Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Храм Василия Блаженного
Изучение температурно-влажностного режима

Введение

Настоящую статью следует рассматривать как продолжение цикла публикаций журнала «АВОК» [1, 2], посвященных анализу температурно-влажностного режима и осмыслению теплофизических принципов (возможностей) сохранения памятников древнерусской церковной архитектуры. В решении этих задач, наряду с натурным инструментальным изучением температурно-влажностного режима древних зданий, не менее важным оказывается анализ и объяснение их архитектурных особенностей и перестроек. Общепринятые в «истории архитектуры» подходы к подобному рассмотрению не в полной мере удовлетворяют нашим целям. Основанные, прежде всего, на методологии гуманитарных знаний, они поэтому избирательны по отношению к компонентам известной триады, сформулированной еще в I веке до Рождества Христова выдающимся архитектором Витрувием и характеризующей суть зодчества как вида деятельности человека: «все это до’лжно делать, принимая во внимание прочность, пользу и красоту»1 [3].

Рисунок 1.

Общий вид Покровского собора (Храм Василия Блаженного). На переднем плане церковь Входа в Иерусалим

В конце XX века это определение по существу не изменилось: «архитектура имеет три характерные особенности — функциональную, эстетическую и конструктивную» [4], однако изменилось соотношение гуманитарного и естественнонаучного вкладов в изучение закономерностей развития архитектуры2.

Распространенную точку зрения по этому поводу можно иллюстрировать словами известного исследователя средневековой архитектуры А. Л. Якобсона: «…в архитектуре полнее, чем в других областях человеческого творчества, отражена вся история общества — не только его идеология, но и его экономическая, социальная и, особенно, политическая жизнь, иначе говоря — основные процессы общественного развития и присущие ему закономерности» [5].

Рассматривая особенности развития (изменения) зодчества Древней Руси ученые уточняют и конкретизируют эти закономерности; отдельные работы, что очень важно с точки зрения сохранения архитектурного наследия, посвящены изучению древней строительной техники [6]. Тем не менее полученных сведений явно недостаточно, чтобы в полной мере назвать обнаруженные закономерности в изменении архитектуры, например, «эволюцией архитектурных форм» или дать какое-то другое определение, содержащее понятие «эволюция». Причем этот недостаток сведений носит, скорее, не количественный, а качественный характер. Вероятно, следует расширить число факторов, принимаемых во внимание, при анализе особенностей архитектурных сооружений. Кроме уже ставших традиционными политических, экономических, духовных факторов развития архитектуры, видимо, следует учитывать влияние не менее важных природных, временных и, возможно, других воздействий. Именно многофакторный анализ позволяет получить объективное представление об эволюции какого-либо объекта или явления.

Так, учет одного из основных природных факторов — геологического — во многом объясняет особенности конструкций оснований и фундаментов зданий Древней Руси [6]. Существенное влияние на древнерусскую архитектуру оказывали климатические условия [1]. Это влияние прослеживается двояко. Во-первых, возникновение новых архитектурных форм, объемов и композиций и, во-вторых, изменение и приспособление традиционных схем путем перестроек и дополнений. Изучение температурно-влажностного режима церковных зданий заставляет иначе взглянуть на так называемые поздние наслоения. Почти все древние храмы первоначально имели или приобрели за время своего существования различного рода пристройки: паперти, притворы и т. д., обеспечивающие нормальное функционирование и сохранение материалов конструкций и внутреннего убранства в жестких климатических условиях Руси. Другими словами, эти «возникновения и изменения» обеспечивали выполнение двух компонент триады: «прочность и пользу» или, в современной редакции, «конструктивную и функциональную» составляющие.

В работах [1, 2] нами рассмотрено замечательное изменение, происшедшее в русской архитектуре, тесно связанное с режимом содержания зданий и климатическими особенностями: начиная с XIV века в культовых постройках появляется такая часть здания, как подклет (в первоначальном варианте крестовокупольного храма, заимствованного Русью в Византии, подклета не было). С этих же позиций, на наш взгляд, целесообразно, например, рассматривать возникновение и распространение в русской архитектуре типологической трехчастной схемы «храм-корабль»: расположение на одной оси, соединенных между собой колокольни, трапезной и здания церкви.

В настоящей статье краткий анализ архитектурных особенностей выдающегося древнерусского памятника собора Покрова на Рву (собора Василия Блаженного) предваряет результаты натурного исследования его температурно-влажностного режима.

Рисунок 2.

План первого этажа Покровского собора.

I — подклет церкви Входа в Иерусалим;

II — подклет церкви Киприана и Иустины;

III — церковь Василия Блаженного;

IV — подклет церкви Покрова;

6, 13, 17, 21 — точки измерения температуры и влажности конструкций.

Красная зона — обогреваемые помещения. Участки нормальной влажности конструкций.

Зеленая зона — переходная зона.

Синяя зона — неотапливаемые помещения. Участки повышенной влажности конструкций.

(Представленная схема распределения влажности конструкций носит условный (качественный) характер)

Краткая характеристика объекта исследований

Собор Покрова на Рву, известный как собор Василия Блаженного, построен царем Иваном Грозным в 1555—1561 годах (рис. 1). «Уникальный замысел многопридельного храма … воплотил образ Священного города — Иерусалима и определил архитектурное своеобразие собора, который стал символом русского национального зодчества» [7]. Следует добавить, что эта проникнутая высоким пафосом оценка духовной значимости памятника совершенно объективно отражает высочайший для того времени уровень строительной техники собора.

Во-первых, отдельные объемы (церкви) были поставлены на едином подклете, роль которого, наряду с эстетической, состояла в защите основных помещений от капиллярного и конденсационного увлажнения. Это изобретение русских зодчих было достаточно «апробировано» к середине XVI века. В качестве самого близкого «предшественника» Покровского собора в этом отношении следует назвать шатровую церковь Вознесения в Коломенском (1532 год).

Судя по сохранности материалов большинства конструкций подклета Покровского собора, соответствующих первоначальному плану (рис. 2), в нем была прекрасно организована система естественного проветривания. До настоящего времени музейным сотрудникам, находящимся в отдельных помещениях подклета (первого этажа)3, приходится для борьбы со сквозняками подручными средствами закрывать вентиляционные продухи (рис. 3), что, конечно, нарушает и без того изменившуюся схему проветривания.

Рисунок 3.

Вентиляционные продухи между помещениями подклета
(первого этажа) Покровского собора

Во-вторых, идея многопридельного храма (священного города) была блестяще реализована технически, а точнее теплотехнически. Вырастающие из единого основания (подклета) отдельные церкви в нижней части были объединены сводами галереи, создавая защищенное от атмосферных воздействий невысокое пространство, из которого, как из общих сеней, существовали входы в каждую церковь. При этом верхние части каждого из столпов, гармонично и упорядоченно расположенные, воспринимаются как самостоятельные архитектурные объемы. Впоследствии идея такого решения была использована при строительстве церкви Иоанна Предтечи в Дъякове (1560-е годы) и развита при возведении двухпридельных храмов: церкви Троицы в с. Хорошово (1596—1598 гг.), Троицы с. Вяземы (1597—1599 гг.) и ряда других [8].

Заботы об обеспечении сохранности здания храма и условиях пребывания в нем людей, отмеченные нами уже во время строительства Покровского собора, проявлялись и в дальнейшем по мере изменения представлений об уровне «комфортности», необходимом при проведении богослужений. «В изменении первоначального облика собора и состоянии его церквей определенную роль сыграло то обстоятельство, что в каждом приделе был отдельный причт, заботившийся только о своем храме. Причты выделяли свои паперти из общих когда-то галерей, делали деревянные перегородки, обитые войлоком»4 [9]. В XIX веке галереи приобрели единообразное остекление по всему периметру собора.

В 1588 году с северо-востока к собору был пристроен небольшой бесстолпный храм — придел святого Василия Блаженного. Он уже сооружен без подклета, т. е. его основной объем расположен в уровне единого подклета Покровского собора, но не связан с общей системой проветривания5. Чуть раньше появились фигурные главы церквей, существенные перестройки были произведены в XVII веке при Федоре Алексеевиче. Этим, конечно, не исчерпывается строительная история Покровского собора на Рву. Для подробного знакомства с ней мы рекомендуем читателям книгу А. Л. Баталова и Л. С. Успенской «Собор Покрова на Рву» [7].

В настоящее время в Покровском соборе, входящем в список памятников ЮНЕСКО, расположен филиал Государственного Исторического музея. В 2001 году начата реставрация памятника6.

Предварительные инструментальные исследования температурно-влажностного режима воздуха и конструкций помещений Покровского собора и натурное обследование памятника осенью 2001 года, а также наблюдения музейных хранителей позволили дать общую предварительную оценку состояния памятника и определить участки более подробного дальнейшего изучения.

Оценка состояния воздушного режима

Исследование воздушного режима памятника проводили с помощью самопишущих термогиграграфов недельного действия. Сведения о параметрах наружного климата получены из московского Гидрометеоцентра (метеостанция «Балчуг»). Для предварительного сравнительного анализа температурно-влажностного режима были выбраны следующие помещения: церковь Василия Блаженного, подклет церкви Входа в Иерусалим (первый этаж) и церковь Покрова (центральный храм второго этажа)7.

В качестве основного вывода следует отметить высокую теплоустойчивость помещений памятника. Так, в сентябре 2001 года при снижении наружной температуры до 5 °С, температура воздуха в указанных помещениях составляла 20 °С, а в ноябре даже при отрицательных наружных температурах не опускалась ниже 17—19 °С. Среднесуточные колебания температуры не превышают 2—3 °С. Интервал изменений относительной влажности внутреннего воздуха за период наблюдений составил 40—80 %. Причем в церкви Покрова (второй этаж) ее значения выше по сравнению с помещениями первого этажа (церковь Василия Блаженного и подклет церкви Входа в Иерусалим). Значения относительной влажности воздуха внутри собора с начала октября ниже, чем на улице, и не превышают 70 %. Среднесуточные колебания составляют 10—15 %.

Оценка влажностного режима конструкций

Измерения влагосодержания материалов проводили неразрушающим методом с использованием влагомера ВСКМ-12. Температуру регистрировали с помощью контактного термощупа8.

По результатам выполненных исследований влажностное состояние конструкций второго этажа и южной части первого можно оценить как удовлетворительное. Влагосодержание здесь не превышает 4—5 ед. (по шкале ВСКМ-12), что соответствует воздушно-сухому состоянию материалов.

Иначе обстоит дело с конструкциями северо-западной части первого этажа (подклета). Ранее был высказан ряд причин их постоянного переувлажнения (15—20 ед.). Наряду с возможными техногенными факторами, нарушающими однородность грунтов под собором и вокруг него (старые фундаменты, бетонные лотки, остатки прежних коммуникаций и т. д.) и способствующими фильтрации влаги к фундаментам, все исследователи в течение многих лет очевидными причинами считают отсутствие отмостки и неудовлетворительную вертикальную планировку вокруг памятника.

Наши исследования, подтверждая эти выводы, позволяют предположить еще один фактор увлажнения конструкций западной части подклета — конденсат, что будет подробно рассмотрено ниже.

Характеризуя влажностный режим первого этажа, следует дать дополнительное теплофизическое объяснение закономерности возрастания влажности конструкций с юго-востока к северо-западу (рис. 2). Именно в этом направлении существует многолетний градиент температур в конструкциях, обусловленный обогревом рабочих музейных помещений юго-восточной части соборного комплекса.

Проведенные исследования показали удовлетворительное состояние температурно-влажностного режима основных помещений второго этажа. В качестве меры по его улучшению предложена модернизация столярных заполнений галерей. Также удовлетворительно оценен ТВР помещений юго-восточной части первого этажа.

В качестве объектов, требующих более подробного исследования температурно-влажностного режима, были выбраны три неотапливаемых помещения первого этажа:

1. Подклет церкви Киприана и Иустины, расположенный в северной части комплекса. В настоящее время это постоянно открытое экспозиционное помещение. Однако посетители музея осматривают его через большой арочный проем, не заходя внутрь. Стены и свод частично покрыты известковой обмазкой с побелкой (рис. 4).

Рисунок 4. (подробнее)

Подклет церкви Киприана и Иустины (экспозиционное помещение)

2. Подклет церкви Входа в Иерусалим, западная часть комплекса. Кирпичная кладка в интерьере, также как и в подклете церкви Киприана и Иустины, покрыт известковой обмазкой с побелкой. Периодически посещаемое помещение, где размещены фонды музея (рис. 5).

Рисунок 5. (подробнее)

Подклет церкви Входа в Иерусалим (фондовое помещение)

3. Церковь Василия Блаженного, расположенная в северо-восточной части комплекса непосредственно у основного входа в музей. Именно здесь в настоящее время проходит основной поток посетителей. Некоторой защитой убранства ее интерьера являются стеклянные перегородки, одновременно выявляющие основной объем церкви (рис. 6). Пол храма и прилегающих помещений выложен чугунными плитами. Стены и своды покрыты масляной живописью. Живопись в нижней части стен хронически разрушается и требует поновлений (рис. 7).

Рисунок 6. (подробнее)

Вход в церковь Василия Блаженного. На фотографии видны электрообогреватели, используемые музейными сотрудниками

Рисунок 7. (подробнее)

Паперть Храма Василия Блаженного. Разрушение красочного слоя на пилоне
(т. 6. План первого этажа: рис. 2)

Методика и результаты комплексного исследования температурно-влажностного режима

Результаты инструментальных измерений температуры и влагосодержания конструкций, температуры и относительной влажности воздуха9 Покровского собора наряду с традиционной оценкой ТВР, кратко изложенной в предыдущем разделе, были использованы нами для следующих видов исследований10:

1. Определение периодов возможного выпадения конденсата, основанного на сопоставлении температуры точки росы наружного воздуха (tт. р. н. в) и температуры внутренней поверхности ограждений (tстены) исследуемых помещений. Известно, что поглощение влаги капиллярно-пористыми строительными материалами (кирпич, штукатурка), так называемая капиллярная конденсация, начинается не при 100 % относительной влажности окружающего воздуха, а несколько раньше, примерно при 85—90 %. С учетом этого мы проводим графический анализ возможности выпадения конденсата, сопоставляя температуру внутренней поверхности ограждающих конструкций с температурой точки росы наружного воздуха, увеличенной на 1,5 °С. Таким образом, для подклетов церквей Входа в Иерусалим и Киприана и Иустины, внутренние поверхности стены и сводов которых являются капиллярно- пористыми (кирпич, известковая обмазка), принимаются более строгие условия:
tстены = tт. р. н. в. + 1,5 °С [1].
Данное условие фиксирует начало капиллярной конденсации в пористых материалах [10]. Для церкви Василия Блаженного, имеющей чугунное покрытие пола и паронепроницаемые масляные росписи, условия выпадение конденсата определяются обычной формулой: tстены = tт. р. н. в.

2. Определение периодов «увлажнения — высыхания» конструкций. Данный вид анализа базируется на следующих соображениях. Удельное влагосодержание внутреннего воздуха (qвн.) может превышать удельное влагосодержание наружного воздуха (qнар.) в том случае, если внутренний объем получает дополнительную влагу из конструкций (т. е. если стены просыхают), и наоборот, если qвн. < qнар., это означает, что происходит процесс поглощения (сорбции, конденсации) водяных паров воздуха стенами. Необходимо отметить, что подобные оценки возможны лишь для помещений, не имеющих внутренних источников увлажнения, ограниченно посещаемых, или где посетители (сотрудники) не влияют существенно на изменения параметров внутреннего воздуха. Значения qвн. и qнар. могут быть получены на основании измеренных значений температуры (t) и относительной влажности (j) наружного и внутреннего воздуха с помощью расчета или психрометрических таблиц11.

Знак и величина Dq = qвн — qнар характеризует направление и интенсивность потока влаги через внутреннюю поверхность ограждения12. Если Dq > 0, то поток влаги направлен из стены в объем помещения, т. е. происходит высыхание внутренней поверхности ограждения. В том же случае, когда Dq < 0, поток влаги направлен из воздуха в конструкции, т. е. происходит увлажнения материалов памятника путем сорбции или конденсации водяных паров13. Следует подчеркнуть, что подобное рассмотрение (анализ с использованием величины Dq) возможно для временных интервалов, существенно превышающих время обмена воздуха в объеме памятника14. Наиболее полезная и достоверная информация об условиях «увлажнения-высыхания» конструкций может быть получена на основе анализа данных годового цикла.

Подклеты церкви Входа в Иерусалим и церкви Киприана и Иустины

Сравнительная оценка динамики температурно-влажностного режима конструкций, основанная на методе сопоставлении точки росы и температуры стены показывает, что конденсационному увлажнению наиболее подвержены конструкции подклета церкви Входа в Иерусалим (рис. 8), где расположено хранилище икон. Связано это со слабым воздухообменом и, соответственно, замедленным прогревом стен помещения. К концу весеннего периода температура конструкций только достигает нулевой отметки. В мае температура точки росы превышает температуру кладки более чем на 10 °С.

Рисунок 8. (подробнее)

Подклет церкви Входа в Иерусалим. Определение периодов конденсационного увлажнения конструкций

Несмотря на лучшие условия для прогревания продолжительность увлажнения конструкций подклета церкви Киприана и Иустины практически совпадает с аналогичным периодом для подклета церкви Входа в Иерусалим. В обоих помещениях условия конденсационного увлажнения возникают в январе и продолжаются до августа (рис. 9а). Однако следует отметить более быстрый прогрев внутренней поверхности стен подклета церкви Киприана и Иустины, температура которых уже к маю достигает 8—10 °С, что в конечном итоге сказывается на интенсивности и степени увлажнения конструкций.

Таким образом, основываясь на полученных данных можно сделать вывод о существовании условий для выпадения конденсата в подклетах церквей Входа в Иерусалим, Киприана и Иустины в течение шести-семи месяцев, т. е. половину года (с января по июль-август).

Однако этот несложный и достаточно наглядный способ не всегда позволяет интерпретировать результаты прямых инструментальных измерений, а главное, он отражает лишь одну из сторон периодического процесса — «увлажнение», ничего не говоря о «высыхании» конструкций. Нам же необходима как можно более полная информация о перемещении влаги через внутреннюю поверхность стены, т. к. именно минимизация влажностных потоков через слой материала является условием его сохранности15 [11].

Поясним возможности предлагаемого нами метода определения периодов «увлажнения-высыхания» на примере данных, полученных для подклета церкви Киприана и Иустины.

Сопоставление значений влагосодержания внутреннего и наружного воздуха в подклете церкви Киприана и Иустины показывает, что его конструкции начинают просыхать только в ноябре, а не в августе, когда исчезают условия для выпадения конденсата. На рис. 9б видно, что линия разницы влагосодержания внутреннего и наружного воздуха (qвн. – qнар.) достигает нулевой отметки в конце октября — начале ноября, что свидетельствует о начале периода высыхания конструкций. Завершается этот период примерно в середине января, когда влагосодержание наружного воздуха начинает значительно превышать влагосодержание внутреннего воздуха. Таким образом, продолжительность периода высыхания кладки составляет всего около двух месяцев. Период до марта-апреля, когда Dq имеет знакопеременный характер, можно назвать переходным. С апреля вновь начинается процесс увлажнения конструкций.

Проведенный анализ позволяет уточнить продолжительность процессов увлажнения-высыхания конструкций в годовом цикле. На протяжении семи-восьми месяцев (с января по сентябрь) конструкции первого этажа северо-западной части собора увлажняются, два-три месяца (ноябрь-декабрь) кладка высыхает, и около двух месяцев продолжается период, который можно охарактеризовать как переходный16.

Два-три месяца — срок небольшой и, учитывая массивность конструкций Покровского собора, явно недостаточный для просушки кладки. Поэтому можно предположить, что стены подклета северо-западной части собора не успевают просохнуть на протяжении одного сезона, и мы имеем дело с многолетним («вековым») накоплением влаги в толще конструкций.

Использование данных о разнице влагосодержаний внутреннего и наружного воздуха позволяет дать удовлетворительное объяснение результатам инструментальных измерений годового цикла влажности кладки17.

В октябре 2001 года в подклете церкви Киприана и Иустины возникают условия, при которых поток влаги направлен из стены (qвн – qнар = Dq > 0) (рис. 9б). Это приводит к перемещению влаги из глубины к внутренней поверхности стены и увеличению ее влагосодержания (рис. 9в). Поэтому понятие «высыхание» следует понимать по отношению ко всему массиву кладки (толщина его в отдельных случаях может составлять 2—3 м). Инструментально же мы фиксируем увеличение влагосодержания материала в поверхностном слое 4—6 см, что в 50 раз меньше общей толщины стены. В апреле 2002 года соотношение влагосодержаний внутреннего и наружного воздуха изменяются (Dq < 0), условия для миграции влаги из толщи конструкций к их внутренней поверхности исчезают и измеряемое влагосодержание снижается (рис. 9в).

Рисунок 9.

Подклет церкви Киприана и Иустины

а) Определение периодов конденсационного увлажнения конструкций (подробнее)

б) Разница влагосодержаний внутреннего и наружного воздуха (подробнее)

в) Влагосодержание конструкций на высоте 1 м (подробнее)

Церковь Василия Блаженного

Конструкции церкви Василия Блаженного в течение года имеют более высокую температуру (рис. 10а). Связано это с двумя факторами.

Во-первых, с локальным обогревом стен переносными обогревателями, используемыми хранителями (рис. 6). Во-вторых, с достаточно интенсивным нерегулируемым воздухообменом, возникающим из-за круглогодичного посещения церкви и, как следствие, постоянного доступа наружного воздуха в помещение. Благодаря этим двум моментам период конденсационного увлажнения здесь значительно сокращается в сравнении с подклетами церквей Входа в Иерусалим и Киприана и Иустины. На рис. 10а видно, что линия температуры точки росы лишь изредка, отдельными пиками превышает линии температуры кладки.

Рассмотрение воздушных параметров церкви Василия Блаженного выявило практически постоянное превышение влагосодержания внутреннего воздуха по сравнению с наружным (рис. 10б). Полученная картина сильно отличается от аналогичных зависимостей, построенных для подклетов церквей Киприана и Иустины и Входа в Иерусалим. Ее интерпретация уже не может быть дана на основе анализа периодов «увлажнения-высыхания», т. е. взаимосвязанного рассмотрения температурно-влажностных параметров воздуха и конструкций по причинам, указанным ранее. А именно, чугунное покрытие пола и паронепроницаемые росписи стен и сводов, выполненные масляными красками, практически исключают влагообмен между конструкциями и внутренним воздушным объемом. Причиной постоянно высокого влагосодержания воздуха внутри церкви Василия Блаженного, по всей вероятности, являются посетители, поток которых не прекращается круглый год. Во-первых, каждый человек выдыхает 40 г/ч водяных паров; во-вторых, зимой и в дождливые периоды значительное количество влаги привносится в собор на одежде, обуви и остается в ближайшем ко входу помещении. Уже отмеченными факторами, непроницаемым покрытием пола и стен, можно объяснить постоянно высокое в течение года влагосодержание конструкций (рис. 10в). Влага, капиллярно поступающая снизу, не имея возможности постепенно испаряться, накапливается в конструкциях и в конечном итоге разрушает красочный слой вместе со штукатуркой (рис. 7).

Рисунок 10.

Церковь Василия Блаженного
а) Определение периодов конденсационного увлажнения (подробнее)
б) Разница влагосодержаний внутреннего и наружного воздуха (подробнее)
в) Влагосодержание конструкций на высоте 1 м в т. №6 (подробнее)

Выводы и предложения

Результаты, полученные в ходе натурных, инструментальных, исторических исследований температурно-влажностного режима Покровского собора на Рву, могут быть рассмотрены (оценены) с нескольких точек зрения.

1. Практические предложения по обеспечению физической сохранности памятника18.

Ранее для защиты Покровского собора от внешних источников увлажнения — осадки, верховодка — были рекомендованы эффективная отмостка, вертикальная планировка территории и т. д. Однако для нормализации температурно-влажностного режима конструкций, особенно помещений первого этажа северо-западной части памятника, этих мер недостаточно. Основываясь на результатах проведенных исследований, мы предлагаем организовать устройство системы электрического обогрева всех неотапливаемых в настоящее время помещений первого этажа (подклета) до 5—10 °С. Это позволит устранить конденсационное увлажнение материалов и снизить существующий температурный градиент в конструкциях памятника.

Для нормализации температурно-влажностного режима церкви Василия Блаженного целесообразно рекомендовать следующие мероприятия:

- Для улучшения вентиляции внутреннего объема установить в верхних частях окон барабана столярные заполнения с аэрационными устройствами (автоматическими клапанами — хлопушками).

- Рассмотреть возможность создания при существующем входе в собор тамбура. Это позволит сократить попадающий в памятник объем инфильтрованного наружного воздуха. Кроме того, здесь можно было бы расположить специальные коврики для ног, позволяющие удалять значительную часть влаги (снега) с обуви и одежды посетителей. В дальнейшем можно рассмотреть теплофизические способы увеличения эффективности работы тамбура. До устройства тамбура необходимо снабдить входную дверь тепловой воздушной завесой.

2. Общие вопросы изучения и нормализации температурно-влажностного режима.

Современный опыт проектирования и устройства систем ОВК в памятниках архитектуры показывает, что реальный результат внедрения любых систем зачастую существенно отличается от ожидаемого (расчетного). Причинами такого расхождения могут быть как недостаток сведений о древних ограждающих конструкциях (их реальное состояние, система кладки, теплофизические свойства материалов и т. д.), так и методика современных теплотехнических расчетов, не достаточно учитывающая массивность ограждений памятников архитектуры и связанных с этим вопросов тепло- и влагоустойчивости.

Предложенный в настоящей работе новый подход к изучению температурно-влажностного режима памятников архитектуры:

- показывает необходимость совместного (на уровне взаимосвязи физических процессов) рассмотрения экспериментальных данных изучения температурно-влажностного режима воздуха и материалов конструкций, в частности определение периодов «увлажнения – высыхания»;

- позволяет на основе инструментальных натурных исследований оценивать реальное состояние температурно-влажностного режима памятника архитектуры с учетом выполнения основного термодинамического критерия сохранности материалов: минимизации потоков влаги через них.

3.  Методические вопросы изучения и сохранения памятников архитектуры.

Природные, в частности климатические факторы, как мы видим, оказывали влияние на особенности развития древнерусской церковной архитектуры. Объективная оценка степени этого влияния в ряду других, более изученных факторов необходима и полезна, по крайней мере, с двух точек зрения:

- качественное дополнение наших представлений о причинно-следственной связи общего процесса эволюции древнерусской церковной архитектуры;

- анализ истории конкретного памятника, как единого архитектурного организма с позиций температурно-влажностного режима, позволяет при его реставрации и приспособлении к современному использованию более осмысленно и бережно относится к поздним наслоениям и перестройкам, искажающим на первый взгляд, первоначальную идею зодчего, однако, обеспечивающих сохранность древнего здания.

Литература

  1. Сизов Б. Т. Теплофизические аспекты сохранения памятников архитектур // АВОК. 2002. № 1.
  2. Сизов Б. Т. Мониторинг температурно-влажностного режима памятников архитектуры // АВОК. 2003. № 2.
  3. Витрувий. Десять книг об архитектуре. М.: ИАА, 1936. Том I. С. 28.
  4. Бартенев И. А., Батажкова В. Н. Очерки истории архитектурных стилей. М.: Изобразительное искусство, 1983. С. 5.
  5. Якобсон А. Л. Закономерности в развитии раннесредневековой архитектуры. Л.: Наука, 1983. С. 3.
  6. Раппопорт П. А. Строительное производство Древней Руси X—XIII вв. С.-Пб.: Наука, 1994.
  7. Баталов А. Л., Успенская Л. С. Собор Покрова на Рву. М.: Северный паломник, 2002.
  8. Баталов А. Л. Московское каменное зодчество конца XVI: Проблемы художественного мышления эпохи. М.: НИИ Российской Академии художеств, 1996.
  9. Баталов А. Л., Успенская Л. С. Там же. С. 52.
  10. Сизов Б. Т. Наблюдения за температурно-влажностным режимом собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря // Реставрация, исследование и хранение музейных художественных ценностей. Реф. сб. Вып. 2, М.: Информкультура, 1982.
  11. Богословский В. Н., Сизов Б. Т. Принципы выбора параметров температурно-влажностного режима древних зданий, обеспечивающих их сохранность // Научные исследования в области охраны памятников. Варшава, 1988. С. 297—301.

Тел. (095) 278-80-64

 

1 Со времен Леонардо да Винчи, времен Ренессанса, с началом дифференциации наук понимание закономерностей, существующих в окружающем материальном мире, становится более глубоким, но менее целостным. Процесс «дробления» наук продолжается и по настоящее время. Как ни жаль, звание «зодчий», по-видимому, все больше принадлежит истории. Работу современного архитектора невозможно представить без «смежников»: конструкторов, теплотехников, технологов и т. д. Только их совместными усилиями может быть создан проект, пригодный для возведения красивого, удобного и долговечного здания. Все это в полной мере относится и к деятельности реставраторов с различными приставками: архитектор-реставратор, инженер, технолог и т. д.

2 Нам могут справедливо указать на широкое применение естественно-научных методов при изучении состава и структуры материальной основы памятника (аналитическая химия, петрография, рентгеновский анализ, электронная микроскопия и другие современные методы исследования материи). Полученные данные позволяют судить о технологии создания памятника, истории его существования и переделок. Такой подход известен достаточно хорошо. Однако нужно четко представлять, что в этом случае мы используем результаты, полученные методами естественных наук, но не их методологию. Здесь проходит граница между применением естественно-научных методов и естественно-научным изучением памятника как физического объекта сохранения.

3 После организации в Покровском соборе музея назначение помещений подклета (первого этажа) изменилось. Использование многих из них связано теперь с присутствием музейных сотрудников и посетителей.

4 Приведенный факт рассматривается нами, как естественное изменение первоначальной постройки с целью улучшить возможность ее функционального использования. То есть положительное действие. Интересно, как трактуют этот пример авторы (А. Л. Баталов и Л. С. Успенская) цитируемой нами книги?

5 Очень близкий по времени строительства придел Василия Блаженного традиционно рассматривается как часть Покровского собора. Однако технический уровень его возведения, в частности защита от природных факторов, значительно уступает совокупности приемов, использованных в первоначальных (1555—1566 гг.) конструкциях храма.

6 Исследования температурно-влажностного режима памятника проведены по инициативе Государственного Исторического музея и являются частью общей программы реставрационных работ.

7 Всего наблюдения проводили в шести помещениях.

8 Методика измерения влагосодержания конструкций изложена в [2].

9 Регистрация воздушных параметров проводилась силами сотрудников музея под руководством Л. С. Успенской.

10 Измерения параметров конструкций, обработка и анализ результатов натурных исследований выполнены при непосредственном участии Е. В. Шейкина.

11 q = 0,62197 * e / (1000 — 0,37803 * e), где e — парциальное давление водяных паров.

12 Минимизация потоков влаги через внутреннюю поверхность ограждающих конструкций (через живописный слой) принята в качестве одного из критериев сохранности [1, 11].

13 Мы предполагаем, что в капиллярно-пористых материалах, к которым относится большинство материалов конструкций древних зданий, сорбция или конденсация водяных паров являются различными фазами единого процесса увлажнения.

14 Формально, при кратности воздухообмена примерно 0,5 [1/ч] величина этого интервала может начинаться уже с одних суток. Однако, учитывая огромную инерционность процессов влагообмена (высыхания) на поверхности стены по сравнению с процессами воздухообмена в объеме помещения, мы анализируем процессы «увлажнения-высыхания» для интервалов, составляющих не менее 7—10 суток.

15 Оценивая абсолютную величину |Dq|, мы можем судить об общей интенсивности потоков (переноса) влаги через внутреннюю поверхность ограждения; изменение знака свидетельствует о перемене направления потока влаги: если Dq > 0 — происходит высыхание, Dq < 0 — увлажнение. Безусловно, эта оценка приблизительна. На разных участках (нижняя часть стены и своды, наружные и внутренние конструкции) могут идти различные процессы (с различной величиной Dq). Именно поэтому полученная таким образом картина общего состояния температурно-влажностного режима памятника должна быть конкретизирована для отдельных участков (объемов) путем прямых инструментальных измерений и определением возможности конденсационного (сорбционного) увлажнения.

16 Определенные интервалы не следует воспринимать абсолютно, т. к. они получены для конкретных метеоусловий 2001—2002 годов. Скорее их следует рассматривать как полуколичественные данные.

17 Измерения с помощью влагомера ВСКМ-12 позволяют получить данные о влагосодержании материалов поверхностного слоя на глубину до 4—6 см.

18 Некоторые из рекомендаций по нормализации температурно-влажностного режима уже выполнены (улучшение условий вентиляции помещений церквей первого этажа) или находятся в стадии разработки и выполнения (модернизация заполнений проемов галерей).

Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №3'2004

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте