В статье рассматриваются особенности теплового, воздушного и влажностного режима в музеях с целью создания и поддерживания требуемых параметров микроклимата для сохранности культурного наследия страны. А также приведен пример укомплектованности инженерных систем служебного корпуса музея-усадьбы «Уткина дача», расположенного в городе Санкт-Петербурге.
Ключевые слова: культурное наследие, микроклимат музея, условия хранения, влажностной режим, температура, внутренний воздух.
Под понятием «объекты культурного наследия» понимаются памятники истории, музеи и художественные галереи, которые имеют важное значение для сохранения наследия для будущих поколений. Один из ключевых факторов в достижении этой цели — обеспечение правильных условий воздуха, включая температуру, влажность, подвижность и состав воздуха. Задача сохранения музейных коллекций является сложной и имеет длительную историю. Инженерные системы играют важную роль в обеспечении оптимального микроклимата внутри музеев, с помощью контроля и поддержания заданных параметров.
Несмотря на разнообразие архитектурных и технологических решений, необходимых для проектирования внутренних систем, существуют некоторые общие принципы и подходы. Европейские музеи долго ориентировались на исследования и нормы, рекомендованные Гарри Томсоном [1]. Российские в настоящий момент ориентируются на стандарт [2]. Настоящий стандарт распространяется на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, расположенные во вновь возводимых, реставрируемых и реконструируемых зданиях музеев и музейных комплексах и в помещениях музеев в зданиях иного назначения, содержит требования по их проектированию, базовые схемы для систем отопления, тепло- и холодоснабжения, противопожарные требования к системам противодымной вентиляции, а также требования к применяемому оборудованию, материалам и системам управления (автоматизации инженерных систем). Настоящий стандарт разработан в развитие положений СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».
Проблема теплового, воздушного и влажностного режима в музеях была подробно рассмотрена в работах [3–4], на основе которых и был написан данный анализ. Но стоит не забывать, что данные работы требует новых современных решений, учитывая развитие техники и управления системами, а также новые пожарные и экологические требования и требования по энергосбережению.
Процесс естественного старения материалов определяется их природой и условиями хранения. Однако основными факторами, влияющими на этот процесс, являются температура и влажность воздуха. Изменение температуры может вызывать деформацию материалов, а повышенная влажность может привести к их обесцвечиванию. С другой стороны, сухой воздух может вызывать растрескивание и расслаивание материалов. Повышение подвижности воздуха вблизи музейных экспонатов может повредить структуру верхних слоев, особенно у работ живописи и графики. Статичность воздуха, напротив, может создать зоны стагнации. В помещениях с высокими потолками следует избегать слишком больших перепадов температуры по высоте, так как экспонаты могут находиться в верхней части помещения в соответствии с их размерами. Значительные перепады температур могут создавать сквозняки, что также является проблемой.
Согласно [2] диапазон температуры от 18 до 22 ℃ рекомендован с позиции создания комфортных условий для посетителей музея. В отсутствие посетителей и персонала в помещениях музея предпочтительнее низкотемпературное хранение экспонатов в диапазоне температур от 12 до 14 ℃. Подвижность воздуха должна соблюдаться в пределах 0,15–0,20 м/с. Относительная влажность регулируется в зависимости от материала экспоната. Так, рукописи, книги, графика, керамика, изделия из ткани должны хранится при диапазоне влажности от 30 до 50 %. Экспонаты из металлов и их сплавов от 15 до 40 %, а мебель и живопись на дереве в пределах от 40 до 60 %. Максимальные суточные колебания параметров внутреннего воздуха должны составлять не более 1 ℃ по температуре и 5 % по относительной влажности. Для регистрации температуры и влажности в каждом хранилище и экспозиционном зале устанавливают специальные приборы — термометры и гигрометры. Показатели температуры и влажности должны регистрироваться дважды в сутки, в одно и то же время.
Схема воздухообмена принимается в зависимости от архитектурно планировочных решений. Скорость в воздуховодах — 4–6 м/с, а скорость воздуха, выходящего из решеток, не должна превышать 2–2,5 м/с. Для очистки воздуха требуется применять фильтры класса G4.
Для создания оптимального микроклимата в музее необходимо использовать системы кондиционирования высокого класса с высоким коэффициентом надежности (не менее 0,98). Кроме того, стоит учесть, что восстановление поврежденных экспонатов коллекций требует значительных затрат. Поэтому необходимо обеспечить надежное резервирование работы инженерных систем.
Расчетные уровни шума в основных музейных помещениях принимают по действующим нормативам: NR 35/40 ДБа — при неполном заполненном зале, NR 40/45 ДБа — нормальный режим, NR 45/50 ДБа — предельные значения при максимально заполнении зала посетителями.
Для поддержания оптимальных параметров микроклимата и соблюдения нормативов необходимо использовать специализированные решения, так как стандартные системы часто неэффективны. Нарушение этих правил может привести к ошибкам и отрицательным результатам, которые могут негативно повлиять на условия эксплуатации объекта, в том числе на тепловой и влажностный режим.
Руководствуясь вышеперечисленными нормами и правилами, рассмотрим проект и на выполнение работ по реставрации и капитальному ремонту музея «Уткина Дача», находящемся в городе Санкт Петербурге, проиллюстрированный на рисунке 1. По их окончании в усадебном доме музей предполагает разместить экспозиции посвященные истории и монументальной скульптуре Санкт-Петербурга.
Рис. 1. Усадьба «Уткина Дача»
Проект реконструкции инженерных систем должен учитывать существующие архитектурно-строительные особенности и ценность здания. Рассмотрим служебный корпус, рисунок 2. Здание — 2-х этажное с холодным чердаком и смотровой башней на отметке +12.000. Высота этажа 3,0 м. Площадь объекта, подлежащая проектированию 1216,43 м2. На 1-м этаже располагается 3 выставочных зала, место подготовки поступающих экспонатов в фонды, помещение ИТП, электрощитовая, а также административные, служебные, технические и подсобные помещения. На 2-м этаже находится 5 помещений закрытого хранения фондов, венткамера, серверная, а также служебные, технические и подсобные помещения. Принятые допустимые параметры внутреннего воздуха приведены в таблице 1.
Рис.2. Служебный корпус
Таблица 1
Принятые допустимые параметры внутреннего воздуха
|
Наименование помещения |
Температура воздуха, °С |
Влажность воздуха % |
Подвижность м/с |
|
Помещения с постоянным пребыванием людей (административные и служебные) |
18–22 |
30–45 |
0,3 |
|
Помещения музейных комплексов для смешанных коллекций (выставочные залы) |
19–21 |
50–55 |
0,15–20 |
|
Помещения музейного хранения фондов |
18–22 |
30–55 |
0,15–20 |
|
Технические и подсобные помещения |
16–20 |
- |
- |
|
Санузлы, уборные, раздевалки, душевые |
18–26 |
- |
- |
В проекте предусматривается общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Расход приточного воздуха в помещениях музея при наличии экспонатов определен расчетом в соответствии с принятой схемой организации воздухообмена и типом воздухораспределителя. Были учтены теплопоступления и влагопоступления от людей (посетителей и музейных работников), теплопоступления от солнечной радиации, в том числе рассеянной солнечной радиации, теплопоступления от искусственного освещения. В помещениях музейного хранения фондов принят двукратный воздухообмен с целью обеспечения хорошей циркуляции и перемешивания воздуха. Минимальный расход наружного воздуха для каждого помещения определяется из расчета санитарной нормы на одного человека.
Для обеспечения необходимых параметров внутреннего воздуха в помещении системы снабжаются нагревателями и увлажнителем с расчетными данными и параметрами. Нагрев воздуха предусматривается для всех приточных систем вентиляции, увлажнение воздуха предусматривается для систем в помещениях закрытого хранения фондов.
Система вентиляции, обслуживающая помещения музейного хранения фондов выполнена на базе канального оборудования. Оборудование системы состоит из воздушных клапанов с приводом для индивидуального поддержания параметров внутреннего воздуха в отдельных экспозиционных помещениях, в зависимости от фактического числа посетителей, фильтра класса G4, шумоглушителей, секции увлажнителя марки humiSteam, водяного калорифера марки POLAR BEAR PBAS и вентиляторов «Ostberg». Оборудование системы приточной системы расположено в венткамере, а вытяжной непосредственного в обслуживаемых помещениях. Также устанавливаются решетки AДН 400x200 двухрядные из алюминия предназначены для подачи и вывода воздуха. Для отслеживания показателей температуры и влажности на системы устанавливаются соответствующие приборы — термометры и гигрометры.
Для снятия теплоизбытков в теплый период года предполагается использовать VRV-системы кондиционирования (системы К1-К2) с кассетными, канальными и настенными внутренними блоками, обслуживающими основные помещения. Как правило, значительные проблемы вызывает размещение наружных блоков охлаждающего оборудования. Они являются мощным источником шума для музея. Для исключения протечек нежелательно над залами экспозиции. Соответственно, местом расположения холодильного центра в задание данного музея выбрано в смотровые башни здания, что является безопасным решением.
Учитывая высокую степень укомплектованности инженерными системами здания музея, необходимо включить в состав проектной документации разработку программы комплексных испытаний систем симуляцией тепловых и влажностных нагрузок для отдельных помещений. Это позволит подтвердить работоспособность инженерных систем и правильность алгоритма управления до начала экспонирования постоянных коллекций в здании.
Таким образом, данная укомплектованность инженерных систем здания позволит соблюдать все нормы и требования, связанные с тепловым воздушным и влажностным режимом объекта. Воссоздание или возрождение оригинала, первоисточника, является практически невозможной задачей. Поэтому обеспечение научного хранения культурного наследия остается основной задачей, решение которой непосредственно зависит от инженеров-проектировщиков.
Литература:
- Thomson Garry. The museum Environment, London-Boston, 1996. Гарри Томсон. Музейный климат [Текст] / Garry Thomson / пер. с англ. — СПб: Скифия. — 2005.
- Стандарт СТО НП «АВОК» 7.7–2020 «Музеи. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха»
- Болотов, Е. Н. Сохранить наследие: микроклимат музеев / Е. Н. Болотов // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. — 2018. — № 1. — С. 4–13. — EDN NQLCHZ.
- Колмакова Е. А. Проблемы климата в условиях реконструкции музея [Текст] / Е. А. Колмакова // Материалы научно-практического семинара «Проблемы хранения и реставрации экспонатов в художественном музее». — СПб: ГРМ. — 2000. — С. 56–63
