Решить задачу отопления храма и исключить выпадение конденсата на внутренних поверхностях можно путем приведения наружных ограждающих конструкций в состояние равновесной влажности с окружающим воздухом.
Исключить переувлажнение и конденсатообразование на стенах можно также повышением температуры внутреннего воздуха за счет мощности системы отопления. Такое решение не всегда может быть осуществлено в силу объективных экономических или технологических причин. Поэтому часто необходимо решить проблему выпадения конденсата и уменьшения теплопотерь инженерными системами и конструктивными мерами, имеющими минимум капитальных и эксплуатационных затрат.
Одной из таких мер является высушивание наружных ограждающих конструкций храма с помощью осушения внутренней поверхности тепловым потоком при реконструкции.
После осушки общие потери теплоты зданием уменьшаются за счет изменения влажности строительной конструкции.
Исходными данные для расчета являются следующие величины: dст, м; φст, %; tв, оС; tн, оС; Fст, м2.
По формулам, представленным в [1,2,4], в зависимости от tв, расчетной tн, толщины стены dст и ее влажностных условий эксплуатации определяем величину сопротивления теплопередаче наружной ограждающей конструкции Rст.
Затем, при известных площади одной стены Fст, количестве наружных стен в подклете, их ориентации надземных частей по отношению к сторонам горизонта, четырех зон подземных частей, tв, tн, определяются теплопотери через поверхность наружного ограждения Qст.
Пример №1. Определить изменение сопротивления теплопередачи стены ∆Rст при изменении влажности строительной конструкции от φст1=20 % до φст2=4 %, если dст=0,76 м.
По графикам, приведенным в разделе 2.6.3, в зависимости от значений dст=0,76 м, φст1=20 %, находим величину Rст1=0,478 (м2×оС)/Вт. Аналогично при dст=0,76 м, φст2=4 % находим Rст2=1,326 (м2×оС)/Вт.
Определяем
∆Rст=Rст2-Rст1=1,326 -0,478=0,848 (м2×оС)/Вт.
Пример №2. Определить, как изменятся теплопотери храма, если при реконструкции влажность строительной конструкции изменится от φст1=20 % до φст2=4 % при следующих исходных данных: tв=14 оС, dст=0,76 м, Fст=5,0 м×2,5 м=12,5 м2, tн=-30 оС, стена ориентирована на север.
По графикам, приведенным в разделе 2.6.3, в зависимости от значений dст=0,76 м, φст1=20 %, находим величину Rст1=0,478 (м2×оС)/Вт. Аналогично при dст=0,76 м, φст2=4 % находим Rст2=1,326 (м2×оС)/Вт.
Тогда
Кст1=1/Rст1=1/0,478=2,09Вт/(м2×оС); Кст2=1/Rст2=1/1,326=0,75 Вт/(м2×оС).
Общие потери теплоты теплопроводностью через наружные ограждающие конструкции Qст определяются согласно [3, 5] .
Добавочные потери теплоты b определяются согласно рекомендациям п. 2 прил. 9 [1]. В данном случае помещение имеет одну наружную стену, обращенную на север, поэтому примем b=0,1.
Тогда потери тепла через стену составит
Вт;
Вт.
Уменьшение теплопотерь составит
Вт.
Относительное уменьшение теплопотерь через стены за счет изменения влажности наружной ограждающей конструкции
.
Общие теплопотери храма по укрупненным показателям при hзд=12 м, lзд=24 м, азд=9 м, Qо=0,50 Вт/(м3×оС) составят
Вт.
Относительное уменьшение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции по отношению к общим теплопотерям здания за счет изменения влажности стены составит
.
Из проведенных расчетов следует, что за счет осушения даже небольшого участка наружной ограждающей конструкции можно достигнуть экономии тепловой энергии, равной 1,4 % от общих первоначальных теплопотерь здания.
Расчеты показывают, что даже такое небольшое увеличение Rст и снижение теплопотерь здания приводит к снижению tн, при которой начинает выпадать конденсат на внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции, на 0,5÷3,0 оС при прочих равных условиях. Это позволяет в совокупности с другими мероприятиями обеспечить оптимальные условия для находящихся в нем людей, продуктов, церковной утвари и фресок, что способствует долгой функциональной надежности сооружения.