В этой статье рассмотрено проведение натурного эксперимента по определению параметров теплового и влажностного режимов на объекте культурного наследия федерального значения «Церковь Николы Мокрого с колокольней» (1677 год). В ходе натурного эксперимента были проведены измерения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха, а также наружного воздуха с целью оценки тепловлажностного режима помещений для создания нормативных параметров в помещениях церкви и оптимального выбора инженерных систем обеспечения микроклимата.

Измерения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха помещений церкви и наружного воздуха проводились с использованием контрольно-измерительных приборов температуры и относительной влажности воздуха (мини-Логгеров данных testo 174H).

19 июля 2018 года на территории церкви было установлено восемь мини-Логгеров данных testo 174H. Следует отметить, что перед запуском мини-Логгеры данных testo 174H были пронумерованы (во внутренних настройках и на внешнем корпусе). По предварительно установленной настройке датчики считывали показания температуры и относительной влажности воздуха каждые три часа в период с 19 июля по 2 августа 2018 года.

Логгер №1 был установлен под шатром колокольни с внутренней стороны колонны северного фасада, справа от существующего входа в ярус звона, для измерения температуры и относительной влажности наружного воздуха. За отметку 0.000 принят уровень чистого пола четверика церкви. Логгер №1 был установлен на отметке 19,94 м.

Семь мини-Логгеров данных testo 174H были размещены в помещениях церкви непосредственно для измерения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха. Логгер №2 был размещён на существующем деревянном каркасе иконостаса на отметке 5 м от уровня чистого пола четверика церкви в приделе во имя Алексия, митрополита Московского, на правой стороне паперти в пристройке с шатровым верхом. Логгер №3 был размещён на существующем деревянном каркасе иконостаса на отметке 5 м от уровня чистого пола четверика церкви в приделе во имя Великомученицы Варвары на левой стороне паперти в пристройке с шатровым верхом. Логгер №4 был закреплён на балке на отметке 5,55 м от уровня чистого пола четверика в помещении №7 алтарной части церкви.

В закрытой одноэтажной галерее церкви по определённой схеме были размещены Логгер №5 и Логгер №6. Логгер №5 был закреплён на металлической балке под потолком галереи на отметке 3,8 м, слева от центрального входа в четверик. Логгер №6 был закреплён на металлической балке под потолком на отметке 2,85 м в северном крыле галереи, ведущей к приделу во имя Великомученицы Варвары, слева от входа в галерею церкви с северного фасада. Логгер №7 был установлен над центральным входом в четверике церкви на отметке 3,4 м.

Логгер №8 был установлен на конце деревянной рейки, закреплённой через окно в барабане под главным куполом церкви на отметке 16,6 м от уровня чистого пола четверика. Размещение Логгера через окно осуществлялось с крыши церкви.

По завершении натурного эксперимента были аппроксимированы данные по температуре и влажности и построены графики изменения температуры и относительной влажности во времени.

На графиках видно, как изменяется температурно-влажностный режим в помещении церкви, что позволяет с достаточной точностью рассчитать параметры микроклимата и подобрать оптимальное инженерное оборудование для поддержания требуемых параметров микроклимата в помещениях церкви. Графики зависимости температуры и относительной влажности воздуха в наиболее интересных местах храма приведены на рис. 1–4.

Методика проведения натурного эксперимента теплового и влажностного режимов в здании культурного наследия России. 4/2020. Фото 1

Методика проведения натурного эксперимента теплового и влажностного режимов в здании культурного наследия России. 4/2020. Фото 2

Из показаний Логгеров видно, как меняется температура и относительная влажность внутреннего воздуха. Поскольку у церкви имеются ограждающие конструкции с достаточно большой тепловой массивностью, то происходит запаздывание во времени и неравномерность колебаний температуры и относительной влажности воздуха [1, 2]. Это достаточно хорошо видно на рис. 1 и 4. Очевидна необходимость детального обследования сооружения, имеющего ограждающие конструкции с большой тепловой массивностью, для регулирования и прогнозирования изменения температуры и относительной влажности воздуха, а также для сравнения адекватности математических моделей, которые способны рассчитывать и прогнозировать воздушно-тепловой режим сооружений, имеющих большую тепловую массивность [3, 4].

Огромный вклад в сохранность и соблюдение параметров микроклимата в православных храмах внёс д.т.н., профессор ННГАСУ А. Г. Кочев — благодаря его трудам стало возможно более точно и детально подойти к вопросам не только обследования, но и наладке инженерных систем, обеспечивающих тепловлажностный режим помещений храмов [5].