Основним критерієм при виборі оптимальних параметрів температури і відносної вологості повітря в опалювальних церковних будівлях є вимога забезпечити мінімальну зміну вмісту вологи матеріалів внутрішнього шару огороджувальних конструкцій, штукатурки, барвистого шару настінного живопису, а також підстави і барвистого шару ікон. Іншими словами, параметри температури і відносної вологості повинні змінюватися таким чином, щоб створювалося незмінне рівновагу вмісту вологи повітря і перерахованих матеріалів.
Судячи з результатів хіміко-технологічних, біологічних і кліматологічних досліджень, оптимальними параметрами температури і вологості повітря в приміщенні на початковому етапі введення опалення можуть бути прийняті значення: t = + 5 ° С, ф = 40-45%. Такі показники забезпечують захист матеріалів внутрішнього шару огороджувальних конструкцій від морозного руйнування та мінімізацію проходження потоків вологи через внутрішню поверхню огороджень. Все це сприяє підвищенню стійкості матеріалів кладки і штукатурки до сольового і біологічного руйнування. На початковому етапі введення опалення повинні постійно проводитися спостереження за станом кладки, настінних розписів, процесами солеутворення і біологічними процесами. Відвідуваність храму в зимовий період повинна бути обмежена.
З метою зменшення тепловтрат і неконтрольованої фільтрації повітря до опалення будівлі слід приступати тільки після установки якісних віконних і дверних заповнень. При негативних зовнішніх температурах висока ступінь фільтрації призводить до різкого падіння відносної вологості повітря. Для нормалізації повітрообміну в барабані повинні бути встановлені незадуваемие аераційні пристрої.
Однак до початкового етапу введення підігріву в церковній будівлі можна приступити і тоді, коли виконання в ньому всіх необхідних інженерно-будівельних заходів з об'єктивних причин затримується, а стан огороджувальних конструкцій, настінного живопису і іконостасу вимагає вживання термінових заходів для нормалізації температурно-вологісного режиму. В цьому випадку необхідно мати на увазі, що хоча забезпечити розрахункові параметри в такому будинку за допомогою системи опалення буде важко, введення підігріву позитивно позначиться на температурно-вологісного режиму храму в холодний і весняний перехідний періоди. А це, в свою чергу, матиме позитивний вплив на стан знаходяться там ікон і настінного живопису (що підтвердилося в соборі Різдва Богородиці Снетогорского монастиря в Пскові).
Після стабілізації тепло-вологісного режиму огороджувальних конструкцій можна ставити питання про більш активне цілорічному використанні церковних будівель. Для цього в системі опалення необхідно передбачити можливість регулювання температури повітря в зимовий період в діапазоні від +5 до + 16 ° С.
Переклад церковної будівлі на максимальні температури та вологості параметри повинен здійснюватися протягом кількох років. Зміни параметрів температури і вологості повітря в перехідний період повинні відбуватися таким чином, щоб їх поєднання забезпечували мінімальні коливання вмісту вологи матеріалів і проходження мінімальних потоків вологи через внутрішні шари конструкцій. Це може бути досягнуто, якщо змінювати поєднання температури та відносної вологості відповідно до таблиці 5 [5].
Порівняння цих даних показує, що зміна температури повітря в зазначеному діапазоні при однаковій відносній вологості повітря практично не тягне за собою зміни матеріалу. Отже, зміна температури повітря протягом року в діапазоні + 5-18 ° С при тривалому періоді підтримки розрахункової температури 5 ° С не викличе надмірних напружень в матеріалах ікони.
Діапазон зміни відносної вологості 40-60% можна назвати безпечним для зберігання ікон. При визначенні меж цього діапазону враховувалося, що зволоження матеріалу відбувається по изотерме сорбції, а висихання - по изотерме десорбції. Встановлено, що через зміни відносної вологості повітря в межах від кривої сорбції до кривої десорбції стан вологості матеріалу ікон не порушується [6]. Настільки ж безпечні подібні зміни відносної вологості повітря і для настінного живопису.
Зазначений діапазон є річним, нижні значення вологості - 40-45% - повинні підтримуватися в церковній будівлі протягом опалювального сезону. Після відключення опалення влітку вологість повітря зросте до
60%. Добові коливання відносної вологості, які влітку, при активній відвідуваності храмів, можуть досягати 8-10%, цілком прийнятні для зберігання ікон.
При влаштуванні систем опалення або кондиціонування повітря (ОВК) в церковних будівлях, де є настінний живопис, іконостаси та твори декоративно-прикладного мистецтва, необхідно керуватися вимогами, що пред'являються до умов збереження огороджувальних конструкцій, інтер'єру храму, а також специфічними естетичними вимогами. Умови комфорту для відвідувачів і персоналу, що є вторинними, створюються лише тоді, коли вони не суперечать вимогам збереження будівлі. Говорячи про вимогу комфорту, мають на увазі, перш за все, підтримка на достатньому для людини рівні температури внутрішнього повітря, в той час як оптимальні умови для збереження творів мистецтва припускають в першу чергу підтримка стабільного вмісту вологи. А це досягається шляхом підтримки певних співвідношень температури і відносної вологості повітря всередині храму.
Устаткування церковної будівлі тільки системою опалення, яка виводиться на комфортний для людини рівень t = + 18-20 ° С, неминуче веде до зниження відносної вологості в зимовий період до 17-25%, що абсолютно неприйнятно для збереження ікон та стінописів. Тому кожен раз доводиться шукати компромісні рішення в залежності від того, який спосіб кліматизації обраний для конкретного церковного будівлі. Непорушним повинно залишатися вимога підтримки відносної вологості повітря в зимовий період не нижче 38-40%, а влітку - не вище 60-62%. При цьому температура внутрішнього
повітря повинна визначатися з урахуванням можливостей конкретної системи кліматизації утримувати взимку відносну вологість повітря в необхідному діапазоні.
Розробці проекту систем ОВК має передувати вивчення температурно-вологісного режиму церковної будівлі, визначення факторів, що обурюють і ступеня їх впливу на повітряний режим. Це дозволить здійснити оптимальний перехід від природного температурно-вологісного режиму до режиму, що формується системою ОВК, і оцінити згодом ефективність роботи системи.
Отже, при обладнанні церковної будівлі системою кліматизації можна розглядати наступні параметри.
1) Будівля має систему опалення - «обмежений підігрів».
Холодний період року: t = + 5-8 ° С, ф = 40-50% При підтримці температури повітря на заданому рівні відносна вологість, як правило, утримується в обмеженому діапазоні природним шляхом. Цими параметрами характеризується «обмежений підігрів». Їх слід дотримуватися протягом перших 1-3 років на першому етапі введення опалення в раніше не опалюється храмі, особливо якщо настінні розписи та оздоблення інтер'єру мають історико-художню цінність.
Однак в режимі обмеженого підігріву будівля може існувати і постійно. В цьому випадку для створення більш комфортних для людини умов можна застосовувати короткочасний (на час проведення богослужінь, наприклад) локальний підігрів за допомогою установки нагрівачів у вівтарі або інших приміщеннях. Більш комфортні для людей умови можуть бути створені шляхом підігрівання підлоги.
Теплий період року: I = + 12-20 ° С, ф = 40-60% Систему обмеженого підігріву (електроопалення) можна використовувати і в теплий період року для підтримки параметрів повітря в зазначеному діапазоні.
2) Будівля має тільки систему опалення або опалення, поєднане з вентиляцією.
Холодний період року: t = + 12-16 ° С, ф = 40-50% При підтримці температури на даному рівні досить складно утримати відносну вологість протягом усього опалювального сезону в заданому діапазоні, особливо якщо температура наближається до + 15-16 ° С . Зниження відносної вологості нижче 40% відбувається при затяжних періодах низьких негативних температур зовнішнього повітря (t <-15°C). Возникает необходимость дополнительного увлажнения воздуха с помощью системы вентиляции.
Теплий період року: t = + 12-20 ° С, ф = 40-60%
Системи кліматизації не функціонують. Необхідно стежити за тим, щоб відносна вологість повітря не перевищувала 65%. Періоди, коли відносна вологість досягає верхніх значень (65-68%) в поєднанні з верхніми значеннями температурних параметрів, повинні бути дуже короткими, так як подібний стан повітряного середовища є сприятливим для розвитку мікроорганізмів.
3) Церковні будівлі, обладнані системами кондиціонування повітря:
Холодний період: t = + 18 ° С, ф = 45-50%.
Теплий період: t = + 20 ° С, ф = 50-55%.
Ці повітряні параметри можна вважати оптимальними, такими, що відповідають вимогам музейного зберігання. Однак підтримувати їх можна тільки в тих церковних будівлях, де є повна система кондиціонування повітря, віконні заповнення - герметичні, огороджувальні конструкції мають достатній рівень опору теплопередачі, в барабанах встановлені регульовані аераційні пристрої, а вхід обладнаний повітряно-тепловою завісою, яка запобігає різке проникнення в будівлю великих мас зовнішнього повітря.
При недотриманні всіх перерахованих умов, прагнення утримати відносну вологість повітря взимку на рівні 40-45% при температурі повітря + 18 ° С (отже, при його високому влагосодержании) призведе до утворення конденсату в віконних заповненнях барабанів, на віконних укосах і тонких ділянках огороджувальних конструкцій . Це буде сприяти розвитку мікроорганізмів на настінних розписах і всередині віконних заповнень.
Отже, до вибору повітряних параметрів при опаленні церковних будівель необхідно підходити диференційовано, з урахуванням не тільки історико-художньої цінності кожного конкретного храму, а й можливостей застосовуваної в ньому системи кліматизації. А вибір можливих варіантів повинен здійснюватися в діапазонах допустимих параметрів температури і відносної вологості повітря в приміщенні.
