Системы микроклимата исторических зданий - часть 1

Одной из ключевых задач при реализации реставрационных мероприятий исторических зданий является их оснащение современными инженерными системами с целью создания оптимальных условий микроклимата. Однако в некоторых случаях требования к микроклимату могут быть противоречивыми. Так, например, если историческое здание одновременно является и музеем, то обеспечить сохранность и экспонатов, и самого здания, задание довольно сложное. Для его решения нужен, во-первых, комплексный подход, во-вторых, совместная работа реставраторов, архитекторов, инженеров, и в-третьих, четкое понимание того, что работа ведется именно с исторически ценным объектом.

Задача по созданию микроклимата и его поддержке ставилась и перед мастерами, возводившими исторические здания в далеком прошлом. Поэтому в большинстве из них до сих пор сохраняется тепловой комфорт, не смотря на колебания температуры и влажности воздуха в зависимости от времени суток или сезона. Былые мастера в своей работе учитывали особенности местного климата, а также пользовались известными на тот момент системами обогрева и вентилирования воздуха. Внедрение новых современных высокопроизводительных систем может нарушить запроектированный или сложившийся десятилетиями баланс, что непременно скажется на сохранности старинных материалов.

К микроклимату музеев выдвигаются особые требования. Указания по этому вопросу изложены в «Стандарте для реставрации интерьеров, представляющих историческую ценность». В данном документе собраны рекомендации по сохранности архитектуры старинных зданий и старинных, исторически ценных, материалов. Как показывает практика, даже в том случае, когда системы вентиляции и отопления создают необходимые условия для сохранности конструкций исторического здания или музейных экспонатов, они очень редко способны удовлетворить современные требования к микроклимату помещений. Собственно, проектирование и внедрение систем микроклимата в исторических зданиях невозможно без принятия множества компромиссов. Бывают случаи, когда от установки современных систем вообще лучше отказаться, так как они могут разрушить старинные материалы или ухудшить восприятие здания.

Принципы проектирования

Существует множество современных систем отопления, и каждая имеет как свои преимущества, так и недостатки. Кроме того, каждое историческое здание – это отдельный индивидуальный случай со своими условиями и свойствами. Поэтому однозначно назвать определенною систему лучшей невозможно. Показавшая себя с позитивной стороны система в одних условиях в других может быть совсем непригодной. Однако существуют некие общие принципы проектирования новых систем вентиляции в исторических зданиях:

• можно эффективно использовать уже существующие старинные инженерные системы;
• новые системы создают дополнительное увлажнение, которое необходимо нейтрализовать;
• новые инженерные системы создают динамическую нагрузку, которая может повредить близлежащие старинные материалы и конструкции;
• иногда музейные экспонаты или даже целые экспозиции целесообразно изолировать в герметических закрытых витринах;
• старинные отделочные материалы исторических зданий очень часто изношены и находятся в плохом состоянии, а их утрата неминуемо приведет к потере историчности;
• на сегодняшний день реставраторы руководствуются менее жесткими требованиями к микроклимату, чем в недалеком прошлом;
• ограждающие конструкции реставрируемого здания должны обеспечивать поддержку внутреннего микроклимата на постоянном уровне, при котором музейные экспонаты хранятся лучше всего.

Старинные способы обеспечения микроклимата

В прошлом архитекторы не располагали высокопродуктивными инженерными системами, однако имели в своем арсенале целый ряд естественных теплоизоляционных решений, с помощью которых им удавалось сделать свои объекты комфортными. Так, в древности практиковались крытые галереи, ставни, а вокруг здания всегда красовались огромные широколиственные деревья. Все эти знания не должны быть утрачены, более того, их просто необходимо учитывать и использовать при реставрации исторического сооружения.

В XVIII веке строители тоже пользовались естественными приемами для адаптации своих объектов к климату. Так, когда некоторая территория становилась доступной для застройки, первым делом проводилась тщательная планировка. Для постройки зданий выбирались оптимальные участки с учетом направления ветров, уровня грунтовых вод, интенсивности солнечного освещения, наличия растительности и характера ландшафта.

Например, в холодных климатических условиях дома проектировали так, чтобы основной источник тепла, а это преимущественно обычная печь, находился в самом центре. Сами помещения всегда были компактными с минимальной площадью остекления.

Жаркий и влажный климат предусматривал постройку максимально открытых помещений, в которых должно было быть сквозное проветривание. Часто прибегали к сооружению купола, выполняющего функцию вытяжки.

Промышленная революция изменила формы зданий и подарила механические системы для управления микроклиматом. Появилось центральное паровое или водяное отопление, благодаря которому уже не нужно было планировать помещения вокруг печи. Начали применяться сантехнические и вентиляционные системы. Все это позволило значительно улучшить условия жизни.

Двадцатый век принес новые технологии. Появились системы кондиционирования, причем предназначались они для подачи как холодного, так подогретого воздуха. Новые архитектурные решения все больше отрывались от природы. Именно тогда стала очевидной необходимость защиты хрупких музейных объектов от воздействия окружающей среды. Для сохранения музейных коллекций начали применять увлажнение воздуха, которое и сейчас является стандартом при проектировании систем отопления и вентиляции музейных зданий.

Следует учитывать, что вода может действовать разрушительно на различные конструкции здания. Поэтому специалистам необходимо подобрать надежные системы с наличием зонального регулирования, аварийной сигнализацией и поэтапного отключения. Систему микроклимата обязательно необходимо компоновать с конструкцией здания.

Что нужно учитывать при выборе систем микроклимата

Перед установкой систем микроклимата в исторические здания должны бить решены следующие вопросы:

• не нарушит ли новая система восприятие здания посетителями;
• важным является и вопрос совместимости или наоборот несовместимости требований к системе микроклимата – если конструкции здания нуждаются в одних условиях, а музейные экспонаты – в других;
• всегда нужно рассматривать установку оборудования скрытым способом, без нарушения интерьера.

Нужно помнить, что установка новой системы не должна нарушить гармонию архитектурного ансамбля здания и не должна повредить музейные экспонаты. Важно не сделать вторжение новых технологий в старинные объекты разрушающим.

Как система микроклимата воздействует на восприятие здания

Перед запланированной установкой системы микроклимата необходимо рассмотреть ее возможное влияние на восприятие здания посетителями. Для этого нужно учесть для чего конкретно используется данное помещение. Существуют случаи, когда наличие современных систем является нецелесообразным. Так, например, если историческое здание используется для демонстрации древних архитектурных приемов или в роли примера типичного здания прошлого времени, то современная система микроклимата в ней будет полностью разрушать всю историческую ценность. То же самое касается и демонстрации условий жизни населения определенного исторического периода, где комфортный температурный режим и влажность воздуха не будут соответствовать тогдашним реалиям.

Наличие громоздких воздухопроводов или большого количества труб с водяным теплоносителем в музейном помещении способно нарушить ту картину старины, которая так тщательно создавалась работниками учреждения. Не каждое помещение, даже в пределах одного исторического здания, будет иметь одинаковые требования к историческому облику. Возможно, целесообразным будет прокладка инженерных сетей, минуя определенные комнаты.

Различные требования к микроклимату музея

При проведении реставрации музеев, которые располагаются в исторических зданиях, а это не редкость, возникаю т разногласия. Заключаются они в различных требованиях к параметрам микроклимата для самого здания и для музейных экспонатов.

Ранее считалось, что температура в 21 °С и влажность воздуха 50% идеально подходят для музеев. Однако опыт показал, что в данных условиях возможна конденсация влаги, которая способна разрушительно воздействовать на строительные конструкции. Тем не менее, многие страховые компании и далее придерживаются этого сложившегося стандарта в процессе оформления документов для передачи экспозиции во временное пользование. Из-за этого, некоторые музеи, часто принимающие у себя выездные коллекции, должны соблюдать такие параметры микроклимата постоянно.

Сейчас у реставраторов сложились иные представления об условиях охраны исторических зданий. Они допускают более широкий диапазон изменений температуры и влажности. Единственное условие – четко придерживаться графика значения этих параметров в течение года. Так, изменение температуры допускается в пределах от 7 ° выше нуля в зимнее время до 27°С летом. Соответственно влажность воздуха зимой должна составлять 30%, а летом до 70%.

Нужно подчеркнуть, что вышеуказанные параметры подходят для хранения большинства музейных экспонатов. А то небольшое количество экспонатов, которое нуждается в иных условиях, можно поместить в закрытые витрины.  

Снижение температуры ниже 10 °С, а особенно ниже 7 °С, без соответствующей корректировки влажности, приводит к интенсивной конденсации влаги, агрессивно действующей на конструкции здания. В свою очередь повышение температуры выше 27 °С может привести к ощутимому деформационному расширению, особенно заметному в местах соприкосновения различных материалов.

Поддержание влажности на оптимальном уровне соответственно не менее важная задача. Так, если в зимнее время в музейном помещении работает отопление, могут сложиться условия микроклимата с низкой влажностью. Это чревато сильным повреждением картин, инкрустированной мебели, деревянных панелей, изделий с использованием слоновой кости и т. д. Напротив, слишком большая влажность негативно воздействует на кожу, ткани и бумагу. Поэтому важно обеспечить постоянный контроль параметров микроклимата в помещении.

Скрытая установка систем микроклимата

Исторический облик здания – главный капитал почти всех памяток архитектуры. Его сохранение является крайне важным при проведении комплекса реставрационных работ. Поэтому вторжение современных инженерных систем должно быть максимально скрытым, для того чтобы свести к минимуму потери пространства и старинных материалов исторического здания.

Таким образом, для наиболее безболезненной реставрации системы вентиляции и микроклимата необходима совместная работа реставраторов, дизайнеров и историков. Для ее скрытия можно использовать разные ниши, дымоходы, кладовые – словом, все здания, которые не предназначены для всеобщего обозрения.

Старинные элементы системы отопления, такие как отдушины в потолке или полу, тоже активно используются для монтажа современных инженерных систем. При этом новые решетки должны оформляться так, чтобы не выпадать из общего дизайна исторического интерьера. Чердачные окна часто используются для забора свежего воздуха у удаления вентиляционного. В идеале лучше сохранить как можно больше старинных элементов, даже если они не функционируют, ведь все они несут историческую нагрузку. Примером могут служить старинные радиаторы, которых зачастую оставляют после реставрации для создания историчной достоверности, хотя они и не участвуют в регулировке микроклимата.

Для того чтобы эффективно скрыть современную систему микроклимата предварительно нужно тщательно обследовать историческое здание, его цокольный и верхний этажи. Также следует изучить существующие вентиляционные каналы, дымовые трубы, всевозможные проемы. Часто в исторических зданиях использовали огромные встроенные шкафы или буфеты. Они тоже отлично подойдут для скрытого монтажа отопления и вентиляции.

Современные инженерные системы, кроме вентиляционных ходов и другого оборудования, подразумевают размещение всевозможных датчиков, термостатов и сигнализаций. Нужно сделать так, чтобы они не отвлекали посетителей от музейных экспонатов. Для этого рекомендуется их размещать непосредственно над ними или позади. То же самое касается и других элементов – воздухозаборных решеток, приточных установок, кожухов вентиляторов и т. д. Чтобы скрыть все это, нужно проявить творческий подход к работе. Необходимо найти нетрадиционные решения, чтобы безболезненно внедрить, например пристенные короба, в общий исторический ансамбль интерьера.

Эффективность систем  

Эффективность системы микроклимата – одна из ключевых задач, стоящая перед специалистами по разработке. Для ее повышения не стоит пренебрегать естественными способами регулировки условий климата внутри помещений. Это сможет существенно повысить энергоэффективность новой системы.

Также нужно рассмотреть возможность зонирования исторического здания, поскольку не всегда во всех помещениях необходимы одинаковые условия. Это также может существенно сэкономить энергетические затраты.

Наконец, использование теплоизоляционных материалов позволит сократить утечки тепла через оконные проемы или любые другие дефекты, непременно присутствующие в зданиях с внушительным сроком эксплуатации.

Продолжение статьи смотрите по ссылке.