ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Здесь разбирается только квалифицированный специалист!
 

При разработке рекомендаций по нормализации микроклимата церковных зданий, помимо учета их внутренней объемно-пространственной структуры, необходимо иметь в виду и специфические особенности их внешней аэродинамики. Это позволяет более рационально организовать внутренний воздухообмен, что в конечном счете приводит к ликвидации зон застойного воздуха и созданию оптимальных условий для сохранения настенных росписей и иконостаса по всей высоте здания.

Естественный воздухообмен происходит вследствие того, что в одних отверстиях давление внутри здания оказывается меньше, чем наружное (атмосферное), а в других, наоборот, внутреннее давление оказывается больше наружного. Через первые отверстия осуществляется приток наружного воздуха в помещение, а через вторые — удаление (вытяжка) из него.

Разность давлений (напор) может возникнуть под действием гравитационных сил (разности веса столбов наружного и внутреннего воздуха), ветра или под их совместным влиянием. При прямом воздействии ветрового потока на ограждающих конструкциях здания возникает избыточное давление (по сравнению с атмосферным давлением вдали от здания), а на поверхностях заветренной стороны и находящихся в зоне аэродинамической тени — давление меньше атмосферного (разряжение).

Церковные здания представляют собой сооружения сложной геометрической формы, образованные криволинейными поверхностями. В плане здания барабаны подобны форме цилиндра, а кровля состоит из ряда полусфер или конусов. Спектры давлений для элементарных геометрических тел при обдувании их ветром в достаточной степени изучены. Однако при сопряжении тел различной формы спектры давлений, полученные для свободно стоящих тел, значительно меняются.

Чтобы определить степень давления ветра на здание, сооружают модели, геометрически подобные зданиям в натуре, и продувают их на аэродинамических стендах. В результате продувов получают аэродинамические коэффициент — отношение давления в данной точке к скоростному давлению ветра.

Для изучения специфики внешней аэродинамики церковных зданий впервые в исследованиях памятников культуры был использован метод моделирования с целью аэродинамической оценки профиля церковного здания. Это позволило выявить возможности создания оптимального естественного воздухообмена внутри сложной объемно-пространственной композиции, каковой является любое церковное здание.

Нами были проведены аэродинамические испытания модели четырехстолпного крестово-купольного пятиглавого храма на аэродинамическом стенде в виде ветровой установки. Объектом испытания послужила глухая деревянная модель храма, выполненная в масштабе 1:100. На ее поверхностях, в местах расположения аэродинамических проемов (окна, двери), были высверлены лунки диаметром 4 мм и глубиной 5 мм для измерения ветровых давлений. Выбор масштаба и постановка эксперимента проводились на основании теории моделирования. Описание экспериментальной установки, объекта и методики исследования содержится в совместном отчете за 1985 г. специалистов ГосНИИР и Киевского инженерно-строительного института [1]. Позднее были проведены аналогичные испытания моделей одноглавых Дмитриевского собора во Владимире (XII в.) и Спасо-Преображенского собора Мирожского монастыря в Пскове (XII в.). Результаты испытаний использовались при разработке рекомендаций по нормализации воздухообмена и организации систем климатизации этих памятников.

Испытываемая модель устанавливалась в выходном сечении ветровой установки, продувка модели производилась при направлении ветра к оси здания под углами 0°, +90°, +45°, -45°, -90° (рис. 12). Полученные аэродинамические коэффициенты показали, что для здания симметричной формы достаточно провести измерения при двух характерных углах атаки ветра — +90° и +45°. Результаты измерения при углах атаки 0° и -90° оказались подобны первому коэффициенту (при +90°), а при угле -45° — второму (при +45°).

Микроклимат церковных зданий

Рис. 12. План с нанесением углов атаки ветра и номера из. точек


При угле атаки ветра +90° на лобовой поверхности стен здания определяются положительные аэродинамические коэффициенты, а на остальных поверхностях — отрицательные (рис. 13). Однако отрицательные коэффициенты получены и при измерениях в окнах 2 и 3 ярусов, расположенных на лобовой поверхности стен (рис. 12, точки 1, 2, 5, 12, 13). Это явление связано с аэродинамическими законами обтекания отдельно стоящих зданий. Так, при набегании на здание потока ветра у наружных ограждений наветренной стороны, находящихся под положительным давлением, образуются восходящие потоки воздуха (за исключением нижней циркуляционной зоны). Поэтому углубленное расположение окон в нишах приводит к тому, что восходящий поток воздуха на определенной высоте отсекает набегающий на окна поток ветра и подсасывает воздух из ниш, создавая в их плоскости разряжение.

Микроклимат церковных зданий

Рис 13 Величины аэродинамических коэффициентов на поверхности здания Угол атаки ветра +90°


На цилиндрических поверхностях барабанов при угле атаки ветра +90° положительные давления наблюдались лишь в окнах, расположенных на нормалях к их лобовым поверхностям (рис. 13, точки 47, 50, 57, 60, 62). Во всех остальных точках цилиндрических барабанов — давление отрицательное.

В центральном барабане I в точках 69 и 63 (рис. 13) значение аэродинамических коэффициентов приближалось к нулю, так как эти точки находятся в зоне тени от барабанов II и V.

При угле атаки ветра +45° на лобовой поверхности стен здания к направлению ветра положительные давления выявлены лишь в восьми точках 4/11 (рис. 12 и 14), в остальных точках давления отрицательные.

В малых барабанах II, III, V положительные давления определены в окнах, расположенных под углом 45° к углу атаки ветра, точки 47, 48, 50, 51, 60, 61 (рис. 14), что объясняется законом обтекания цилиндрических поверхностей.

Микроклимат церковных зданий

Рис. 14. Величины аэродинамических коэффициентов на поверхности здания. Угол атаки ветра +45°


В центральном барабане и в малом барабане IV во всех точках — давления отрицательные или приближающиеся к нулю, так как центральный барабан находится в зоне аэродинамической тени барабана II, а малый барабан IV — в аэродинамической тени центрального барабана.

Обобщая результаты проведенных исследований, можно сделать следующие выводы.

1) Здания-памятники представляют собой сооружения сложной геометрической формы, близкой к цилиндрической, поэтому они обладают выгодными аэродинамическими характеристиками.

2) При набегании на здание потока ветра восходящие вдоль стен наветренной стороны воздушные потоки на определённой высоте создают разряжение в плоскости окон, упрятанных в ниши, что исключает проникновение в помещение инфильтрационного воздуха через эти проемы.

3) В пятикупольных храмах благодаря симметричному расположению цилиндрических барабанов происходит взаимное наложение потоков воздуха за барабанами (аэродинамическая тень), что вызывает отрицательное давление в их окнах.

Установлено, что в оконных проемах центрального барабана I (точки 63, 65, 67, 69) и малых барабанов (барабан II, точка 46; барабан III, точка 53; барабан IV, точка 54; барабан V точка 61) аэродинамические коэффициенты при любых направлениях ветра всегда отрицательные. Иными словами, можно утверждать, что в пятиглавых храмах в окнах центрального барабана, обращенных к малым, и в окнах малых барабанов, обращенных к центральному, всегда существует отрицательное давление. Следовательно, при любом направлении ветра эти окна можно использовать как незадуваемые вытяжные проемы, в которые

целесообразно размещать аэрационные устройства.

4) Зная господствующее направление ветра в данной местности, в оконных проемах с преобладающим положительным давлением можно устанавливать приспособления для притока воздуха.

5) Количество оконных проемов, работающих на зксфильтрацию, в 2 раза больше количества проемов, которые могут работать на инфильтрацию при угле атаки ветра +90°, и в 2,5 раза больше — при угле атаки ветра +45°.

Таким образом, при наличии ветра и отсутствии тепловыделений в помещении количество инфильтрационнего воздуха может быть сведено к минимуму, а механическая приточная вентиляция может обеспечить подпор воздуха в помещении, исключающий поступление инфильтрационного воздуха через притворы окон наветренной стороны в холодный период года.

В одноглавых храмах характер распределения аэродинамических коэффициентов в оконных и

дверных проемах основного объема здания аналогичен описанному выше. Основное отличие аэродинамических характеристик этих зданий от пятиглавых состоит в распределении давлений в оконных проемах светового барабана. Если в центральных барабанах пятиглавых храмов существуют оконные проемы, которые при любом направлении ветра всегда работают на вытяжку, поскольку они находятся в аэродинамической тени (окна С-3, С-В, Ю-3, Ю-В ориентации), то в одноглавых постройках такое явление отсутствует. В барабанах одноглавых церковных зданий положительные давления всегда возникают в окне со стороны лобового направления ветра, остальные оконные проемы барабана работают на вытяжку. Поэтому при выборе оконных проемов для установки вытяжных аэрационных устройств необходимо учитывать местную розу ветров и монтировать их в проемах той ориентации, которые соответствуют наименьшей повторяемости направления ветра.

Первоисточник: 
МИКРОКЛИМАТ ЦЕРКОВНЫХ ЗДАНИЙ. Основы нормализации температурно-влажностного режима памятников культовой архитектуры. ГосНИИР, М., 2000
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

КУЛЬТСОХРАНАГИТПЛАКАТ - Спам во имя культуры! Скопируй код плаката и вставь его в интернет!
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.