Системы поддержания требуемого микроклимата

К средствам регулирования микроклимата принято относить системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Совместно с ограждающими конструкциями эти системы обеспечивают поддержание требуемых параметров как воздуха, так и известной нам среднерадиационной температуры. При этом ограждения играют в таком случае, по определению специалистов, пассивную роль, а названные системы — активную.

Отметим, что особенностью инженерных систем является их относительная недолговечность. Если здание строится на века, то системы, обеспечивающие его сохранность, физически и морально стареют сравнительно быстро — за несколько десятков лет. Возникающая при этом необходимость их модернизации практически всегда связана с прокладкой новых магистралей, что не может обойтись без той или иной степени внедрения этих устройств в уже существующие конструктивные элементы здания. Наиболее обременительны в этом отношении системы вентиляции и кондиционирования воздуха, транспортные пути которых (воздуховоды) отличаются большими габаритами. Причем следует отметить то обстоятельство, что этими системами чаще всего оснащают помещения с высокохудожественными интерьерами.

Словом, любая модернизация систем обеспечения микроклимата всегда связана с определенными утратами для здания и его интерьеров. Совместные усилия архитекторов-реставраторов и инженеров должны сводиться к тому, чтобы эти утраты были минимальными.

Системы отопления предназначены для обеспечения заданного температурного режима. Влажностный режим при функционировании только отопительных систем не регулируется, хотя, как правило, при работающем отоплении в зимнее время относительная влажность воздуха в помещениях не превышает 40%, а часто поддерживается на уровне 20—30%, что, безусловно, нельзя признать удовлетворительным. При этом разновидность отопительной системы практически не имеет значения. Более того, известны случаи, когда непродуманные решения отопительных систем становились причиной порчи как интерьеров, так и произведений искусства.

Примером в этом отношении может служить опыт использования так называемых пневматических печей Н. Аммосова, получивших широкое распространение в 30—40-х г. прошлого столетия во многих городах России.

Конструкция этих печей основывалась на расположении непосредственно в топливных системах стальных трубопроводов. В результате омывания нагретый воздух за счет разности плотности подавался затем по специальным внутристенным каналам в отапливаемые помещения.

Один из крупных недостатков печей Аммосова заключается в том, что слишком сильный нагрев стальных труб приводит к пригоранию пыли, всегда содержащейся в воздухе. Именно этот недостаток явился причиной порчи в зданиях Эрмитажа художественной росписи стен, потолков и экспонатов, покрывшихся густым слоем сажи.

К сожалению, современные реставраторы не всегда уделяют должное внимание изучению и сохранению технических решений прошлого, которые были направлены на формирование нормального температурно-влажностного режима и длительное сохранение памятников. Примером такого невнимательного подхода к названному режиму может служить реставрация музея-квартиры А.С. Пушкина в Петербурге. Там к 150-летию со дня гибели поэта был проведен комплекс реставрационных и регенерационных работ. В мемориальной квартире при этом оказались забетонированными вентиляционные каналы. В результате даже те параметры воздушной среды, которые и до реставрации были далеки от благополучных, деформировались настолько, что цокольная часть здания отсырела и покрылась слоем плесени, а микроклиматические условия в самой квартире столь резко ухудшились, что стало невозможным проводить экскурсии. В 1994 г.— через семь лет после комплексной реставрации музей снова был поставлен на ремонт.

Под кондиционированием воздуха обычно понимают создание и поддержание в помещениях с необходимой степенью точности метеорологических параметров воздуха, его чистоты и газового состава вне зависимости от состояния наружной атмосферы.

Все более широкое распространение эти системы находят еще и из-за неудовлетворительного состояния атмосферного воздуха во многих наших городах, которое характеризуется запыленностью и загазованностью с недопустимо высокими уровнями концентраций, наличием в нем тяжелых металлов и их солей, кислых аэрозольных примесей и т.д.

Системы кондиционирования, как правило, предполагают автоматическое управление и использование искусственного холода (чаще всего летом).

Если при проектировании вновь строящихся зданий использование систем кондиционирования воздуха предполагает и соответствующий выбор типа и конструктивных особенностей ограждений, то оснащение этими системами старинных сооружений должно быть связано с анализом (в исторической ретроспективе) предшествующего опыта температурного и влажностного режимов эксплуатации как самого здания, так и его ограждающих конструкций. Необходимость такого подхода связана с тем, что в кондиционируемых помещениях круглый год обеспечивается расчетная величина относительной влажности в то время, как до их использования значение этого параметра в течение отопительного периода резко понижается. Существовавшие в таких условиях сооружения «привыкают» к сложившимся условиям. Резкое их изменение может привести к нежелательным трансформациям во влажностном режиме наружных ограждений и других конструкций.

Особая специфика имеет место при формировании температурно-влажностного режима неотапливаемых зданий памятников архитектуры. Сущность ее состоит в том, что колебания температуры и влагосодержания воздуха в помещениях повторяют суточные и годовые колебания температуры и влагосодержания наружного воздуха. В большинстве районов России в летнее время влагосодержание наружного воздуха имеет высокие значения (около 8—10 г влаги в 1 м3 воздуха), а в зимнее время — низкие значения (около 1—3 г влаги в 1 м3 воздуха).

За счет воздухообмена через двери, форточки, а также за счет фильтрации через щели наружный воздух проникает в помещение. В летнее время внутренние поверхности ограждений будут поглощать влагу из воздуха (процесс увлажнения), а в зимнее время — отдавать влагу (процесс сушки). Процессы сушки—увлажнения вызывают деформацию поверхностных слоев ограждений и их разрушение. Это же будет справедливо для предметов, например, из дерева, находящихся в помещении. Кроме того, в летнее время воздух с высоким влагосодержанием часто является причиной образования обильного конденсата на внутренних поверхностях ограждающих конструкций и, в первую очередь, на стенах полуподвальных и подвальных помещений или помещений с плохим воздухообменом.

Чтобы ослабить неблагоприятные воздействия наружного климата на температурно-влажностный режим неотапливаемых зданий, необходимо предусматривать следующее:

устройство входных тамбуров или шлюзов в здание, препятствующих прониканию наружного воздуха в помещения особенно в осенне-весенние и зимние периоды года;

герметизацию переплетов окон и обрамления входных дверей. При этом более высокую герметизацию следует обеспечивать для внутренних переплетов окон, являющихся пароизолятором по сравнению с неуплотненными наружными переплетами, что гарантирует защиту наружного остекления от конденсации влаги;

проветривание помещений только в то время суток, когда влагосодержание наружного воздуха ниже влагосодержания внутреннего воздуха.

Системы инженерного оборудования в памятниках архитектуры