Специфики на използваните системи за отопление, вентилация и климатизация
Сградите – архитектурни и културни паметници, са част от историческото наследство на всяка държава, което е важно да бъде съхранено и запазено. Действията, свързани с постигането на това, включват мерки както за запазването на сградите от външно разрушаване на фасадата, така и за съхраняване на техния интериор. Например, храмовете изискват полагане на постоянни и специални грижи за запазването им заради уникалната им архитектура и стенописите. Голяма част от сградите – архитектурни паметници функционират като музеи или галерии, което предполага в тях да се съхраняват ценни произведения на изкуството. Освен това, функционирането им като музеи е съпроводено и с непрекъснато посещение от страна на голям брой хора. Затова се налага поддържане на специфичен микроклимат в отделните помещения, съобразен както с изискванията за съхраняването на произведенията на изкуството, така и с комфорта на посетителите.
Множеството фактори, оказващи влияние върху проектирането на системите за отопление, вентилация и климатизация, определят и трудностите при избора им. Необходимо е всяка избрана система да съдейства за формиране и поддържане на необходимите параметри на микроклимата в отделните помещения, с отчитане на спецификите им (предназначение, нормативни изисквания и др.). Важно е да се отчете и сериозното влияние, което оказва всяка промяна във външните атмосферни условия или вътрешните изисквания върху топлинния и влажностния товар. Наред с всички изброени фактори, трябва да се отчетат и обемно-планировъчните специфики на сградата, топлотехническите свойства на ограждащата конструкция, климатичните особености на района, състоянието на екологичната среда, възможните източници на енергия, както и предпоставките за използване на съществуващи отоплително-вентилационни системи.
Влияние на влажността на въздуха
Сградите-паметници на културата, са с различни архитектурни и конструктивни решения. Възрастта им е различна, съответно, и използваните строителни материали. Направени изследвания свидетелстват, че сред основните причини за разрушаване на повърхностния слой на ограждащата конструкция на сградата, на стенописи, икони и т. н. са деформациите, породени от влиянието на температурата и влажността на въздуха вътре в самата сграда.
Характерно за използваните материали в подобни приложения е по-голямата им хигроскопичност в сравнение с използваните днес. Съответно, това води до по-висока влажност на материала в ограждащите елементи на сградата, което съдейства за настъпването на деформации и изменения. На базата на изследване, насочено към влиянието на влажността и температурата върху конструкцията на сградите и настъпващите вследствие деформации, е направен изводът, че е добре температурата на вътрешния въздух през зимата да се поддържа около 18 оС, а през лятото – не повече от 20 оС. Оптималната относителна влажност е около 50% при възможни допустими отклонения през деня около 5% в посока нагоре през топлите периоди на годината и, съответно, в посока надолу през студените месеци.
Отопление на сгради-паметници на културата
Логично, първоначално използваните отоплителни уреди в голяма част от запазените сгради-паметници на културата, са предимно печки или камини.
Характерно за този вид отопление е неговият нисък КПД, високата пожароопасност, както и необходимостта от постоянно обслужване и поддръжка. Трудно е да се поддържа постоянна температура в отопляваните помещения, поради което топлинният режим е нестабилен и колебанията в температурата достигат големи амплитуди.
Сред предимствата на тези системи са тяхната автономност, възможността да се използва всякакъв вид гориво и др.
Днешните технически възможности предполагат много по-широко разнообразие от използвани отоплителни методи.
Специфики на водни отоплителни системи
Водното конвективно отопление е сред най-разпространените системи за отопление, намиращи широко приложение в сгради с различно предназначение. В топлофицирани райони, където има възможност топлоносителят да се произведе от отоплителна централа, тези системи са предпочитани. Добро решение е и организиране на местно отопление с котел. При използването на централна мрежа за топлоснабдяване, с оглед на безопасността и надеждността на системата, се препоръчва сградната отоплителна система да се присъедини към източника на топлина по независима схема.
Използваните отоплителни уреди са предимно отоплителни радиатори, отоплителни лири и др. Входните и изходните параметри на използвания топлоносител обикновено са около 95 – 70 оС, при конвективно отопление с радиатори и 55 – 40 оС, при използване на подово лъчисто отопление. Схемата на отоплителната система следва да се съобрази с архитектурните особености на сградата. Може да се използва както еднотръбна, така и двутръбна схема на присъединяване на отоплителните тела, които от своя страна могат да бъдат с долно или горно присъединяване. Системите са с естествена или принудителна циркулация на топлоносителя.
Препоръчително е, с оглед намаляване на топлинните загуби и ограничаване на постъпването на студен външен въздух във сградата, входните зони да бъдат оборудвани с въздушни завеси. През лятото те биха могли да се използват за ограничаване постъпването на топъл въздух в климатизираните помещения, както и с цел предотвратяване навлизането на замърсители като прах, например.
Характеристики на топловъздушното отопление
Топловъздушното отопление е сред предпочитаните отоплителни системи в сгради-паметници на културата. Причина за това са предимствата на този вид отопление. Системите за топловъздушно отопление са слабоинерционни, реагират бързо на вътрешни топлинни смущения и лесно съвместяват функциите отопление и вентилация. Характеризират се с високи санитарно-хигиенни свойства и могат да работят както с ниско-, така и с високотемпературни топлоносители. В зависимост от наличния източник на топлина, агрегатите за топловъздушно отопление могат да работят с вода, пара и електрически ток.
С цел редуциране на разходите за отопление, системата за топловъздушно отопление би могла да работи с рециркулация на въздуха. Сред основните предимства на топловъздушното отопление е възможността да се осигури равномерна температура в целия обем на отопляваното помещение. За целесъобразно се счита подаването и отвеждането на въздуха да се осъществява по схема долу-горе. Допуска се в сгради, в които преди това за отопление са използвани отоплителни печки, за отвеждане на въздуха да се използват вече съществуващите димоотводни канали.
Отопление с електрическа енергия
Логично, този вид отопление не се използва широко в сгради-паметници на културата. Сред причините е високата му себестойност в сравнение с други видове отопление. Основни предимства на отоплението с електрическа енергия са възможността за свободно разполагане на отоплителните тела, отпадане на необходимостта от организиране на отделно помещение за източника на топлина, фактът, че не изисква допълнително спомагателно оборудване като циркулационни помпи, например и др.
Основно изискване при използването на електрическа отоплителна система е тя да отговаря на изискванията за пожаробезопасност. Уредите е добре да бъдат от закрит тип с максимална температура на повърхността 80 – 90 оС.
Освен изброените системи за отопление, в зависимост от съществуващите източници на топлина, е възможно използването и на други видове отоплителна система като лъчисто отопление с инфрачервени излъчватели, например.
Какви системи за вентилация и климатизация се използват?
При избора на система за вентилация и климатизация е добре да се вземат предвид специфичните изисквания в съответната сграда. Например, повечето православни храмове не се отопляват и не разполагат с организирана вентилация. За осигуряване на достатъчно количество пресен въздух се разчита на естествена вентилация и периодично проветряване. Това може да доведе до преохлаждане на външната конструкция. През лятото постъпващият отвън по-топъл и влажен въздух се охлажда. По този начин съдържащите се в него водни пари могат да кондензират, водейки до овлажняване на конструкцията.
Вентилация на храмови постройки
Храмовете са сгради с характерна и уникална архитектура. Често имат относително малка площ в сравнение с голямата височина на тавана, който обикновено е под формата на купол. Подобна архитектура поставя специфични изисквания към вентилационната система и поддържания температурно-влажностен режим. Наличието на иконостаси, църковни съдове, стенна живопис, фрески и т. н. също поставят специфични изисквания.
Сред спецификите на тези сгради е периодичността им на използване. По време на провеждане на църковни служби, отделяните топлина, влага и въглероден двуокис (СО2) от хората, както и въглероден оксид (СО) и топлина от горящите свещи, достигат значителни стойности. Стойностите на изброените газове, топлина и влага са незначителни в периодите между службите, когато сградата основно се намира под въздействието на външните условия. Описаните особености определят сравнително високата амплитуда на колебание в топлината и влагата.
Предназначението на вентилационната система е добре известно, а именно – да осигури благоприятен микроклимат във всеки момент. Като подходящо решение, при отсъствието на други специфични изисквания, се приема използването на принудителна нагнетателна вентилация. Производителността й се определя по осреднени показатели за излишъците на топлина и влага, характерни за този тип сгради. За предварителна подготовка на подавания въздух, нагнетателният вентилационен блок се оборудва с филтър за очистване на въздуха от прахови частици, калорифери за неговото подгряване и оросителна камера за овлажняване. Препоръчителната схема за подаване и отвеждане на вентилационния въздух е подаване в ниската част на сградата и отвеждане през вентилационни отвори в куполите. Възможна е и друга организация, съобразена с конструкцията и интериора на сградата.
Допуска се, в периоди на провеждане на служби, характерно за които е многократно повишаване на количествата отделени влага и топлина, да се прибегне към допълнително естествено проветряване, ако метеорологичните условия го позволяват.
В отделни случаи системата за вентилация може да се съвмести със системата за отопление.
Вентилационната система следва да се оборудва с прибори за контрол и управление, осигуряващи необходимата обработка на първичния въздух. За локализация на аеродинамичните и механичните шумове и вибрации, създавани от агрегата по време на неговата работа, следва той да се оборудва с шумозаглушители, виброоснови и звукоизолиращи устройства.
С цел икономия на топлинна енергия, особено през зимния период, е добре да се предвиди рециркулация на отработения въздух. Подходящо е да се реализира и рекуперация на отделената топлина.
Комплекси с музейно-църковно предназначение
Специфично е отоплението и вентилацията и на архивните и музейни помещения в манастирите и други църковни сгради. Те представляват историческа ценност и са непрекъснато подложени на разрушителното въздействие не само на външни метеорологични условия, но и на вътрешни въздействия. В допълнение на историческата им значимост като архитектурни паметници, те разполагат и с хранилища на ценности, натрупани през вековете, и представляващи в наши дни музейна ценност. За съхраняването както на самите сгради, така и на експонатите в тях, е необходимо поддържане на определени параметри на въздуха, минимална запрашеност и концентрация на токсични газове и т. н. За постигане на тази цел се препоръчва използването на система за климатизация. При проектирането й е добре да се вземе предвид фактът, че разглежданите сгради се характеризират с два режима на използване. Единият е в помещенията, функциониращи като музей, а вторият – в помещения, изпълняващи функцията на православни храмове. В помещенията, работещи като музеи, е възможно да се осигури известен контрол върху броя на посетителите, мощността на осветлението, количеството постъпващ външен въздух и върху други фактори, влияещи неблагоприятно върху съхраняването на експонатите, съобразно разчетните възможности на системата за климатизация. За разлика от тях, в храмовите помещения възможности за подобен контрол практически отсъстват.
Използваните системи за климатизация обикновено включват: централни или местни климатици, снабдени с необходимите секции за топло- и влагообработка на подавания въздух; източник на топлина; хладилен агрегат, както и система за осигуряване на достатъчно вода за отвеждане на топлина в случай на използване на кожухотръбен кондензатор с водно охлаждане.
За целесъобразно се счита използването на система за климатизация с променлив разход на подавания въздух, като в помещението постъпва количество, съответстващо на излишъците от топлина и влага за съответните режими на използване на сградата.
Поддържане на микроклимата в музеи
Проблемите, съпътстващи съхраняването на музейни експонати, са много и сериозни. Тяхното опазване зависи от редица условия, сред които:
– Поддържане на оптималния микроклимат за съхраняване на различни материали с органичен и неорганичен произход. При наличие на отделни експонати, които се нуждаят от специални условия, различни от общите, те следва да се съхраняват във витрини в оптималната им среда;
– Поддържане на режим на осветеност, изключващ облъчването на експонатите с инфрачервени и ултравиолетови вълни;
– Максимално съкращаване на агресивните газове и прах, постъпващи с подавания въздух;
– Намаляване на подвижността на въздуха по повърхността на експонатите и др.
Прилагането на описаните мероприятия е сложна задача, която е трудно изпълнима от една климатична система. По тази причина обикновено се прибягва към използване на комбинирана система, включваща централни и местни климатици.
изт. сп.“ТД инсталации“
