Мероприятиями для предотвращения конденсации водяных паров на незаглубленных и заглубленных поверхностях наружных ограждений подклетов (цокольных или подвальных помещений) храмов являются: осушка переувлажненных конструкций до равновесной влажности, дополнительное утепление наружных ограждений, конструирование систем отопления и вентиляции, а при наличии оконных проемов – установка дополнительного ряда оконных рам (двойное или тройное остекление) с подачей теплого воздуха от нагревательных приборов к окнам с помощью декоративных направляющих экранов.
Православные храмы круглогодичного действия в регионах с расчетной температурой наружного воздуха tн ≤ -25°С имеют в основном однослойную конструкцию стен подклетов из глиняного обыкновенного кирпича толщиной в пределах δс = 0,9÷1,54 м.
В большинстве храмов не только Нижегородской, Владимирской, Пермской и Ивановской областей заглубленные конструкции восстанавливаемых и реконструируемых храмов находятся в переувлажненном состоянии.
Температурное поле наружной стены вблизи оконных проемов изменяется. Это изменение тем значительнее, чем толще стена и чем меньше расстояние между оконными переплетами. При этом температура внутренней поверхности стены несколько повышается по мере приближения к углу проема, а на откосах проема резко понижается.
В зонах с отрицательными значениями температуры в толще конструкции стен и откосов оконных проемов подклетов происходит замерзание конденсата и влаги, что приводит к разрушению структуры материала и снижению его прочностных характеристик.
Относительное уменьшение теплопотерь через ограждающие конструкции подклетов храмов
Наименование храма |
Общие потери теплоты Qo, кВт |
Снижение потерь теплоты ∆Q = Qпод1 – Qпод2, Вт |
Относительное уменьшение потерь теплоты, % |
|
∆Q / Qпод2 |
∆Q / Qо |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Собор св. А. Невского |
403,43 |
14120 |
11 |
3,5 |
Переувлажнение ограждающих конструкций вызывают дополнительные теплопотери через зоны регулярных (сезонных) температурных колебаний. Однако при расчетах отопления эти дополнительные теплопотери не учитываются, что приводит к понижению значения температуры в помещениях подклетов ниже точки росы и конденсации водяных паров на внутренних поверхностях наружных стен и пола в храмах. Теплопотери через ограждающие конструкции подклетов храмов оказываются больше на 10÷20 % от расчетных.
В ходе экспериментальных исследований, проведенног в храме Нижнего Новгорода (св. Александра Невского), были получены положительные результаты по снижению теплопотерь подклетов. Величины снижения теплопотерь ∆Q через ограждающие конструкции подклетов до их осушки Qпод1 и после Qпод2, а также в результате проведения защитных мероприятий и наличия инженерных систем приведены в таблице 6 для стен толщиной δс = 1,04÷1,81 м и температурах внутреннего воздуха tв = 12÷16°С, наружного воздуха tн = -31÷-32°С.
Из вышеприведенных данных следует, что только за счет осушки переувлажненных конструкций подклетов с обеспечением требуемого паропроницания, защитой стен от атмосферных осадков и при создании требуемых метеорологических условий инженерными системами можно достичь экономии тепловой энергии в церквях порядка 3,5…7 % от общих теплопотерь здания. К этому следует добавить, что повышение температуры на поверхности стен будет способствовать сохранности фресок и художественной росписи интерьера подклетов.
Основа расчета режимов работы систем активной вентиляции состоит в определении необходимой продолжительности работы вентиляции при расчетной скорости поступления водяных паров с поверхности стены храма для удаления влаги из объема подклета храма и переменных параметрах приточного наружного воздуха.
Расчет количества воздуха, необходимого для удаления избыточной влаги из помещения, начинается с определения влажности строительной конструкции при помощи влагомера.
Затем определяем время, затраченное на осушение конструкции до нормируемой влажности, по формуле
.
Минимальный расход воздуха, необходимый для удаления влаги определяется по формуле
Мероприятия по достижению требуемых параметров микроклимата помещений православных храмов за счет осушения ограждающих конструкций и удаления насыщенного воздуха из объема помещения, позволяют улучшить санитарно-гигиенические условия в подклете и эксплуатационные характеристики ограждающих конструкций церквей с целью функциональной надежности сооружения.
Исследования по созданию и поддержанию требуемых параметров микроклимата в помещениях православных храмов проведены в сочетании с обеспечением требуемых теплотехнических характеристик полов и наружных стен помещений подклетов и воздушного режимов зданий православной культовой архитектуры.
Полученные результаты обеспечиваются комплексными мероприятиями формирования, создания и поддержания конструктивных и теплотехнических характеристик элементов ограждающих конструкций, системы обеспечения параметров микроклимата на требуемом уровне.