|
Из сборника
тезисов 4-го международного научно-практического
Симпозиума
«Природные условия строительства и сохранения
храмов
православной Руси»,
г.С-Посад,
Троице-Сергиева Лавра,8-10октября 2009г.
Использование
аэрационных устройств в системах естественной
вентиляции
церковных зданий.
И.В. Фомин -– ГосНИИРеставрации, г. Москва
 –
ГосНИИРеставрации, г. Москва
Особенности внутренней
объемно-пространственной структуры церковных зданий приводят к
проблеме наличия зон застойного воздуха, особенно в подкупольных
пространствах. Кроме того, во время проведения служб, имеет место
поступление тепла,влаги и углекислого газа от людей, продуктов
горения и тепла от горящих свечей и лампадного масла. Все это
негативно отражается на сохранности настенных росписей, иконостаса,
декоративной отделки, предметов внутреннего убранства представляющих
историко-культурную ценность.
Оснащение автоматическими системами кондиционирования и вентиляции в
ряде случаев невозможно по архитектурным([11] ) и другим
соображениям. Кроме того в процессе эксплуатации таких систем
значительны затраты на электроэнергию и техническое обслуживание.
Первые работы по исследованию и созданию аэрационных устройств
(далее АУ) клапанного типа(«клапаны-хлопушки») были начаты Н.П.
Зворыкиным (Спасский собор Спасо-Андроникова монастыря) в 60-х годах
XX века.
В конце 80-х годов АУ были
установлены в соборе Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря
([1],рис.1). В конце 90-х АУ были установлены в соборе
Рождественского монастыря (16 в.) в Москве и в Успенском
соборе(17в) г. Великий Устюг(фото2).
Рис. 1
поз.1-деревянный корпус АУ,
поз.2-жалюзи,поз.3-заслонки.
Фото 1- АУ в окнах барабана
Рождественского собора(г.Суздаль)
Фото 2- АУ в восьмерике Успенского собора
(г.
Великий Устюг, 2003г.)
Исследования и практика показывают, что система естественной
вентиляции в целях нормализации температурно-влажностного
режима,
ликвидации
застойных зон и удаления продуктов горения свечей и
лампадного масла эффективна и может быть построена
посредством использования следующих технических средств:
►
Открывающиеся элементы(форточки,…) в каждом окне первого
яруса
северного и южного фасадов и в каждой апсиде(Для
«регулируемого»
проветривания в соответствии с [1] ,[3]). Устройство
и расположение
открывающихся элементов должно быть удобным для открывания
в любое время
года.
►
Двери (Для «регулируемого» проветривания в соответствии с
[1] ,[3] ).
►Аэрационные устройства ,описанные в ряде
публикаций([1] ,[3] ,[4] ,[8],[12]).
Рис.2 Движение воздуха при естественной вентиляция
церковного здания
Второе
поколение АУ появилось в 2000г. в связи с реставрацией
Софийского собора в г.Вологда(на тот момент АУ были еще не
«прозрачные»).Были применены новые конструкционные материалы
и технические решения, что позволило повысить эффективность
и надежность АУ.
Фото 3- Аэрационные устройства в окнах барабанов
Софийского собора (г.Вологда)
Фото 4– АУ в окнах барабанов
Успенского собора
Троице - Сергиевой Лавры (2002г.)
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.
АУ состоят из двух
модулей:
–
клапанного(обратный клапан -открывается только наружу)
модуля(К),
– модуля
незадуваемых жалюзи (Ж).
Рис.3
Функция модуля К
– организации естественного проветривания в целях
нормализации температурно-
влажностного режима,
ликвидации застойных зон и удаления продуктов
горения,
Функция модуля Ж –
защита АУ от:
-
проникновения атмосферных осадков;
- сильных
порывов ветра
АУ представляют
собой чисто механическое устройство, заслонки
которого открываются только наружу при наличии
разности давлений Δ Р:
Δ Р = Рвн
– Рн, 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 (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 здания, 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 открывающихся элементов окон.
Основными
техническими характеристиками АУ являются:
● (h*
, х*,z*)
– посадочные размеры (высота,ширина ,глубина) АУ,
мм
●
S
– площадь проходного сечения АУ, м2
● Δ
Pmin
– чувствительность АУ,
Па
●
G –
пропускная способность АУ, м3/час
Количество, расположение, посадочные размеры и
способ установки АУ определяются рядом факторов:
-объемно-пространственной композицией здания ,
-особенностями внешней аэродинамики здания,
-
«розой ветров»,
-
устройством оконных блоков,
- обеспечением равномерности удаление продуктов
горения свечей,
- удобством технического обслуживания
- минимизацией застойных зон,
и рядом других факторов.
Возможно использование АУ и для организации
проветривания в средней зоне здания.В этом случае
АУ устанавливаются во фрагментах фасадных оконных
рам третьего, второго и даже первого(фото 7) света.
В
случае,если
оконный блок состоит из двух оконных рам,
необходима(чтобы в межрамном пространстве не
образовывался конденсат и иней) установка
изолирующего короба, - в который и монтируется АУ.
Уже в
2003г.появились АУ третьего
поколения- «Прозрачные».
Фото 4-АУ в верхнем фрагменте
оконной рамы восьмерика Троицкой церкви (с.Шарапово,
М.О.,2005г.).
Фото 5-АУ в оконной раме
барабана ц. Василия Блаженного (г.Москва, Красная
площадь,
Покровский собор что на
Рву,2004г.)
Фото 6- Аэрационное устройство в среднем окне южного фасада ц.Св. Троицы (п. Измайлово, М.О.)
Фото
7,8-
Аэрационное устройство в окнах барабана и северного фасада
ц. Покрова Пресвятой Богородицы в Красном селе(г.Москва).
Фото 8- АУ в оконной раме барабана в приделе
св.Уара Архангельского собора
Московского Кремля (2010г.)
Фото
10-АУ во фрагменте окна 1-го яруса колокольни Иван
Великий(г.Москва,2008г.).
Фото 11-Храм
Священномученика Антипы на Колымажном дворе (г.Москва,2009г.).
Новые оконные
рамы с прозрачными АУ, вписанными в сектор – в соответствии
с формой
оконного заполнения
Фото
12- АУ в арочных окнах ротонды
ц.
Знамения Новоспасского мужского монастыря( г.Москва,2010г.)
Основные технические
характеристики АУ:
|
Основные
технические характеристики |
АУ-(ТОР)-90 ц.
Покрова Пресвятой Богородицы в Красном селе(г.Москва)
|
АУ-(ТОР)-11
Софийский собор г. Вологда
|
Собор рождества Богородицы (1491г.,
фрески Дионисия)с.
Ферапонтово АУ-(ТОР)-12Ф
|
АУ-(ТОР)-34 ц. Николы Великорецкого
Покровского собора чтo на
Рву г. Москва
|
АУ-(ТОР)+39 Храм Тихвинской иконы Божьей
Матери(ХVII
в.)г.Москва |
|
*Посадочные
размеры
(Высота*ширина*глубина),мм |
|
520×400×150 |
597×246×175 |
316×198×145
|
316×316×300 |
|
Масса одного АУ,
кг |
2…5 |
9 |
5 |
3 |
5,6 |
|
Площадь
проходного сечения одного АУ, м2 |
|
0,16 |
0,07 |
0,05 |
0,08 |
|
Количество АУ |
5 |
6 |
2 |
2 |
4
|
|
Место установки |
Окна барабана и
алтаря.Окна первого света северного и южного фасадов |
Окна большого и
малых барабанов |
Окна барабана |
Окна восьмерика |
Окна второго
света северного и южного фасадов |
Список литературы
1. «Микроклимат церковных зданий». Москва, РИО, ГосНИИР,
2000г.
2. Фокин К.Ф.
Естественный режим памятника. //Сообщения
Научно-методического совета
по охране
памятников культуры Министерства культуры СССР.,М.,
1970, вып. V., с. 101 - 102.
3. АВОК
СТАНДАРТ-2-2004 «Храмы православные. Отопление,
вентиляция, кондиционирование воздуха». М . 2004
г.
4. Гордеев Ю.И., Илларионова И.В., Сизова Е.А.
«Аэрационные устройства для зданий – памятников
культовой архитектуры (клапаны хлопушки)/ Вопросы
температурно-влажностного режима памятников истории и
культуры. Сб. научных трудов М., 1990г.
5. Сизов Б. Т. Теплофизические аспекты сохранения
памятников архитектуры // АВОК, 2002г., № 1.
6. Сизов Б.Т., Фомин
И.В. «Регулируемое проветривание как способ нормализации
температурно-влажностного режима в церковных зданиях –
памятниках архитектуры и музейных помещениях» Материалы
VI
Международной научно-практической конференции “Cохранение,
консервация, реставрация и экспертиза музейных
памятников”, г. Киев,2008 г. (ч.2 стр. 208).
7. Реттер Э. И.
Архитектурно-строительная аэродинамика. М., 1984.
8.
Фомин И.В.,Cизов
Б.Т. «Аэрационное устройство для памятников гражданской
и церковной архитектуры». Патент №2262642.Приоритет
изобретения. 6.11.2003г.
9.
Фомин И.В.,Cизов
Б.Т., Викулин Я.Н. «Аэрационное устройство пониженной
шумности для памятников гражданской и церковной
архитектуры». Патент №2333428, Приоритет изобретения
22.02.2007.
10. Ю. А.Табунщиков,
Н.В. Шилкин «Аэродинамика высотных зданий».
Журнал AВОК №8/2004
11. СНиП 23-01-99.
«Строительная климатология».
12. Сизов Б. Т.
Теплофизические аспекты сохранения памятников
архитектуры. АВОК, 2002г., № 1.
|
|
