главная  карта сайта  контакты

    Искать
ICQ-Консультанты
ICQ-консультант 611546613 Сергей
(кабельные системы обогрева)

График работы офиса:

Пн-пт, с 9:00-19:00
Монтаж оборудования осуществляем без выходных.

Каталог оборудования >> Кондиционеры >> Ликбез по кондиционерам >> Проектирование систем кондиционирования и вентиляции >> Опыт проектирования. Климатическая система православного храма.

Климатическая система православного храма. Опыт проектирования

Особенности модернизации. Оснащение церкви инженерным оборудованием на примере строительства храма в городе Находка: системы отопления, приточно-вытяжной вентиляции и управления

Модернизация храмов

Церкви и храмы были всегда образцами народного зодчества и национальной культуры строительства. Во многом эти здания были передовыми с технологической и инженерной точки зрения. Первые крыши в форме купола, отработанная акустика, эффективная естественная вентиляция, организованная за счет правильной конвекции воздуха. Издавна в храмах использовалось воздушное отопление с помощью печей и горячего воздуха, который перемещался по вентиляционным каналам.

В советские времена, когда церкви в массовом порядке переоборудовали под административные, производственные, складские и прочие помещения, в них провели центральное теплоснабжение. Храмы начали отапливаться радиаторным паровым отоплением. Однако за счет высоких сводчатых потолков, больших площадей естественной конвекции при отоплении с помощью радиаторов недостаточно.

Современные храмы должны соответствовать новым запросам по качеству климата для комфортного пребывания людей и сохранения ценностей – икон, деревянных позолоченных элементов, фресок. Как любые здания высокого класса, церкви в последнее время стараются оборудовать высококачественными системами. Большой опыт в этом вопросе имеется на Западе.

Комфорт в храме

Люди проводят в церквях праздники, крестят младенцев, венчаются. Благоприятный микроклимат – это элемент хорошего настроения. К тому же, помимо температуры, все чаще инженеры по эксплуатации обращают внимание на другие параметры микросреды – влажность, давление, подвижность воздушных масс, приток свежего воздуха. В соответствии с пособием по проектированию и строительству (к СП 31-103-99) МДС 31-9.2003 параметры микроклимата для храмов следующие:

  •  температура воздуха – 14–16 °С;
  •  влажность воздуха – 40–55%;
  •  подвижность воздуха – 0,2 м/с.

При проектировке описываемого объекта для расчета была принята температура 18 °С, а 14–16 °С – температура дежурного режима работы климатической системы. Общая площадь храма составляет почти 2000 м2, из них первый этаж – 520 м2, второй этаж – 536 м2, подвал – 508 м2. Как любая церковь, данное сооружение отличается высокими потолками – на втором этаже самая высокая точка под куполом находится на уровне 18 м над полом. Высота потолков первого этажа чуть больше 4 м.

Подбирая комплекс отопления для столь сложного объекта, инженеры часто приходят к выводу, что надо применять комбинированные системы, которые совмещали бы различные способы обогрева – конвекционные, лучистые. К тому же необходимо внимательно относиться к наличию внешних элементов климатических систем – они не должны нарушать общий облик церкви, которая всегда является фактически законченным архитектурным произведением искусства. Поэтому проектировщики стараются вовсе отказаться от внешних модулей либо сделать их удаленными и как можно более компактными.

Высокие потолки требуют балансировки температуры по всему объему помещения. Это необходимо для того, чтобы избежать непроизводительного нагрева воздуха в подкупольном пространстве – более горячий воздух поднимается вверх и никак не используется. Также это может привести к нежелательным воздушным завихрениям.

Поэтому в ряде случаев для отопления храмов применяют так называемые теплые полы, которые с помощью лучистой энергии обогревают всю площадь помещения. Под напольными плитами прокладывается змеевик, по которому циркулирует горячая вода. Такая система в обязательном порядке требует комбинированного использования увлажнителей и отдельной системы вентиляции для соблюдения норм по влажности и притоку свежего воздуха. Во-первых, поверхность нагрева в этом случае должна быть достаточно большой, так как температура на поверхности пола не может превышать 24 °С. Во-вторых, такая система в обязательном порядке требует комбинированного использования увлажнителей и отдельной системы вентиляции для соблюдения норм по влажности и притоку свежего воздуха.

В ряде случаев используются системы более сложного конвекционного типа, когда, помимо обогреваемых полов, в комплекс включают специальные конвекционные вентиляторы, обеспечивающие эффективную циркуляцию воздушных масс. Здесь важно уделить внимание влажности воздуха и комфортности, требуется высокий уровень звукоизоляции вентиляторов.

Система отопления

Таким образом, проанализировав опыт оборудования церквей, при разработке системы для храма в Находке инженерами было принято решение использовать систему воздушного отопления. Специалисты не стали комбинировать различные виды отопления, а использовали для обогрева и кондиционирования тепловые насосы. Они позволяют в относительно простом комплексе объединить отопление и кондиционирование. В данном проекте применены тепловые насосы американского производства ClimateMaster. Использование тепловых насосов обусловлено несколькими факторами:

  • храм как постройка классического характера имеет достаточно сложную структуру – в некоторых местах толщина кирпичных стен достигает одного метра. Прокладывать коммуникации отопительной системы (воздуховоды, трубы) проблематично. Теплонасосная система позволяет максимально упростить процесс прокладки данных коммуникаций – фактически отсутствуют воздуховоды и сложные коммуникации. Связь между элементами комплекса и перемещение тепла производится с помощью обычного тонкого трубопровода, по которому циркулирует вода;
  • храм предполагает большое скопление людей. Расчетное значение вместимости собора – 300 человек на каждом этаже. Во время богослужений заполняемость храма будет максимально приближаться к данному значению, что приводит к большому тепловыделению. Тепло можно не просто выбрасывать в атмосферу с помощью вентиляции и кондиционирования, а утилизировать, аккумулировать и использовать для отопления позже, а также в зонах с пониженной температурой (например, в подвалах).

Таким образом, тепловые насосы явились вполне логичным решением для обеспечения отопления и вентиляции. Учитывая большую заполняемость залов, кондиционирование в летние месяцы и приток свежего воздуха приобретают особо важное значение. С другой стороны, в часы, когда храм не заполнен (это большая часть суток), приток свежего воздуха должен быть ограничен с целью энергосбережения. Регулировка режимов работы системы будет производиться в автоматическом режиме.

Проектируя систему отопления и вентиляции поэтажно, инженеры пришли к выводу, что для нормальной работы системы на каждом из этажей достаточно установить по три тепловых насоса общей тепловой мощностью для первого этажа 45 кВт, для второго этажа – 70 кВт. Для подвала использована система отопления без функции кондиционирования, так как для данной зоны оно нецелесообразно.

Соответственно все установки работают раздельно на каждую из трех зон храма:

  • зона первого этажа;
  • зона второго этажа;
  • зона подвала.

Таким образом, может быть обеспечено отдельное управление климатом в каждой из этих зон, позволяя регулировать по необходимости режимы работы, выбирая наиболее экономичные из них для данного времени суток и исходя из заполненности помещений храма.

Все тепловые насосы предполагается разместить в подвальном помещении. Это нетипично для тепловых насосов – обычно они устанавливаются непосредственно в помещении, где производится управление климатом, и воздух не перемещается на большие расстояния. Но в случае с церковью наличие специальных воздуховодов вдоль наружных стен позволяет обеспечить доставку воздуха из удаленного места без дополнительных затрат на прокладку отдельных теплоизолированных коммуникаций. Воздух для отопления и кондиционирования будет подаваться через диффузоры, расположенные довольно далеко. За счет этого будет обеспечено поступление воздуха в рабочую зону.

Когда проектировщики имеют дело с кольцевой теплонасосной системой, всегда требуется решить один из серьезнейших вопросов: за счет чего будет компенсироваться недостаток тепла внутри системы? То есть, когда система работает сбалансированно и производимого внутри здания тепла достаточно для обогрева, кольцевая система просто утилизирует и транспортирует его из областей с высокой температурой в те помещения, где необходим обогрев. Так работает система, когда, например, одна из частей здания нагревается солнечной радиацией, а вторая находится в тени. Когда же тепла внутри здания недостаточно (к примеру, в зимние месяцы), то его недостаток компенсируется за счет дополнительного источника:

  • низкопотенциального (если система построена на основе геотермальной энергии);
  • высокопотенциального – электрического или газового котла (бойлера), а также городской теплоцентрали.

Источник тепла

Использовать теплоцентраль удобно – не надо ставить дополнительное нагревательное оборудование, которое требует ухода, не нужно топливо и место для его хранения. Теплоцентраль заводится на строящийся объект, и кольцевая система отбирает тепло в необходимом количестве. Потребитель в этом случае оплачивает фактически израсходованную тепловую энергию на основании показания счетчиков.

В случае с храмом инженеры выбрали в качестве источника тепла электрический котел. Связано это с тем, что вблизи церкви нет теплоцентрали, и подводить коммуникации нецелесообразно. Централизованное газоснабжение в Приморье отсутствует, поэтому вариант с газовым котлом также не актуален. Другие виды органического топлива применять слишком дорого. Таким образом, был выбран не самый дешевый, но один из наиболее практичных вариантов нагревательного оборудования.

Сброс избытков тепла производится с помощью закрытой градирни. Она будет задействована в том случае, когда оба этажа здания начинают работать в режиме кондиционирования и температура в подвале достигает необходимого максимума. Градирня представляет собой закрытый теплообменник, в который направляется вода из кольцевого контура, затем она охлаждается до атмосферной температуры и вновь поступает в систему.

Приточно-вытяжная вентиляция

Особое место в инженерных системах храма занимает приточно-вытяжная вентиляция. Она выполнена с перекрестным рекуператором, с нагревом и увлажнением воздуха в оросительной камере. Это является важным критерием при отоплении воздухом в жестких рамках по качеству микроклимата. Особенно это актуально в часы максимального скопления людей, когда система вентиляции должна обеспечивать требуемый нормативами воздухообмен. Собственно, поэтому было принято решение не совмещать систему воздушного отопления с вентиляцией, а сделать ее отдельно. Не совсем стандартное решение призвано держать в рамках нормативов уровень влажности воздуха, который, как уже говорилось, определяется условиями хранения предметов старины. В качестве дополнительного увлажнения будут использоваться поверхностные увлажнители, совмещенные с тепловыми насосами.

Управление инженерными системами

В целом, в связи с тем что зон контроля мало, управление системой не представляет особого труда – достаточно обычных термостатов, регулирующих температуру воздуха. Однако вариативность работы системы вентиляции, увлажнителей и собственно тепловых насосов требует более тщательного контроля, в связи с чем было принято решение установить автоматизированную систему контроля. Автоматика регулирования была принята на базе контроллеров «Контар» производства одного из московских предприятий. Данные контроллеры позволяют производить мониторинг параметров работы тепловых насосов, а также основных параметров микроклимата в помещениях храма.

Пожалуй, для специалистов самая большая сложность заключалась в специфических особенностях здания. Большие пространства, залы с колоннами, высокие сводчатые потолки, мощные железобетонные перекрытия и стены толщиной до одного метра – все это накладывало ограничение на работу инженеров-проектировщиков. В данных условиях вдвойне сложно найти место для размещения всего оборудования: при проектировании храмов пространство планируется по классическим канонам, поэтому не могло быть и речи о том, чтобы разместить где-либо громоздкий чиллер. Тепловые насосы, значительно более компактные, пришлись кстати.

Итоги

Система была полностью спроектирована. У инженеров сложилось комплексное представление о том, как будет обеспечиваться каждый из параметров микросреды, как будут организованы коммуникации климатической системы. Проблемы прокладки воздуховодов были решены совмещением их с вентиляционными воздуховодами, проложенными вдоль стен, а основное оборудование было размещено в подвальных помещениях.

От системы, конечно, ожидаются высокий комфорт, соответствие стандартам качества воздуха, простота регулирования параметров микроклимата и экономичность.

Алексей КРАМАР
Директор ООО «Канадские системы отопления», г. Находка

www.stroing.ru



Copyright ©2007 МКС
Все права защищены
Rambler's Top100
Наши партнеры помогут вам найти и купить авиабилеты недорого

г.Москва, ул. Соколово-Мещерская, д. 25, офис 403.
+7 (499) 504-72-09
mkc@mkc-ltd.ru