ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Обучайтесь под руководством опытного наставника.
 

Использование аэрационных устройств для нормализации температурно-влажностного режима в памятниках архитектуры.

Фомин И.В., Сизов Б.Т.

Использование аэрационных устройств для нормализации температурно-влажностного режима в памятниках церковной и гражданской архитектуры

Особенности внутренней объемно-пространственной структуры храмов приводят к образованию зон застойного воздуха, особенно в подкупольных пространствах. Кроме того, в действующих соборах существует проблема наличия продуктов сгорания свечей. Все это негативно отражается на сохранности настенных росписей, иконостасов и других предметов внутреннего убранства.

Известно устройство [1], состоящее из жалюзийной решетки с незадуваемым экраном. Жалюзийная решетка устанавливается в оконных проемах, а экран — с наружной стороны окна напротив решетки на расстоянии 10—15 см от стены, перекрывая вытяжные отверстия по периметру с запасом 10—15 см, что существенно нарушает восприятие интерьера памятников архитектуры.

Также существует устройство [1], называемое «окна внахлест», которое можно устанавливать как при двойном, так и тройном остеклении. При этом наружное стекло не доходит до верха, а в верхней части наружной рамы укрепляется жалюзийная решетка, перекрытая снаружи защитным экраном. Внутреннее стекло не доходит до нижнего конца оконной рамы, где остается неостекленный проем (например, установлены в Троицком соборе 1422 г. Свято-Троицкой Сергиевой Лавры).

Недостатками этого устройства являются:

• возможное выпадение конденсата на внутреннем стекле при определенном соотношении параметров наружного и внутреннего воздуха;

• возможность поступления наружного воздуха с повышенным влагосодержанием во внутренний объем здания.

• возможность задувания наружного воздуха во внутренний объем здания.

Оснащение автоматическими системами кондиционирования и вентиляции — дорогостоящее мероприятие, а в ряде случаев это невозможно по архитектурным и религиозным соображениям. Кроме того, в процессе эксплуатации системы значительны затраты на электроэнергию и зарплату обслуживающего технического персонала.

Одним из простых и недорогих (в десятки раз дешевле по сравнению с применением систем кондиционирования и вентиляции) способов нормализации параметров температурно-влажностного режима в храмах является использование аэрационных устройств (далее — АУ), которые устанавливаются в верхней части оконных проемов барабанов (ил. 1).


Рис. 1.

АУ представляет собой чисто механическое устройство, заслонки которого открываются только наружу при наличии разности давлений ΔР:

ΔР=Рвнн,

где Рвн — давление внутри здания, Па; Рн — наружное давление, Па.

Эта разница может возникнуть в случае, если давление воздушной среды внутри здания станет больше наружного в силу разных факторов (например, повышение температуры внутри здания) либо если наружное давление в месте установки АУ станет меньше давления внутри здания (разряжение в зоне аэродинамической тени при наличии ветра). В любом случае открытие заслонок осуществляется автоматически и не требует каких либо действий со стороны обслуживающего персонала. В случае открытия заслонок АУ и удаления определенного количества воздуха из внутреннего объема собора происходит восполнение воздушной среды за счет поступления воздуха снаружи. Снаружи воздух проникает естественным путем в результате инфильтрации через оконные и дверные заполнения, поры материала ограждающих конструкций или же регулируемо — путем открывания дверей или окон.

Основными техническими характеристиками АУ являются:

ΔРmin — чувствительность АУ, Па;

Syусловная площадь проходного сечения АУ, мм2;

(h* x X* x Z*) — посадочные размеры (высота х ширина х глубина) АУ, мм;

G— пропускная способность АУ, м3/час,

G = αSуB√(ΔP/ρ)

р = Pвн/RT, кг/м3;

К= 26,5 кГ • м/кг • град — газовая постоянная для воздуха;

Т — температура внутри здания, К;

α — коэффициент расхода;

В — коэффициент, учитывающий физико-химические свойства воздуха.

Первые работы по исследованию и созданию АУ были начаты Н. П. Зворыкиным (Спасский собор Спасо-Андроникова монастыря) в 1960-х гг. И уже в 1970 г. АУ установлено в Успенском соборе Княгинина монастыря во Владимире. В конце 1980-х гг. АУ установлены в соборе Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря [2]. В конце 1990-х гг. АУ были установлены в соборе Рождественского монастыря (XVI в.) в Москве и в Успенском соборе (XVII в.) в г. Великий Устюг. АУ установлены также в Свято-Троицком (XVII в., Кремль) и Спасо-Преображенском (1156 г., Мирожский монастырь) соборах Пскова.

При кажущейся простоте АУ представляет собой достаточно сложную механическую систему, работающую в условиях воздействия переменных циклических (возникающих при открытии-закрытии заслонок АУ) нагрузок, широком диапазоне изменения температуры и влажности воздушной среды. Кроме того, конструкция АУ не должна нарушать архитектурный облик здания, должна быть проста в монтаже и надежна в эксплуатации. Количество, расположение и конструкция АУ определяются объемно-пространственной композицией и особенностями внешней аэродинамики здания, «розой ветров», устройством оконных рам и рядом других факторов. Как правило, АУ устанавливаются снаружи в верхних фрагментах оконных рам.

В работах [1] и [2] приведено описание АУ, установленных в оконных проемах барабана собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря (АУ-Ф). С точки зрения технологичности эта конструкция обладает следующими недостатками:

• низкая надежность и недолговечность клапанного устройства;

• необходимость установки защитного экрана для защиты от порывов ветра;

• требуется большой объем подгоночных и регулировочных работ на объекте при сборке;

• АУ поставляется на объект не в виде законченной сборочной единицы, а в виде нескольких элементов, которые требуется собрать на месте;

• непрозрачность АУ, что существенно нарушает восприятие интерьера памятника архитектуры и снижает эффективность естественного освещения;

• заслонки размером 200x200 мм рекомендуется изготовить из коррозийно-стойкой стали, толщиной 0,25 мм, при требовании плотного прилегания по трем сторонам к плоскости рамы или к части створки, что трудновыполнимо из-за возможного коробления материала как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации.

В 2001 г. Инженерная фирма «ТОР» усовершенствовала конструкцию АУ-Ф [2] и изготовила АУ для Софийского собора г. Вологда (АУ-3/ТОР).

АУ-З/ТОР (ил. 1) состоит из двух модулей: клапанного модуля (К) и модуля «незадуваемых» жалюзи (Ж). Функция модуля К — удаление избыточного объема воздуха из внутреннего объема здания.

Функция модуля Ж — защита АУ от:

• проникновения атмосферных осадков;

• сильных порывов ветра.

АУ-3/ТОР представляет собой самостоятельную сборочную единицу и легко монтируется на объекте в оконных проемах. При этом не требуется на объекте проводить работы по подгонке и настройке, а необходимо заранее согласовать размеры проема рамы и АУ.

В июне 2002 г. АУ (АУ-4/ТОР) установлены (ил. 2) в пяти барабанах Успенского собора Троице-Сергиевой Лавры (г. Сергиев-Посад).


Рис. 2. АУ-4/ТОР (Успенский собор Троице-Сергиевой Лавры)

С точки зрения архитектурной композиции и обеспечения естественного освещения очень важен показатель оптической прозрачности АУ. Разработаны «прозрачные» АУ. Применение новых материалов и технических решений позволило обеспечить коэффициент оптической прозрачности АУ до 0,7.

«Прозрачные» АУ состоят из двух модулей — клапанного модуля и модуля незадуваемых жалюзи. Модуль жалюзи состоит из корпуса и жалюзийных решеток. Жалюзийные решетки и заслонки клапанного модуля изготавливаются из прозрачного материала.

Модуль жалюзи и клапанный модуль соединены между собой с помощью технологического винтового соединения. Степень прозрачности (П) при закрытых заслонках можно оценить:

П= 0,8x n x S3 /S,

где п — количество заслонок; S3— площадь одной заслонки; S= h * xx *, h *, x * — посадочные размеры АУ (высота, ширина).

«Прозрачные» АУ установлены в:

• храме Во имя св. Петра (1517 г.) Патриаршего подворья Высоко-Петровского монастыря (г. Москва, 2003 г., АУ-9);

• Свято-Духовном храме Зачатьевского женского монастыря (г. Москва, 2003 г., АУ-103/ТОР, ил. 3);


Рис. 3. АУ-103/ТОР

• Успенском соборе Елецкого женского монастыря (г. Чернигов, АУ-6Е);

• восьмерике собора св. ап. Петра и Павла (г. Москва, 2003 г., АУ-5/ТОР);

• ротонде Странноприимного дома Н. П. Шереметьева (НИИ СП им. Н. В. Скли-фософского, г. Москва, 2003 г., АУ-8/ТОР);

• барабане Успенского собора (XVIв.) (г. Белозерск, АУ-14Б);

• барабане Троицкого собора Троице-Сергиевой Лавры (г. Сергиев-Посад, АУ-15Т, 2004 г.);

и в других памятниках.


Таблица 1. Основные технические характеристики «прозрачных» АУ

Основные технические характеристики АУ-10/ТОР1 АУ-5/ТОР2 АУ-8Ш/ТОР3 АУ-9/ТОР4
Посадочные размеры (высота х ширина х глубина), мм 364x310x120 290x300x180 210x460x120 260x260x150
Чувствительность, Па 5 10 5 5
Масса АУ, кг 5,2 9 4,7 5,7
Площадь проходного сечения, м2 0,084 0,048 0,06 0,05
Степень прозрачности (при закрытых заслонках) 62% 50% 65% . 60%

1 — Свято-Духовный храм, Зачатьевский женский монастырь, г. Москва; Собор св. ап. Петра и Павла, г. Москва; 2 — Странноприимный дом Н. П. Шереметьева (НИИ СП им. Н. В. Склифософского), г. Москва; 3 — Храм во имя св. Петра (1517 г.) Патриаршее подворье Высоко-Петровского монастыря, г. Москва.

 

Примечания

1. Микроклимат церковных зданий. М., 2000. С. 87, 88, 117, 118.

2. АВОК СТАНДАРТ-2—2002. «Храмы православные. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха». С. 8, 11.

Первоисточник: 
Исследования и консервация культурного наследия. Материалы научно-практической конференции. 12-14 октября 2004 г. ГосНИИР; М., 2005
 
 
 
 
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)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОТЧЕТОВ И ДНЕВНИКОВ
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.