua. Se onnistui korjaamaan asentoaan hieman, mutta kallistui uudelleen. Avoimien tykkiporttien läpi alkoi syöksyä vettä. Kaikkien kauhuksi upea ja mahtava sotalaiva upposi nopeasti. 150 laivalla olleesta ihmisestä 30–50 kuoli onnettomuudessa.

Miksi Vasa upposi?

1600-luvulla ei ollut kovin epätavallista, että sotalaivat kaatuivat ja upposivat. Koska laivan vakauden laskemiseen ei ollut kunnollisia tieteellisiä menetelmiä, laivanrakentajat käyttivät arviointeja, joihin kirjattiin tiettyjä laivan mittoja. Näin ollen Vasan turmion perussyynä oli sen ajan puutteellinen teoreettinen osaaminen. Siihen aikaan Vasa oli jotakin uutta – sotilaallinen koe.

Vasan rakentamisessa käytetyt arvioinnit oli tarkoitettu pienemmille laivoille, joissa oli vain yksi tykkikansi. Vasa oli rakennettu eri tavoin: siinä oli kaksi raskailla tykeillä varustettua tykkikantta. Vasan rakentajat lastasivat kyllä 130 tonnia kiveä painoksi antamaan laivalle vakautta. Valitettavasti painolasti ei riittänyt vastapainoksi laivan tykeille, ylärungolle, mastoille ja purjeille, vaan laiva kaatui. Laivanrakentajat oppivat virheistään ja tekivät parannuksia myöhempiin malleihin. Vasan jälkeen rakennettiin onnistuneesti useita laivoja, joissa oli kaksi, kolme tai jopa neljä tykkikantta.

Laivan pelastaminen

Vasa-laivaa ei löydetty ennen kuin vuonna 1956, kun yksityinen hylkyasiantuntija Anders Franzén lopulta paikansi sen makaamasta 30 metriä vedenpinnan alla Tukholman edustalla. Huolellisen suunnittelun jälkeen Vasa-laiva nostettiin hitaasti pinnalle. 24. huhtikuuta 1961 ylpeä kuninkaallinen sotalaiva Vasa nousi pintaan. Vasa-laivan nostamisen jälkeen alkoi intensiivinen arkeologinen tutkimus ja säilöntätyö. Laiva ja löytyneet esineet säilöttiin, mikä vaati jättimäisiä ponnistuksia.

Vasa on suurin koskaan säilötty yksittäinen esine. Pintaan tuotiin noin 14 000 yksittäistä puukappaletta, kuten 700 laivaa koristanutta veistosta ja ornamenttia, purjeista puhumattakaan. Laiva ja kaikki löydetyt esineet säilöttiin käyttämällä polyetyleeniglykolia (PEG). Se korvaa puuesineissä olevan veden ja estää niitä näin kutistumasta kuivuessaan. Säilöntätyö jatkui 17 vuoden ajan. Laivaa säilytettiin silloin tilapäisessä Vasa-museossa Wasavarvetissa. Pysyvä Vasa-museo avattiin vuonna 1990.

Museo on rakennettu Tukholman sydämeen, aivan sen paikan viereen, jossa Vasa alun perin rakennettiin vuosina 1625–1628, ja vain muutaman sadan metrin päähän Vasan uppoamispaikasta. Museorakennuksella on kaksi tarkoitusta: suojata laivaa ja muita nostettuja esineitä pitämällä lämpötila ja suhteellinen kosteus sopivina sekä tarjota kaikille halukkaille mahdollisuus nähdä Vasa-laiva ja tutustua sen historiaan.