ООО "ИНЖЕНЕРНАЯ ФИРМА "ТОР"

 
   

  Контактная информация

 

  На главную

   

                                             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.

 

 
 
   Наверх  
            

        В раздел "Новости"