Determination of the Annual Light Exposure Received by Two-Dimensional Museum Objects Displayed on Vertical Surfaces using Photometric Measurements

Abstract

[EN] Accurate estimates of cumulative light exposure are an important prerequisite for the assessment and limitation of photochemical damage to museum objects on display. The task is complicated because spotlights used to highlight particular features illuminate objects’ surfaces unevenly, and also because indirect light sources, for example diffuse sunlight within exhibition spaces, result in changing total illumination levels throughout the day and seasonally. This paper presents a methodology for determining the annual light exposure of 2-D objects by combining the results of continuous light readings adjacent to the object and one-off point measurements over its illuminated surface, a method that allows a more accurate estimate of total exposure than either monitoring method alone. Two pieces of information are required to calculate cumulative exposure: first, the ratio of direct to indirect lighting, which is arrived at by quantifying the amount of visible light falling on the object relative to that received by its surroundings; and, second, the diurnal and seasonal variation in illuminance of indirect light sources, particularly diffuse daylight. Two paintings in different galleries exposed to different ratios of diffuse sunlight to direct artificial light – one low and the other high – were used to refine and test the method.

[ES] Las estimaciones precisas de la exposición acumulativa de luz es un pre-requisito importante para el establecimiento del control del daño fotomecánico a objetos de museo en exposición. Este asunto es complicado ya que los puntos de luz utilizados para resaltar ciertas características iluminan la superficie de los objetos desigualmente; además, las fuentes de luz indirecta, por ejemplo la luz solar difusa en los espacios de exposición, aportan variaciones totales de los niveles de iluminación dependiendo de la hora del día y de la estación. Este artículo presenta una metodología para determinar la exposición anual para objetos de dos dimensiones, combinando los resultados de lecturas continuas de iluminación adyacentes al objeto y de mediciones puntuales sobre la superficie iluminada. Es un método que permite una estimación más precisa de la exposición total que usando uno de los dos métodos independientemente. Se requieren dos grupos de información para calcular la exposición acumulativa: primero, la proporción de la iluminación directa con la indirecta, a la cual se llega al cuantificar la cantidad de luz visible a la que está expuesto el objeto en relación a la recibida por el entorno; y segundo, la variación diaria y estacional en iluminación de fuentes de luz directas, particularmente luz-día difusa. Para refinar y comprobar el método se escogieron dos cuadros en diferentes galerías expuestos a diferentes proporciones de luz solar difusa y de luz artificial directa, una en bajos valores y la otra en elevados.

[FR] Les estimations précises de l’exposition cumulée à la lumière sont des conditions préalables à la mesure et à la limitation des dommages photochimiques pour les objets exposés dans les musées. La tâche est compliquée par le fait que les lampes à éclairage ponctuel utilisées pour mettre en valeur certaines particularités éclairent la surface de l’objet de façon irrégulière, et aussi parce que les sources de lumière indirectes, comme par exemple l’éclairage solaire diffus à l’intérieur des espaces d’exposition, induisent des niveaux totaux d’éclairement changeants, de façon diurne ou saisonnière. Cet article décrit une méthodologie pour déterminer l’exposition annuelle à la lumière d’objets en 2D en combinant les résultats de la mesure d’une lumière continue adjacente à l’objet, avec une mesure de sa surface éclairée; une méthode qui permet une estimation plus précise de l’exposition totale que chaque méthode prise isolément. Deux éléments d’information sont requis pour calculer l’exposition cumulée : en premier, le rationentre éclairage direct / éclairage indirect, qui est obtenu en quantifiant la lumière visible tombant sur l’objet par rapport à la lumière reçue par son environnement ; et, en second lieu, les variations diurnes et saisonnières de l’éclairement par les sources de lumière indirecte, en particulier la lumière du jour diffuse. Deux peintures exposées dans des galeries différentes exposées à différents ratios lumière diffuse/lumière artificielles – l’un faible, l’autre élevé – ont été utilisées pour affiner et tester la méthode

[DE] Eine genaue Abschätzung der kumulativen Lichtexposition ist eine wichtige Voraussetzung für die Beurteilung und Begrenzung lichtinduzierter Schäden an ausgestellten Museumsobjekten. Die Aufgabe ist kompliziert, da die zum Beleuchten besonderer Eigenheiten verwendeten Punktstrahler die Oberfläche der Objekte ungleichmäßig erhellen, aber auch, da indirekte Lichtquellen, zum Beispiel diffuses Sonnenlicht, im Laufe des Tages und saisonal in den Ausstellungsräumen zu stark schwankender Beleuchtung führen. In diesem Artikel wird eine Methodik zur Bestimmung der jährlichen Lichtmenge für zweidimensionale Objekte vorgestellt, bei der die Ergebnisse kontinuierlicher Lichtmessungen im direkten Umfeld des Objektes mit einmaligen Punktmessungen an dessen beleuchteter Oberfläche miteinander kombiniert werden; die Methode erlaubt eine weit akkuratere Bestimmung der absoluten Lichtdosis, als eine der beiden Messungen allein. Zwei Informationen werden für die Berechnung der Gesamtexposition gebraucht: erstens das Verhältnis von direkter und indirekter Beleuchtung, welches durch die Quantifizierung der auf das Objekt fallenden Lichtmenge relativ zu der auf die Umgebung fallenden erreicht wird; und zweitens die täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen der Beleuchtung durch indirektes Licht, insbesondere diffuses Tageslicht. Zur Verfeinerung und Erprobung der Methode wurden zwei Gemälde verwendet, die in verschiedenen Ausstellungsräumen, verschiedenen Verhältnissen von diffusem Sonnenlicht und direktem Kunstlicht ausgesetzt wurden – das eine einem niedrige, das andere einer hohen Lichteinstrahlung