Opmeting van de verlichting van Pablo Picasso s Harlekijn (1916) in het stadsmuseum van Lindau

Transcriptie

1 Zumtobel Research Opmeting van de verlichting van Pablo Picasso s Harlekijn (1916) in het stadsmuseum van Lindau Augustus en september 2011 ISBN

2

3 Zumtobel Research Opmeting van de verlichting van Pablo Picasso s Harlekijn (1916) in het stadsmuseum van Lindau Voorwoord 5 Samenvatting 6 1 Probleemstelling 9 2 Stand van de wetenschap 3 Onderzoekshypothesen 4 Theoretische achtergrond 10 5 Onderzoeksmethoden 5.1 Keuze van de methoden Opbouw van het onderzoek Uitvoering van het onderzoek 14 6 Resultaten 6.1 Objectonafhankelijke armatuurgegevens Armatuurgegevens aan het object Berekening voor de verlichtingssituatie in het museum Evaluatie van de resultaten 24 7 Voorbeelden 7.1 Städel Museum in Frankfurt Kunsthistorisch Museum in Wenen Etnologisch Museum in Wenen 27 8 Discussie en toekomstperspectief 28 9 Literatuur 29

4 Harlekijn, Pablo Picasso, 1916, potlood op papier, 30 x 21,5 cm, uit een privécollectie

5 Voorwoord 5 Aan de hand van een tekening van Pablo Picasso uit 1916 die als motief een harlekijn toont, moeten verschillende verlichtingsparameters die vooral voor de verlichting van kunst relevant zijn, beoordeeld worden. De evaluatieparameters omvatten de elektrische en lichttechnische eigenschappen van de armaturen zoals verlichtingssterkte, homogeniteit, effectieve verlichtingssterkte E dm en beschadigingspotentieel P dm volgens CIE 157:2004. Daarbij worden meer in het bijzonder twee spots, uitgerust met respectievelijk een halogeengloeilamp en een LED, in meerdere instellingen met elkaar vergeleken. De metingen ter plaatse werden op 30 april 2011 tijdens de Picasso tentoonstelling in het stadsmuseum van Lindau uitgevoerd.

6 Samenvatting In musea en galerieën worden vaak absolute meesterwerken van de kunst getoond. Om waardevolle kunstwerken in musea optimaal in scène te zetten, moeten niet alleen architectonische en artistieke aanspraken worden vervuld, ook de bescherming van de kunstwerken mag nooit uit het oog worden verloren. Want ook licht kan, wanneer het niet juist wordt ingezet, expositiestukken beschadigen. Daarom is het buitengewoon belangrijk om een passende lichtoplossing met een toereikende verlichting te gebruiken die de objecten veilig en toch effectvol ensceneert. Hierbij biedt het onlangs voor Zumtobel opgestelde testverslag van de afdeling Lichttechniek van de TU Darmstadt een nieuwe troef bij de beargumentering. Daarbij werd met behulp van vooraf gedefinieerde evaluatieparameters en aan de hand van een reëel kunstobject, met name de Picasso tekening Harlekijn, de kwaliteit van verschillende lichtbronnen getest. Het belangrijkste resultaat: het gebruik van de moderne LEDtechnologie vermindert door haar bijzondere eigenschappen de UVen infraroodstraling, houdt de kleurtemperatuur tijdens het dimmen constant en verhoogt de energie-efficiëntie bij een gelijktijdig betere bescherming van de kunstobjecten tegen mogelijke schade. Als onderzoeksobject werd de Picasso tekening Harlekijn uit 1916 gekozen. Deze werd in het kader van de Picasso tentoonstelling Getekende meesterwerken van een genie in de zomer van 2011 in het stadsmuseum in Lindau aan het Bodenmeer geëxposeerd en kon ter plaatse voor de studie gebruikt worden. Voor het onderzoek werden na elkaar twee verschillende op de tekening gerichte lichtbronnen geïnstalleerd. Daarbij werden twee spots met elkaar vergeleken de ene met een conventionele lamptechniek (halogeengloeilampen), de andere met LED s. Om de verschillende uitwerkingen van de lampen te kunnen controleren, werden evaluatieparameters vastgelegd die vooral voor kunstobjecten relevant zijn. Deze omvatten zowel de elektrische als ook de lichttechnische eigenschappen van de armaturen, waaronder: de lichtkleur de spectrale stralingsverdeling de kleurweergave de verlichtingssterkte de homogeniteit het beschadigingspotentieel het aangesloten elektrische vermogen Voor de conventionele verlichtingstechniek werd de Zumtobel spot XENO gebruikt, die via een potentiometer kan worden gedimd. Als LED-lichtbron werd de ARCOS spot met Tunable White functie gebruikt. Lichtkleur en lichtsterkte kunnen bij de LED-armatuur via een DALI-sturingssysteem traploos van tot K worden ingesteld. Om de invloeden van de lichtbronnen te kunnen vergelijken, onderzocht Zumtobel de evaluatieparameters bij verschillende uitgangssituaties. De halogeenspot werd in gedimde en ongedimde toestand opgemeten. Bij de LED-spot werden verschillende kleurtemperatuurinstellingen van warm tot koud wit toegepast.

7 7 Het beschadigingspotentieel geldt als een van de belangrijkste evaluatieparameters. Hierbij gaat het om de graad van objectbeschadiging die resulteert uit de spectrale stralingsverdeling van de lichtbron en de spectrale gevoeligheid van het kunstobject. Naast de IRstraling, die aan de objecten warmte genereert en zo tot uitdroging en scheurvorming kan leiden, en het voor het menselijk oog zichtbare licht speelt ook de UV-straling een belangrijke rol bij deze beschadiging. Des te korter de stralingsgolven, des te groter het beschadigingspotentieel voor de kunstobjecten. De kijker kan deze beschadiging meestal aan een kleurverandering herkennen zoals bijvoorbeeld het verbleken van een foto onder invloed van daglicht, dat in regel een hoog UV-aandeel heeft. Afhankelijk van het dragend materiaal van het kunstwerk bestaan er conform de CIE norm 157:2004 vastgelegde materiaalkengetallen die de spectrale gevoeligheid in grote mate definiëren. Het voor Harlekijn gebruikte materiaal is dun, licht geribd papier dat over een zwaarder dragend papier werd gespannen en qua eigenschappen nog het meest overeenkomt met lompenpapier. Daarom ook werden de eigenschappen van deze papiersoort gebruikt voor het evalueren van de beschadiging. De LED-verlichting werd op een gelijkaardig verlichtingsniveau als de halogeenverlichting ingesteld. Het resultaat toont dat de verlichting met halogeenspots, in tegenstelling tot de LED-verlichting, zichtbare ongelijkmatigheden oplevert. Terwijl de kleurtemperatuur bij het dimmen van de halogeenspot verandert van K in K, staat de kleurtemperatuur van de LED-spot volkomen los van de lichtkleur. De kleurweergave voor de halogeenspot is met een score van R a 99 uitstekend te noemen. Maar ook de LED-spot haalt in de warme kleurtemperaturen een score van R a 91 tot 93 (zeer goed), alleen bij koude temperaturen (6 500 K) daalt de waarde naar R a 84. Resultaten van de lichttechnische metingen aan Picasso s Harlekijn met een vergelijking tussen de halogeen- en LED-verlichting Luminantiefoto: verlichting met halogeenspot XENO M 1/100 W QR111, gedimd, 118 ma Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 %

8 De hier opgemeten LED-verlichting vertoont bij een gelijkaardige kleurtemperatuur als de halogeenspot een lager beschadigingspotentieel. Ook bij een neutrale kleurtemperatuur is het beschadigingspotentieel nog altijd vergelijkbaar met dat van de halogeenverlichting. Een geringer beschadigingspotentieel betekent in dit geval dat er bij eenzelfde verlichtingssterkte een geringere effectieve stralingssterkte optreedt en dat de kritische bestralingstijd kan worden verhoogd. Bovendien is de vereiste energiekost bij de LED-verlichting duidelijk geringer. Pas bij hogere kleurtemperaturen is bij de LED-verlichting het beschadigingspotentieel hoger dan bij de gedimde halogeenverlichting. Vergelijking tussen de onderzochte lichtsituaties op het vlak van beschadigingspotentieel en maximale bestralingsduur Maximale bestralingsduur t s Beschadigingspotentieel P dm Het loont dus om in musea LED s toe te passen wanneer men de schadelijke spectrale verdeling van de lichtbron zo beperkt mogelijk wil houden.

9 1 Probleemstelling 2 Stand van de wetenschap 3 Onderzoekshypothesen 9 Probleemstelling Door de opkomst van de LED-technologie, ook voor de verlichting van kunstwerken in musea, is de vraag gerezen naar de schadelijkheid van de spectrale verdeling hiervan. De hier voorgestelde casestudie toont aan de hand van een expositie van Picasso die in het stadsmuseum van Lindau te gast was, hoe verschillende verlichtingsparameters en kwaliteitsfactoren zich hebben ontwikkeld. Daarbij werd de gebruikte gedimde halogeenverlichting vergeleken met een LED-verlichting met verschillende kleurtemperaturen. Stand van de wetenschap Vandaag wordt in musea meestal met halogeenverlichting gewerkt omdat deze uitstekende waarden op het vlak van kleurweergave haalt en ook een gering beschadigingspotentieel voor kunstwerken vertoont. Met de introductie van de LED als alternatieve lichtbron ontstond er grote onzekerheid. LED-spectra met smalle band hadden een slechte kleurweergave, koud witte LED s vertoonden dan weer een hoog beschadigingspotentieel. Onderzoekshypothesen Deze casestudie moet aantonen dat een moderne LED-verlichting in musea tegenover de halogeenverlichting voordelen kan bieden op het vlak van lichtkwaliteit en energie-efficiëntie en finaal geschikt is voor gebruik. Afhankelijk van het spectrum van de gebruikte LED-lichtbron is ook het beschadigingspotentieel minstens vergelijkbaar met dat van de halogeenverlichting. De LED-verlichting is efficiënter dan de halogeenverlichting. Het beschadigingspotentieel van de LED-verlichting is geringer dan dat van de halogeenverlichtin Het beschadigingspotentieel verandert duidelijk naargelang van de keuze van het spectrum en van de kleurtemperatuu Het gebruik van een daglichtwitte LED-verlichting is niet geschikt voor de verlichting van gevoelige kunstwerken

10 4 Theoretische achtergrond 4.1 Kleurweergave De kleurweergave-index R a wordt berekend volgens DIN Verder worden de indexen R i voor de verschillende kleuren R1 tot R14 opgegeven. 4.2 Homogeniteit De gelijkmatigheid van de verlichting kan een maatstaf zijn voor de kwaliteit van de enscenering van een kunstwerk. Ze wordt uitgedrukt met de waarden U 0 en U 1. Des te dichter de beide waarden bij 1 komen, des te gelijkmatiger is het veld van meetwaarden. De gelijkmatigheid wordt zowel voor de kleurtemperatuur als de verlichtingssterkte berekend. 4.3 Berekening van het beschadigingspotentieel Eerst worden de belangrijkste eenheden voor de inschatting van het risicopotentieel van de optische straling verduidelijkt. Het technische verslag CIE 157:2004 definieert de effectieve stralingssterkte E dm, die de beschadiging van de objecten veroorzaakt, volgens de formule: waarbij E eλ, de spectrale stralingssterkte is, s(λ) dm,rel de relatieve spectrale gevoeligheid van het object en λ de golflengte. De relatieve spectrale gevoeligheid van het object s dm,rel (λ) is waarbij b de materiaalconstante aangeeft. Het beschadigingspotentieel is de vaste verhouding tussen de effectieve stralingssterkte E dm en de verlichtingssterkte E en geldt voor een verlichtingssterkte en een object of materiaal:

11 11 Met deze eenheden kan de maximale bestralingstijd of de kritische bestralingsduur t s worden gedefinieerd, waarna er een risico op zichtbare beschadiging kan bestaan: waarbij H S,dm de materiaalafhankelijke maximale bestraling is. De volgende tabel vat de materiaalafhankelijke parameters voor verschillende materialen samen (volgens CIE 157:2004). De spectrale gevoeligheid van de verschillende objecten wordt onderaan in de grafiek weergegeven. Materiaal Maximale bestraling Materiaalconstante Krantenpapier 5 0,0380 Lompenpapier ,0125 Olieverf op doek 850 0,0115 Textielmaterialen 290 0,0100 Aquarelverf op lompenpapier 175 0,0115 b Krantenpapier Lompenpapier Olieverf op doek (zoals aquarel) Textielmaterialen Aquarelverf op lompenpapier De relatieve spectrale gevoeligheid voor verschillende materialen volgens CIE 157:2004.

12 5 Onderzoeksmethoden 5.1 Keuze van de methoden Voor het onderzoek van de elektrische en lichttechnische parameters werden twee armaturen met elkaar vergeleken: een halogeenverlichting en een LED-verlichting met variabele kleurtemperaturen. De meeteenheden werden eerst rechtstreeks in het museum aan het schilderij zelf opgenomen. Vervolgens werden de gemeten waarden in het laboratorium geverifieerd en werd, speciaal voor de meting van de stralingsdichtheid, het gevoelige spectrale bereik uitgebreid. 5.2 Opbouw van het onderzoek Meetobjecten: Halogeenspot XENO M 1/100 W QR 111 (artikel nr ), de armatuur kan via een potentiometer gedimd worden ARCOS 3 LED Tunable White (artikel nr ), de lichtkleur en lichtsterkte kunnen via een DALIsturingssysteem ingesteld worden

13 13 De halogeenspot werd bij een volledige (400 ma, 231 V) en gedimde krachtontneming (118 ma, 231 V) opgemeten, de LED-spot bij de dimwaarden 100 % en 19 % en met ingestelde kleurtemperaturen van 2 700, 3 000, 3 500, en Kelvin. De gemeten eenheden en onderzochte parameters zijn de volgende: Gemeten eenheden, onderzochte parameters Metingen ter plaatse: Elektrische krachtontneming Verlichtingssterkte binnen het meetraster Kleurtemperatuur (CCT) binnen het meetraster Kleurlocatie binnen het meetraster Luminantiefoto van het schilderij Spectrale stralingsdichtheid van 380 tot 780 nm Laboratoriummetingen: Spectrale stralingsdichtheid van 250 tot 900 nm Berekeningen: Homogeniteit van de verlichtingssterkte Homogeniteit van de kleurlocatie en de kleurtemperatuur Kleurweergave-index (R a en R i ) Beschadigingspotentieel Effectieve verlichtingssterkte Kritische belichtingstijd Lichttechnische metingen De spectrale stralingsdichtheid ter plaatse werd gemeten met de Konica Minolta CS1000, die in mei 2009 werd geijkt. Het meetapparaat voor de verlichtingssterkte en kleur HCT-99 (serie nr. 4936M) werd op 05 maart 2010 gekeurd. De meetcamera LMK 98-3 DXP 2031 kreeg zijn laatste ijking op 01 september De in het laboratorium gebruikte SP werd op 05 mei 2011 gekeurd. Alle voor de ijking gebruikte standaarden kunnen naar de nationale standaarden worden teruggevoerd. Elektrische metingen Düwi ter plaatse, LMG500 in het laboratorium, geijkt in februari 2011.

14 5.3 Uitvoering van het onderzoek Metingen in het museum Omwille van de beschermende klimaatregeling in het museum konden de metingen niet binnen het voorgeschreven temperatuurbereik van 25 ±2 C gebeuren. In het museum heerste een temperatuur van 18 C. De verlichting gebeurde vanuit een aan het plafond bevestigde stroomrail. De onderstaande tekening toont de geometrie van de ruimte. Met behulp van een halftransparante folie werd een vooraf aangemaakt meetraster op de aan de wand hangende originele tekening overgezet Afmetingen van de ruimte Het meetraster werd zo gedefinieerd dat de meetpunten de knie, hand, schouder en elleboog van de Harlekijn en een selectie van achtergrondpunten bevatten. Op deze manier worden de voor het werk gebruikte kleuren zo goed mogelijk vertegenwoordigd. Links wordt een referentiewit aangebracht. Meetopstelling in het stadsmuseum van Lindau

15 15 Laboratoriummetingen De metingen in het laboratorium vonden plaats op een optische bank. De armaturen werden minstens een half uur voor de metingen ingebrand. De spectrale verlichtingssterktes werden van op twee meter afstand in het midden van de lichtverdeling van de betreffende armatuur opgemeten. De metingen werden voor elke armatuur bij volledige lichtsterkte en bij dezelfde operationele lichtsterkte als in het museum uitgevoerd. Meetopstelling in het laboratorium

16 6 Resultaten 6.1 Objectonafhankelijke armatuurgegevens De hiernavolgende tabellen tonen de berekeningen op basis van de meting van de spectrale stralingsdichtheid in het laboratorium en de meting van het vermogen. De spectrale stralingsverdelingen worden in de grafiek getoond. Op de volgende pagina s worden de kleurweergave-indexen R I voor de verschillende armaturen en instellingen beschreven. De halogeenspot XENO werd in gedimde en ongedimde toestand opgemeten. De LED-spot ARCOS werd eveneens bij de instelling van 100 % (niet gedimd) opgemeten, bovendien werd een dimwaarde gekozen hier 19 % die overeenkwam met de gedimde toestand van de halogeenspot waarin de verlichtingssterkte aan het object werd vergeleken. Bovendien werden aan het DALI sturingssysteem verschillende waarden voor de gecorreleerde kleurtemperatuur ingesteld. Tabel I: Objectonafhankelijke armatuurgegevens XENO XENO ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS gedimd niet gedimd K K K K Dimwaarde 30 % 100 % 19 % 100 % 19 % 100 % Opgenomen vermogen [W] 27,0 92,4 14,1 27,9 14,1 27,1 CCT [K] x 0, , , , , ,44969 y 0, , , , , ,40330 R a ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS K K K K K K Dimwaarde/stroom 19 % 100 % 19 % 100 % 19 % 100 % Opgenomen vermogen [W] 13,6 26,3 13,5 25,8 13,8 26,6 CCT [K] x 0, , , , , ,32467 y 0, , , , , ,33534 R a Genormeerde spectra Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Xeno 118 ma met filter Xeno 400 ma met filter Golflengte in nm Genormeerde spectrale verdelingen

17 17 Tabellen voor R a en R i waarden Tabel II: Kleurweergavewaarden van de armaturen XENO XENO ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS 118 ma 400 ma K K K K K gedimd niet gedimd R a R R R R R R R R R R R R R R Voorstelling van de kleurlocaties in het genormeerde kleurendiagram Spot van Planck Xeno 30 % Xeno 100 % Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Spot van Planck Xeno 30 % Xeno 100 % Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Arcos K Kleurlocaties van de lichtbronnen in het genormeerde kleurendiagram Uitvergrote sector

18 Opmeting van de IR/UV-filter De halogeenarmatuur XENO M is uitgerust met een IR/UV-sperfilter zodat de voor het schilderij schadelijkste spectrale aandelen zo gering mogelijk worden gehouden. Deze filter werd in het labo spectraal opgemeten. De afbeelding bovenaan toont de gemeten spectra voor de halogeenspot met en zonder filter, telkens in gedimde en niet gedimde toestand. De bij ongeveer 640 nm waar te nemen lokale piekwaarde is een gekende ijkfout en mag verder buiten beschouwing blijven. Om de filtereigenschappen beter te kunnen inschatten, werd binnen het golflengtebereik van 250 tot nm gemeten. Spectraal stralingsvermogen in W/m 2 nm Xeno M 100 % zonder filter Xeno M 100 % met filter Xeno M 19 % zonder filter Xeno M 19 % met filter Spectraal stralingsvermogen met en zonder filter Golflengte in nm Transmissiegraad Transmissie, gedimd Transmissie, niet gedimd Transmissiegraad van de gebruikte filter Golflengte in nm De afbeelding onderaan toont de berekende transmissiegraad in gedimde en niet gedimde toestand. Het verschil tussen de beide toestanden zou verklaard kunnen worden door een mogelijke temperatuurafhankelijkheid van de filtereigenschappen. Om dat uit te klaren, zou echter een aparte testreeks nodig zijn. Onder een golflengte van 356 nm laat de filter geen licht passeren de in de grafiek zichtbare waarden komen voort uit ruis vanuit de detector, zoals uit de afbeelding bovenaan duidelijk blijkt. Bij ca. 700 nm bereikt de transmissiegraad met iets meer dan 93 % zijn maximale waarde om vervolgens in het infrarode bereik tot 62 % te dalen. Zoals blijkt uit de afbeelding onderaan, heeft vooral de werking van de filter onder 350 nm een aanzienlijke invloed op het beschadigingspotentieel omdat hier de gevoeligheid van het object zeer groot is. In het langeregolfbereik, bij lompenpapier boven 700 nm, heeft de straling geen invloed meer op de beschadiging van het materiaal.

19 Armatuurgegevens aan het object De hierna getoonde luminantiefoto s en meetwaarden werden ter plaatse in het stadsmuseum van Lindau opgenomen. De meetgegevens werden niet op het objectvlak zelf opgenomen maar op het beschermglas voor het kunstwerk. De transmissiegraad van het glas kon niet worden achterhaald omdat een typeaanduiding voor het glas ontbrak en het weghalen en opmeten van het glas evenmin mogelijk was. Daarom dient in aanmerking te worden genomen dat het reële beschadigingspotentieel door de UV-bescherming vanuit het glas bij alle gemeten spectra enkele procenten geringer uitvalt en de kritische bestralingstijd dus iets langer wordt. Het referentiepunt Ref met een gekende reflectiegraad diende voor de ijking van de metingen.

20 A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met halogeenspot XENO M 1/100 W QR111, gedimd, 118 ma A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 % A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 %

21 A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 % A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 % A x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 B x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 C x 0,5240 0,5240 0,5243 0,5163 Luminantiefoto: verlichting met ARCOS 3 LED Tunable White, K, gedimd 19 %

22 6.3 Berekening voor de verlichtingssituatie in het museum Voor de berekening van de homogeniteit en de gemiddelde waarden voor de verlichtingssterkte en CCT (kleurtemperatuur) werden de in het museum opgenomen meetwaarden gebruikt. Het beschadigingspotentieel steunt op de spectrale metingen in het lab. De schuin gedrukte waarden voor de niet gedimde halogeenarmatuur werden enkel op de afgedekte Harlekijn gemeten om de tekening niet onnodig aan een hoge stralingsbelasting bloot te stellen. Het voor Harlekijn gebruikte materiaal is dun, licht geribd papier dat over een zwaarder dragend papier werd gespannen. Het wordt hier vertegenwoordigd door het lompenpapier.

23 23 Verlichtingssituatie in het museum XENO XENO ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS ARCOS gedimd niet gedimd K K K K K Kleurtemperatuur in het midden van de armatuur [K] U0,CCT 0,971 0,991 0,992 0,986 0,976 0,990 0,984 U 1,CCT 0,952 0,986 0,982 0,973 0,965 0,980 0,969 Gemiddelde verlichtingssterkte Ē [lx] 112, ,2 136,4 130,3 126,7 123,1 118,4 Minimale verlichtingssterkte E min [lx] 71, ,4 124,2 119,6 116,9 112,8 108,7 Maximale verlichtingssterkte E max [lx] 146, ,2 136,4 138,0 133,0 130,1 123,8 U 0,Ē 0,639 0,621 0,911 0,918 0,923 0,917 0,919 U 1,Ē 0,491 0,481 0,862 0,867 0,879 0,867 0,879 R a Beschadigingspotentieel Krantenpapier 0,0009 0,0026 0,0008 0,0010 0,0013 0,0016 0,0026 Lompenpapier 0,1476 0,1637 0,1102 0,1202 0,1365 0,1501 0,208 Olieverf op doek 0,2025 0,2102 0,1394 0,1510 0,1698 0,1856 0,2532 Textielmaterialen 0,3338 0,3128 0, ,2142 0,2374 0,2569 0,3414 Aquarel op lompenpapier 0,2025 0,2102 0,1394 0,1510 0,1698 0,1856 0,2532 Effectieve stralingssterkte mw [ m² lx ] mw [ m² ] bij gemiddelde verlichtingssterkte op het schilderij Krantenpapier 0,105 6,911 0,112 0,131 0,165 0,192 0,311 Lompenpapier Olieverf op doek Textielmaterialen Aquarel op lompenpapier Maximale bestralingstijd [h] bij gemiddelde verlichtingssterkte op het schilderij Krantenpapier Lompenpapier Olieverf op doek Textielmaterialen Aquarel op lompenpapier mw Effectieve stralingssterkte bij constante verlichtingssterkte E = 100 lx [ m² ] Krantenpapier Lompenpapier Olieverf op doek Textielmaterialen Aquarel op lompenpapier Maximale bestralingstijd [ h ] bij constante verlichtingssterkte E = 100 lx Krantenpapier Lompenpapier Olieverf op doek Textielmaterialen Aquarel op lompenpapier

24 6.4 Evaluatie van de resultaten Verlichtingssterkte Zoals uit de tabellen in 6.3 blijkt, werd de LED-armatuur op een gelijkaardig verlichtingsniveau als de halogeenverlichting ingesteld. Het valt op dat de halogeenarmatuur er op het kleine oppervlak van de Harlekijn niet in slaagt om een dusdanig homogene verlichting te genereren dat de ongelijkmatigheden niet door de kijker worden opgemerkt. Dit is in regel bij een U 0 resp. U 1 vanaf > 0,9 het geval. Deze ongelijkmatigheden kunnen het effect van het kunstwerk op op de kijker duidelijk beïnvloeden. De LED-spot genereert een gelijkmatige lichtverdeling met hoge waarden voor U 0 en U 1. De regeling van de verlichtingssterkte gebeurt bij de halogeenspot via het dimmen van de stroom en is traploos over een ruim bereik mogelijk. Toch wordt daarbij de lichtkleur sterk beïnvloed en verandert deze van K in K. Het dimmen van de verlichtingssterkte van de LED-spot staat volkomen los van de lichtkleur. Lichtkleur De gedimde XENO M armatuur genereert wit licht met een zeer lage kleurtemperatuur. Dit licht is vergelijkbaar met kaarslicht. Om lichtkleuren te genereren die de kijker als wit ervaart, moet de stroomtoevoer worden verhoogd zodat zeer hoge verlichtingssterktes worden gegenereerd. Maar hogere verlichtingssterktes zorgen dan weer voor een verhoogd E dm. De gelijkmatigheid van de lichtkleur haalt hoge waarden. De lichtkleur van de LED-spot kan los van het niveau van de verlichtingssterkte worden geregeld waarbij de gemeten waarden van de kleurtemperatuur ten dele sterk afwijken van de ingestelde waarden (zie tabel 6.1/I). Kleurweergave volgens DIN 6196 / CIE De kleurweergavewaarden van de halogeenspot zijn met R i en R a waarden van 99 uitstekend, wat te verklaren valt door de aard der dingen. Bij de LED-armatuur zijn de resultaten voor de verschillende spectra wel verschillend. Bij kleurtemperaturen tot K worden R a waarden boven R a 90 gehaald, wat als zeer goed kan worden bestempeld. Bij hogere kleurtemperaturen, hier K, daalt de waarde naar 84 punten, wat nog slechts als goed kan worden bestempeld. Bij LED s is vooral de kleurweergave van dieprode kleuren problematisch maar met een stijgende kleurtemperatuur worden ook diepblauwe kleuren niet langer correct weergegeven. Tabel 6.1/II toont alle kleurweergavewaarden.

25 25 Beschadigingspotentieel, effectieve verlichtingssterkte en kritische bestralingstijd Het beschadigingspotentieel van een spectrum kan zonder probleem vergeleken worden omdat dit een relatieve eenheid is die afhankelijk is van de globale energie van het spectrum. Een hier gemeten ARCOS LED spectrum vertoont bij een vergelijkbare kleurtemperatuur in vergelijking met een halogeenspectrum bij alle in CIE 157:2004 beschreven materialen een geringer beschadigingspotentieel. Dit leidt bij eenzelfde verlichtingssterkte tot geringere effectieve stralingssterktes en zodoende tot duidelijk hogere kritische bestralingstijden. Wanneer men bijvoorbeeld bij een constante verlichtingssterkte (E = 100 lx) het spectrum van de halogeenarmatuur bij K (niet gedimd) met dan van ARCOS bij K vergelijkt, is het met de LED-spot voor de meeste materialen mogelijk om de verlichtingstijd met ongeveer 50 % te verlengen zonder dat zichtbare schade zou kunnen optreden. Bij krantenpapier kan de kritische verlichtingsduur zelfs met 300 % worden verlengd. Maar ook bij de verschillende verlichtingssituaties zoals deze in het museum voorkomen, vertoont de qua kleur vergelijkbare LEDverlichting ondanks hogere verlichtingssterktes een geringere effectieve stralingssterkte en dus een langere kritische bestralingstijd. Pas bij de hogere kleurtemperaturen (ca K) van de LEDverlichting worden de bestralingstijden in het museum vergelijkbaar met die van de halogeenverlichting bij 2150 K. Tot slot dient nog te worden opgemerkt dat in deze studie het beschermglas voor de tekening niet mee in rekening kon worden gebracht waardoor het reële beschadigingspotentieel door de UVbescherming vanuit het glas bij alle gemeten spectra enkele procenten geringer uitvalt en de kritische bestralingstijd dus iets langer dient te worden ingeschat. Maximale bestralingstijd t s Beschadigingspotentieel P dm Beschadigingspotentieel en maximale bestralingsduur bij 100 lx

26 7 Voorbeelden 7.1 Städel Museum in Frankfurt Het project voor het Städel Museum in Frankfurt werd gerealiseerd met een volledige LED-verlichting bestaande uit ARCOS 3 Tunable White spots, projectoren en een speciale oplossing voor de lichtkoepels. Bij aanvang van het project stond de vraag centraal of de LEDverlichting niet schadelijker zou zijn dan de halogeenverlichting. Met behulp van de studie konden de curatoren en de beleidsmakers van het Städel Museum overtuigd worden. De verlichting voor het hele gebouw werd conform het concept gerealiseerd. Het eerste deel van het museum werd geopend in december Het tweede deel volgde in februari Architectuur: Schneider + Schumacher DE Lichtontwerp: Licht Kunst Licht DE Lichtoplossing: ARCOS 3 Tunable White spots, ARCOS 3 LED projectoren, speciale LED-oplossing voor de lichtkoepels

27 Kunsthistorisch Museum in Wenen Bij de renovatie van een gebouwvleugel die vanaf het voorjaar van 2012 de expositieruimte van het Kunsthistorisch Museum zou uitbreiden, werd veel belang gehecht aan de hoge kwaliteit van de lichtkleur en aan de helderheid en een zo gering mogelijk beschadigingspotentieel van de verlichting. De vitrines worden met SUPERSYSTEM met een hoge kleurweergave-index verlicht. De ruimteverlichting is een mix van SUPERSYSTEM en de moderne LED kroonluchter STARBRICK. Lichtontwerp: Die Lichtplaner DE Lichtoplossing: SUPERSYSTEM 2,5 W CRI90 (vitrines), STARBRICK 4-voudige kroonluchter met extra SUPERSYSTEM spots (ruimtes) 7.3 Etnologisch Museum in Berlin Bij de renovatie van de expositie in het Etnologisch Museum in Berlijn was een zo gering mogelijke beschadiging door de verlichting een absoluut cruciale factor. Omwille van de ten dele uiterst gevoelige expositiestukken werden de vitrines geaccentueerd met SUPERSYSTEM met een verhoogde kleurweergave-index en een minimaal beschadigingspotentieel. De opening vond plaats in het voorjaar van Lichtontwerp: Licht Kunst Licht DE Lichtoplossing: vitrines SUPERSYSTEM 2,5 W CRI90

28 8 Discussie en toekomstperspectief De studie heeft aangetoond hoe belangrijk het bekijken van verschillende lichtbronnen bij kunstobjecten is en welke voordelen de LEDverlichting biedt. Daarbij kunnen we samengevat de volgende zaken besluiten: Voor kunst- en cultuurtoepassingen moeten vooral schadelijke infrarood- en ultravioletstralen en hoge verlichtingssterkten zo gering mogelijk worden gehouden. Wanneer men met deze factoren rekening houdt, wordt het risico dat kleuren verbleken of gevoelige materialen beschadigd raken, duidelijk verminderd. Ook verblindingen moeten worden vermeden zodat de tentoongestelde objecten juist tot hun recht komen. Een hoge energie-efficiëntie en lange onderhoudsintervallen bij de verlichting garanderen bovendien een vlotte exploitatie van het museum. De LED-technologie biedt op dit vlak vele voordelen: een goed gekozen LED heeft zonder filter een geringere of slechts even hoge IR- en UV-straling als andere lichtbronnen met filter. Het gefocusseerde licht en de hoge kleurweergave van R a > 90 zijn bijzonder geschikt voor de accentverlichting. Bovendien reduceert de lange levensduur van de lichtbronnen de onderhoudskosten tot een absoluut minimum. Verder zijn LED s uiterst energie-efficiënt en beschermen ze niet alleen de kunstwerken maar ook het milieu en het budget. Met Tunable White biedt de LED-technologie het voordeel dat verschillende kleurtemperaturen, van warm over neutraal tot koud wit, kunnen worden toegepast zonder hiervoor lampen of armaturen te moeten vervangen. Zo kan de optimale kleurtemperatuur precies op het materiaal van het expositieobject worden afgestemd om de fijnste nuances te belichten en bijzonderheden emotioneel te accentueren. Zelfs bij een gedimde armatuur blijft de kleurtemperatuur constant en verbetert de waarneming van de museumstukken.

29 9 Literatuur 29 Onderzoeksverslag PB320/2011: Opmeting van de verlichting van Pablo Picasso s Harlekijn (1916) in het stadsmuseum Lindau, 2011, S. Söllner, N. Müller CIE 157/2004 Technical Report: Control of damage to Museum objects by optical radiation (Technisch verslag: beheersing van schade aan museumwerken door optische straling)

30 België ZG Lighting Benelux Rijksweg 47 Industriezone Puurs Nr Puurs T +32/(0)3/ F +32/(0)3/ info@zumtobel.be zumtobel.be Nederland ZG Lighting Benelux Zinkstraat AD Breda T +31/(0)76/ F +31/(0)76/ info@zumtobel.nl zumtobel.nl Headquarters Zumtobel Lighting GmbH Schweizer Strasse 30 Postfach Dornbirn, AUSTRIA T +43/(0)5572/390-0 info@zumtobel.info zumtobel.com zumtobel.nl/art