Особенности проведения занятий по дисциплине:







Изучить архитектурные особенности православных храмов, функциональные
особенности помещений, а также научную литературу, где приводятся результаты
исследований теплотехнических и аэродинамических характеристик для различных
типов сооружений.
На основе теоретических исследований определить теплотехнические
аэродинамические характеристики для различных видов храмов и их элементов.
и
Исследовать требуемые параметры микроклимата для обеспечения минимальных
температурных деформационных напряжений конструкций, сохранности фресок,
станковой живописи, художественной росписи и предметов культовых обрядов.
Провести экспериментальные исследования для определения теплотехнических и
аэродинамических
характеристик
ограждающих
конструкций
храмовых
сооружений.
Провести сравнительный анализ теоретических и экспериментальных исследований
и разработать методики инженерных расчетов и практические рекомендации по
обеспечению требуемых режимов работы систем кондиционирования микроклимата
храмов, с учётом функциональной особенности помещений.
Практической апробацией подтвердить эффективность проводимых исследований.
Достоинства аэрации:
1) Требует самых минимальных эксплуатационных затрат и
является относительно недорогой при монтаже.
2) В отличие от механических систем вентиляции, системы
аэрации не потребляют электрической энергии.
3) Позволяет снизить мощность системы отопления на 7-10%
и сохранить эстетическую красоту храмов.
Расход воздуха, поступающего в храм и удаляемого из храма - 6500 м3/ч
Перечень затрат при использовании механических систем:
Приточная установка
Вытяжной вентилятор
Системы воздуховодов
Монтаж систем
Затраты на электроэнергию
Затраты на обслуживание систем
Итого:
256000 рублей
106000 рублей
110000 рублей
140000 рублей
20000 рублей
20000 рублей
650000 рублей
Перечень затрат при использовании аэрации:
Приточные фрамуги
Вытяжные фрамуги
Козырьки
Воздуховоды (не более 0,5м к вытяжным фрамугам)
Монтаж систем
Итого:
30000 рублей
15000 рублей
7000 рублей
7000 рублей
30000 рублей
89000 рублей


Анализ нормативных документов в области строительства и реконструкции
православных храмов показал, что к таким вековым сооружениям в настоящий
момент выдвигаются особые требования. Отмечается положительная тенденция
роста исследований в рассматриваемой области, поиска различных
экспериментальных значений, необходимых для расчетов, и совершенствования уже
существующих нормативных документов. Проделана огромная работа по сбору
сведений о конструкциях православных храмов, различных статей и публикаций,
которые послужат не только необходимым пособием по проектированию и
строительству культовых сооружений, но и для духовно воспитательных целей.
Однако, в разделах об организации воздухообмена приводятся различные
рекомендации, по проектированию естестественной вентиляции, однако они
является недостаточными, т.к. они не учитывают ряд факторов, например,
уникальные архитектурные особенности каждого культового сооружения. В
нормативных документах также не приводится пример расчета естестественной
вентиляции для какого-либо конкретного культового сооружения, что существенно
упростит применение рекомендаций на практике.
1)
Необходимо подобрать такие, ранее не исследованные
культовые сооружения на предмет внешней аэродинамики,
которые обладают отличными друг от друга архитектурными
элементами, конструкцией и т.д.
2) Создать модели по планам этих храмов с учетом критериев
подобия и провести испытания в аэродинамической трубе.
3)
С помощью известных аэродинамических коэффициентов
определить необходимые площади приточных и вытяжных
фрамуг,
чтобы
обеспечить
требуемый
воздухообмен
в
помещении.



1) Благодаря работе Э. И. Реттера стали возможными испытания
сплошных
моделей,
т.к.
его
исследования
показали,
что
аэродинамические коэффициенты, полученные при испытании таких
моделей равны коэффициентам таких же моделей с открытыми
проемами.
2) Модели изготавливаются из плотной бумаги, внутренняя полость
которых для обеспечения жесткости и прочности заполняется
быстротвердеющим пенным материалом.
3) В места расположения оконных проемов (характерных точках модели)
размещаются 5 мм трубки. Для измерения статического давления на
поверхности модели здания в этих точках используют микроманометр,
присоединяющийся к медным трубкам с помощью резиновых шлангов,
которыми дренирована испытуемая модель здания.


Необходимо соблюдать условия, которые обеспечивают возможность
переносить результаты, полученные для модели в лабораторных условиях
на полноразмерный натурный объект. Прежде всего, речь идет о
геометрическом подобии, т.е. пропорциональности всех линейных
размеров модели и натуры и равенство их соответствующих углов.
Помимо геометрического подобия при проведении экспериментов
необходимо учитывать следующие критерии (числа): число Рейнольдса
Re, число Бэрстоу Ba, число Коши Ca, число Эйлера Eu, число Фруда Fr,
число Струхаль Sh, число Прандтля Pr, степень турбулентности потока ε.





Это
характерная
величина,
определяющая
степень
восприятия
динамического
давления
набегающего
потока
на
поверхности
обтекаемого потоком тела.
Зависит от структуры потока, обтекающего тело (критерий Рейнольдса),
формы поверхности тела и положения его в потоке
В соответствии с ранее проводимыми исследованиями и исходя из закона
сохранения энергии, может принимать значения в диапазоне от -1 до +1
Определяется по следующей зависимости:
Прямо
пропорционален
удвоенному
избыточному
давлению
в
исследуемых точках модели и обратно пропорционален плотности
воздуха и квадрату его скорости в аэродинамической трубе
На графике представлена зависимость площади вентиляционных фрамуг
в зависимости от аэродинамических коэффициентов для произвольного
православного храма
1
0.9
Значеня площадей вентиляционных фрамуг, м2

0.8
0.7
0.6
Зависимость для
0.5
вытяжных фрамуг
0.4
Зависимость для
приточных фрамуг
0.3
0.2
0.1
0
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
Значения аэродинамических коэффициентов
1.5
1)
Научной новизной работы является обобщение всех
известных методов по исследованию аэродинамических и
теплотехнических характеристик, а так же уникальность
архитектурных и конструктивных особенностей каждого
культового
сооружения,
для
которых
проводились
исследования.
2) Практическая значимость состоит в повышение надежности и
эффективности рекомендуемых параметров технологического
микроклимата в православных храмах.
Культовые сооружения на Руси – это богатейшее историческое и
культурное наследие, имеющее тысячелетнюю историю
архитектурных преображений. Обеспечение требуемых
параметров микроклимата в помещениях позволит надолго
сохранить их внутреннее убранство и уникальную
архитектуру.