Чем дышат храмы?

Система вентиляции - важная и неотъемлемая часть любого храмового сооружения. От правильной организации вентиляции зависит не только комфортность посещения храма прихожанами, но и сохранность настенной живописи, икон, штукатурки и долговечность стен и даже самого здания в целом. Система вентиляции должна справляться со своей работой, иначе присутствующие в храме будут падать в обморок от духоты, задыхаться от жары или мерзнуть от холода, стены отсыреют и покроются копотью и плесенью, штукатурка высохнет и потрескается, и храм будет разрушаться. До наших дней, хорошо сохранились только те древние православные постройки, которые обладают эффективной системой естественной вентиляции, но и ее в большинстве случаев бывает недостаточно, чтобы обеспечить сохранность предметов интерьера и настенной живописи и создать  оптимальный микроклимат для посетителей.

Эффективная вентиляция – это главная задача, которую архитекторы храмов решают уже несколько сотен лет. Сложности в решении этой задачи вызваны спецификой архитектуры и эксплуатации храмов.

1.      Скопление людей в помещении храма вызывает повышение температуры и влажности, на стенах и потолке образуются плесень и грибок, повреждающие настенную живопись, фрески, иконы и само здание. Сохранность можно обеспечить только в определенных диапазонах температуры и влажности.

2.      Стремящаяся вверх архитектура и сложная внутренняя структура религиозных зданий затрудняют вентиляцию и отопление.

3.      Сажа и копоть от свечей и лампад повреждают элементы внутренней отделки храма и штукатурку.

Древние архитекторы не обладали современными технологиями и оборудованием и при создании микроклимата в храме были вынуждены ограничиваться применением естественной вентиляции. Однако она не теряет своей актуальности на протяжении нескольких веков. В современных условиях естественная вентиляция продолжает применяться даже при строительстве новых зданий в целях экономии затрат на электроэнергию в комплексе с современными системами вентиляции, отопления и кондиционирования. При реконструкции старых храмов этот метод используется для того, чтобы вмешательство во внутренний интерьер было минимальным.

Примером успешной реализации естественной вентиляции храма является один из самых величественных и грандиозных сохранившихся памятников древнеримской архитектуры Пантеон, построенный в 126 году н.э. в Риме. Его высота 42 метра, в куполе находится девятиметровое отверстие для освещения и вентиляции.

Существуют и современные храмы, использующие только естественную вентиляцию, в частности храм Лотоса в Индии, построенный в 1986 году в Нью-Дели. Здание высотой около 40 метров имеет вид распускающегося цветка лотоса и может вместить одновременно 1300 человек.

Разогретый отработанный воздух выходит в отверстия купола храма, а воздух с улицы, проходя через систему из девяти бассейнов, поступает через двери, проходы и вентиляционные отверстия в нижней части здания. Использование законов физики в сочетании с архитектурными особенностями позволяет ограничиться только системой естественной вентиляции даже в таком грандиозном сооружении, которое ежедневно посещают тысячи людей.
Преимуществами естественной вентиляции являются экономичность и практичность: грамотно рассчитанная система не требует дорогостоящего оборудования, не нуждается в обслуживании и не расходует энергию. 

В моменты пиковой посещаемости храма естественная вентиляция зачастую не справляется со своей задачей. Кроме этого недостатка следует отметить ее зависимость от климатической зоны расположения здания: в странах с холодным климатом помещение храма нуждается в дополнительном отоплении, с влажным климатом – в дополнительном осушении воздуха. Естественная вентиляция обеспечить этого не может.   

Как решались проблемы с отоплением, можно увидеть на примере русских православных храмов. Окна церквей, как и двери, были маленькими и узкими, располагались высоко, под крышей здания. Внутреннее пространство разделялось на ограниченные зоны. Многие храмы, построенные до XVIII века, были неотапливаемые. Большие отдельно стоящие церкви и храмы на зиму (с 14 октября – Покров по начало мая – Пасха) обычно закрывались, службы и обряды в это время проводились в небольших, отапливаемых в зимнее время церквях.

Весной из церкви выносили бутыль с водой, стоявшую в самой холодной ее части, и если ее стекло запотевало, открытие и проветривание церкви откладывалось. Запотевание бутыли означало, что воздух снаружи здания, попав внутрь здания, вызовет выпадение влаги на предметы внутреннего убранства, имеющие ту же температуру, что и бутыль.

Если церковь или собор имели в своем составе теплые, отапливаемые помещения, то они продолжали работать и зимой: теплый воздух из этих помещений, проходя через двери, ограниченно обогревал и их. В холодные зимы это не всегда помогало, поэтому для сохранения тепла высоту внутренних сводов на нижних уровнях зданий стали уменьшать как в уже существующих, так и в новых зданиях. Начиная с XIV века первый этаж с заниженным потолком – подклет, который легче отапливать, становится обязательным элементом церковной архитектуры.

Элементы внутреннего убранства – иконы и настенная живопись – нуждаются в особом климатическом режиме, особенно если это объекты  культурного наследия и памятники архитектуры. 

Существуют нормы и требования, которые должны соблюдаться при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в новых храмах и при реконструкции старых с учетом особенностей зданий. Стандарт АВОК-2-2004 "Храмы православные. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха" и СНиП 41-01-2003  «Отопление, вентиляция и кондиционирование» предусматривают четкий диапазон температур, влажности и подвижности воздуха в зависимости от времени года и зоны храмового помещения.

_{* Во вне богослужебное время температура внутреннего воздуха в храме может понижаться, но температура внутренней поверхности светонепрозрачных ограждений не должна понижаться ниже температуры точки росы воздуха внутри храма, а для древних храмов, ограждения которых имеют некоторую степень засоленности, должна быть на 1,5 - 2 °С выше температуры точки росы воздуха внутри храма при расчетных значениях относительной влажности и температуры внутреннего воздуха.}

_{** Расчетное значение температуры внутреннего воздуха для теплого периода должно быть не более чем на 3 °С выше расчетной температуры наружного воздуха по параметрам А. В районах с расчетной температурой наружного воздуха в теплый период (параметры А) выше 25 °С значение расчетной температуры внутреннего воздуха в помещениях не более 33 °С.} 

Соблюдение этих норм позволяет обеспечить сохранность исторических ценностей в храмах-музеях и комфортность посещения действующих храмов верующими. При помощи одной только естественной вентиляции добиться этого практически невозможно. Современное решение этого вопроса – оснастить  храм инженерными системами: приточно-вытяжной вентиляцией, системой кондиционирования, отопления.

Посещение храма происходит неравномерно. В соответствии с требованиями стандарта АВОК-2-2004 рекомендуется выделять четыре режима воздухообмена: заполнение здания посетителями составляет 0 % (ночь, раннее утро и поздний вечер в будни), 10 % (будни), 50 % (выходные и христианские праздники) и 100 % (великие православные праздники — Пасха, Троица, Рождество, Крещение). Для регулирования параметров воздуха в соответствии с этими режимами используются энергоэффективные приточные установки с автоматизированной системой управления, снижающие расход электричества до 90 % (по данным журнала СОК). 

Гигрорегулируемые системы вентиляции удерживают уровень влажности в заданном диапазоне, автоматически регулируя подачу воздуха. Воздух поступает через стеновые или оконные клапаны, удаляется через вытяжные решетки и центральные вытяжные вентиляторы. Храмы с несколькими приделами оборудуются центральной системой приточной вентиляции, с отдельными зональными подогревателями в каждом приделе. Отопление обычно реализуется при помощи теплых полов, которые позволяют обойтись без радиаторов и трубопроводов и не затрагивать интерьер храма.

Если естественная вентиляция храма нуждается только в небольшой модернизации или необходимо минимизировать расходы – используют статические и статодинамические дефлекторы с осевыми вентиляторами низкого давления, которые автоматически включаются при повышении температуры.

Архитектура сохранившихся храмов и соборов, структура их внутренних помещений и условия эксплуатации разнообразны и могут существенно отличаться, поэтому проектирование систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха происходит индивидуально для каждого храма и проводится после детального обследования конструктивных особенностей зданий, изучения их температурно-влажностного режима. Резкое изменение уровня влажности, например, после установки системы принудительной вентиляции опасно для настенных росписей и иконостаса, потому что может привести к растрескиванию штукатурки, краски на иконах, стенах, поэтому, перевод храма из неотапливаемого режима в отапливаемый производится постепенно – в течение 2–3 лет.

По возможности все оборудование должно быть скрыто от глаз прихожан как вне помещения, так и внутри него. Для этого обычно используются декораторские приемы, специальное оборудование и технологии скрытого монтажа.

Несмотря на то что с момента постройки первого религиозного сооружения прошло уже много веков, в функционировании этих зданий мало что изменилось. Внутреннее убранство не должно портиться от перепадов температур и влажности, посетители храма должны чувствовать себя комфортно – им не должно быть холодно, жарко или душно. И добиться этого с помощью современных технологий намного проще, чем  в древности – при помощи исключительно естественной вентиляции. И в наши дни некоторые  храмы обслуживаются только при помощи естественной вентиляции (храм Лотоса), но это скорее исключение. Профессиональный подход специалистов отрасли HVAC позволяет добиться точного соблюдения норм и требований, обеспечить максимальную эффективность вентиляции, отопления и кондиционирования религиозных сооружений, сохранить памятники архитектуры, исторические ценности и обеспечить комфортность посещения храмов посетителями.

Литература

1. Название статьи // СОК. – 2013. – №6.URL:http://www.c-o-k.ru/articles/optimizaciya-ventilyacii-v-pravoslavnyh-hramah

2.Стандарт АВОК-2-2004 «Храмы православные. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха». – М., 2004.URL: http://www.abok.ru/norm_doc/st_abok2_04/  

3. Естественная вентиляция с побуждением. URL:http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3201

4. Православные храмы. Православные храмы и комплексы: пособие по проектированию и строительству (к СП 31-103-99). – М., 2003. Т. 2. 

5.Микроклимат церковных зданий. Основы нормализации температурно-влажностного режима памятников культовой архитектуры. - М., Изд. ГосНИИР, 2000. 

6.СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003». – М., 2003.  URL: http://docs.cntd.ru/document/1200095527