Текущий выпуск
№2 2021
Главная|Журнал|№2 2020|Автоматизированные инженерные системы при реставрации здания церкви в селе Дольское
      

Автоматизированные инженерные системы при реставрации здания церкви в селе Дольское

Ольга Мельниченко, Аника Чебан

Реставрация и дальнейшая эксплуатация объектов культурного наследия является не простой задачей для архитектора, конструктора и инженера. Помимо восстановления внутренних и наружных ограждающих конструкций, необходимо разработать проект по инженерным системам для обеспечения благоприятного микроклимата внутри помещений. Рассмотрим возможные решения по проектированию инженерных сетей для зданий усадьбы Дольское , расположенной в Калужской области.

Сегодня усадебный ансамбль Дольское состоит из главного дома, одного флигеля (второй утрачен), церкви и колокольни. Все зданияусадебного ансамбля были построены в XVIII веке и не раз перестраивались, что усложняет проект реставрации, который включает следующие разделы:

  1. Исследование усадеб, расположенных в Калужской области;
  2. Комплексные научные исследования по усадьбе Дольское;
  3. Проект реставрации и приспособление усадьбы;
  4. Инженерные системы с применением ресурсосберегающих технологий.

 

Исторические данные

         Из архивных документов известно, что усадьба принадлежала семье Белкиных. На территории были построены главный дом, два флигеля, церковьУспения Пресвятой Богородицы (Успенская), колокольня с церковью Иконы Божьей Матери Всех Скорбящих Радость (Скорбящинская), разбит регулярный парк с каскадными прудами.

         Успенская церковь была построена в 1736 год, и последний раз подверглась изменениям в начале XIX века. В советский период в главном доме усадьбы располагалась школа, а в церкви и других строениях - хозяйственные помещения, склады.В 1960-70 годы школа перестала функционировать и здания начали постепенно разрушаться.

 

Техническое состояние Успенской церкви

После натурных исследований и изучения архивнойинформацииУспенскойцеркви (далее – Церковь) были выявлены[1] перестройки и изменения формы здания. К началуXIX века церковь имела композиционную схему: колокольня – трапезная-четверик (центральная часть) -апсида. Из-за плохого технического состоянияколокольню разобрали, и с западной стороны церкви появился шестиколонный портик, перед ней–отдельностоящая колокольня.

В настоящее время церковь находится в аварийном состоянии и продолжает разрушаться. Сохранился главный объем храма-четверик, в интерьерах которого до сих пор можно увидеть элементы декора: штукатурные тянутые карнизы, остатки живописи в виде отдельных вставок, а также железные ставни. Полы, к сожалению, утрачены.

Церковь является одноэтажной и не имеет подклета. Предполагается, что центральная часть церкви была холодной (неотапливаемой).

После проведенных натурных исследований было выдвинуто предположение, что трапезная отапливалась. Определить расположение печей не представляется возможным, так как на сегодняшний день помещениесильно повреждено. Были найдены остатки штукатурных карнизов и живописи. ВконцеXX века часть кровли со сводом в трапезной обрушились, портик начинает разрушаться. К настоящему моменту перекрытия и своды трапезной полностью отсутствуют. По остаткам кирпичной кладки можно понять, где именно был свод, а где деревянные перекрытия.

 

Особенности проектирования ресурсосберегающихинженерных систем для здания Церкви

Приразработке проектаЦеркви учитываются:климатические условия региона строительства; роза ветров; движение солнца в течение дня и года;архитектурно-конструктивные решения; количество прихожан; наличие технических помещений или подклета и т.д.

В существующем историческом зданииЦеркви без подклетанеобходимо предусматривать дополнительные наземные или подземные сооружения для установки инженерногооборудования.

Работа по восстановлению памятникаархитектуры требует совместной работы архитектора, конструктора и инженера. При разработке проекта реставрации необходимо опираться не только на исторический облик здания, но и на современные нормыи правила проектирования, которые позволяют обеспечить комфортные условия не только для людей, но и для самого здания в целом.

Для уменьшения затрат при эксплуатации исторического здания целесообразно применять инженерное оборудования с ресурсосберегающими технологиями.

 

 

Проект по реставрации Церкви

При разработке проекта реставрации Церкви перед автором стояли задачи по обеспечению:

- благоприятного микроклимата внутри помещений;

- сохранения конструкций здания.

 

Для решения поставленных задач, предлагается запроектировать систему вентиляции воздуха и систему кондиционирования воздуха (далее - СКВ). Совместное использование данных систем позволит обеспечить не только благоприятный микроклимат внутри помещений храма, но и увеличить долговечность здания. Для оптимизации работы системы вентиляции и СКВ необходимо определить периоды работы.

Предполагается, что система вентиляции воздуха в храме будет работать только в холодный и переходный периоды года при проведение ежедневных служб (расчётное количество прихожан 200 человек). Система кондиционирования воздуха будет работать в тёплый период года как основная система, а в холодный и переходный период лишь при большом скопление прихожан по православным праздникам.

Опираясь на визуально-инструментальное исследование, была разработана схема движения воздушных потоков в храме (рис.1, схема 1). Опираясь на схему 1 предложены две схемы для организации системы вентиляции (схема 2) и системы кондиционирования (схема 3) воздуха внутри помещений (рис.2).

Поскольку Церковь строилась без подклета, товсхеме 2 предлагается подачу воздуха в помещение организовать как естественную вентиляцию через оконные и стеновые воздушные клапаны, а для отопления установить тёплые полы (рис. 2).К сожалению,при пиковой посещаемости прихожанамиЦеркви в дни больших православных праздниковсистема естественной вентиляциибудет недостаточно. Духота возникает не только из-за большого скопления прихожан, но и из-за зажжённых свечей в их руках.

Энергоэффективная схема использования инженерного оборудования

При разработке схем были учтены все минусы и плюсы естественной вентиляции, в результате чего предложена схема 3, которая является наиболее энергоэффективной.

Согласно схеме 3 воздух подаётся в рабочую зону с оптимальными значениями для обеспечения благоприятного микроклимата в помещении Церкви. Схема 3 позволяет использовать систему вентиляции и СКВ в зависимости:

- от параметров внутреннего воздуха (чистота воздуха, температура, влажность, количество выделяемого от людей и свечейтепла);

- от количества прихожан, которое зависит от периода года, времени суток и дня недели (проведения службы;

-от параметров наружного воздуха (температура, влажность, скорость ветра и т.д.).

Так как Церковь не имеет подклета, предлагается установить инженерное оборудование в камере (рис.2, схема 3) или в специально построенных на территории усадьбы инженерных зданиях или в существующих зданиях (данное решение требует более детальной разработки проекта).Автором рассматривается вариант (рис. 3), при котором устанавливаются современный отопительный прибор с дополнительной вентиляционной установкой в западной части трапезной, где будут размещены дополнительные блоки для увлажнения и осушения воздуха.

Для обеспечения циркуляции воздуха предлагается предусмотреть удаление воздуха из верхней зоны (в своде четверика) с помощью вытяжных отверстий. Такая схема помимо эффективного удаления влаги решает проблему отопления верхней зоны храма, повышая температуру на внутренних поверхностях стен и предотвращает выпадение конденсата на поверхности.

Автоматизированное управлениеинженерными системамиповысит эффективность их работы. Для этогона шпиль колокольни необходимо установить небольшую метеорологическую станцию, а такжерасположить внутри Церквидатчики влажности, температуры, содержания углекислого газа (CO2),.Данные, полученные в режиме реального времени, о параметрах внутреннего и наружного воздуха будут передаваться в головной компьютер, и, после их анализа, будет осуществляться корректировка работы инженерного оборудования.

Установка инженерных систем совместно с системами автоматического управления имипозволяет минимизировать эксплуатационные, а значит и финансовые,затратыбез сниженияэффективности работы инженерного оборудования и качества микроклимата в здании. Обеспечение дистанционного управления даетвозможность сохранить внутренне убранство Церкви: настенную живопись и хрупкие элементы декора, а также проводить службы с максимально комфортныхусловиях.

         Вывод

Выполнение реставрационных работ современными методами[2]и применение инновационных инженерных систем с ресурсосберегающими технологиями, позволяют:

  1. Сократить эксплуатационные расходы на обслуживание не только церкви, но и всей усадьбы;
  2. Сократить выбросы CO2 в атмосферу;
  3. Уменьшить тепло- и электропотребление;
  4. Увеличить долговечность церкви.

Автоматизация инженерных систем является хорошим решениемдля всего усадебного ансамбля Дольское: здесь будет располагаться помимо существующих объектов много других зданий, следить за которыми без автоматизации довольно сложно.

 

Литература

  1. Подъяпольский С. С. и др. Реставрация памятников архитектуры / С. С. Подъяпольский, Г. Б. Бессонов, Л. А. Беляев. — М.: Стройиздат, 1988. — 264 с.
  2. Чижков А.Б., Зорин А.А. Калужские усадьбы. Каталог с картой расположения усадеб. – М.: 2007 – 160 с.
  3. Мельниченко О.А. Исследования и реставрация усадьбы Дольское XVIII-XIX вв., Калужская область, Малоярославецкий район: диссертация, защита которой будет проходить в июне 2020-го в МАрхИ
  4. Modernize: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://modernize.com/home-ideas/25893/replacing-your-homes-hvac-best-systems (дата обращения: 02.01.2020)
  5. Remstroymast: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://remstroymast.ru/otoplenie-i-ventiliaciia-normy-pravila-osobennosti.html (дата обращения: 10.01.2020)
  6. Благовест: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://blagovest.ru/blog/chem-dyshat-khramy/ (дата обращения: 04.01.2020)
  7. Здания Высоких Технологий: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://zvt.abok.ru/articles/611/Usadba_Dolskoe_Otoplenie_glavnogo_usadebnogo_doma (дата обращения: 18.01.2020)
  8. ИНВЕСТ СТРОЙ: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.airclimat.ru/Energoeffektivnaya-ventilyatsiya.htm (дата обращения: 18.01.2020)
  9. РФК Климат: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rfclimat.ru/htm/vent_vav.htm (дата обращения: 10.01.2020)
  10. СП 391.1325800.2017 Храмы православные. Правила проектирования
  11. ЭнергоЭффект.Инфо: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://energoeffekt.info/heat/techs/gigroreguliruemaya-ventilyaciya (дата обращения: 08.01.2020)


[1] Все натурные исследования проводились О. Мельниченко (Прим. ред.)

[2]Мельниченко О.А. Исследования и реставрация усадьбы ДольскоеXVIII-XIXвв., Калужская область, Малоярославецкий район: защита диссертации состоится в июне 2020 года в МАрхИ.