+7(812) 336-32-57

info@unix-spb.ru

г.Санкт-Петербург,
ул. Арсенальная, 23, корп.1

Реконструкция системы отопления Собора Воскресения Христова (Спас на крови).

В данной работе наша компания впервые выступила в качестве генпроектировщика и генподрядчика по всем инженерным системам: вентиляции, отоплению, холодоснабжению, ИТП и автоматизации, а также электроснабжению, водоснабжению и канализации в части реконструируемых систем. Пришлось заниматься даже общестроительными работами и отделкой.

Собор Спас на крови имеет тяжелую судьбу. И хотя после окончания долгой реставрации, воспетой в песнях, его жизнь наладилась, но время шло. А так как собор это не только стены, но и различные системы жизнеобеспечения, то смонтированные во время реставрации инженерные системы ветшали и постепенно заменялись на современные. Так пришло время замены и системы отопления.

Существовавшая система отопления была сделана по-советски основательно и очень громоздко. Оборудование воздушного отопления занимало практически весь подвал. Было настолько тесно, что в некоторые помещения вообще можно было пройти только боком. В целом система отопления со своими задачами справлялась, но, как когда-то говорилось, «были отдельные недостатки»: сквозняки и холод у входных дверей, а ведь это постоянные рабочие места сотрудников собора-музея; низкая температура воздуха в алтаре; отсутствие организованной вентиляции в подвале. Летом же собор сильно прогревался, и температура воздуха внутри значительно превышала комфортную. Очевидно, что большой разброс температур также не способствовал сохранности мозаик, росписей и других культурных ценностей.

Кафедрой гидродинамики политехнического университета было проведено моделирование движения воздушных масс и распределения температур внутри собора. Были получены низкие величины температуры и сквозняк у входных дверей, низкая температура воздуха в алтаре и эффект «стекания» холодного воздуха из алтаря. Таким образом, было объективно подтверждено то, что ранее ощущалось просто как недостаток комфорта. Для исправления ситуации было предложено установить более мощные воздушно-тепловые завесы на входе и рассчитано дополнительное количество тепла для алтаря. Моделирование охлаждения собора в летний период показало, что при подаче охлажденного воздуха, в нижней части основного объема собора образуется холодная воздушная подушка. Воздушная подушка оказалась склонна к «вытеканию» из собора через открытые двери, для предотвращения этого было рекомендовано использовать воздушнотепловые завесы в режиме отсечки.

Из существующих вентиляционных сетей было принято решение сохранить приточный воздуховод, проложенный еще при реставрации собора, от решетки над служебной входной дверью практически через весь собор в подвал. Надо отметить, что воздуховод такого большого сечения и столь сложной формы, искусно вписанный в тесные помещения, сам представляет образец как инженерного искусства, так и исключительного мастерства рабочих.

Для отопления основного объема собора заложено четыре приточнорециркуляционные установки, при этом для полноценного отопления собора достаточно трех, поэтому любая из четырех машин является запасной. Подача воздуха организована через многочисленные внутристенные каналы, выходящие в «подоконниках» окон, забор воздуха на рециркуляцию происходит через каналы, выведенные под лавки.

Руководством собора было принято решение впервые применить охлаждение воздуха в летнее время. При выборе холодильных машин возникла проблема с размещением конденсационных блоков – ставить их оказалось просто некуда. Применить холодильные машины с воздушным охлаждением тоже не получалось – они требовали большое количество наружного воздуха, которое не обеспечивал приточный воздуховод, да и требовали такое количество электроэнергии, которое не обеспечивал ГРЩ собора. Была мысль применить водяное охлаждение – ведь сбор стоит на канале Грибоедова, но организация водозабора нарушила бы целостность гидроизоляции фундамента собора, а в то, чтобы надежно гидроизолировать фундамент были вложены огромные усилия как при строительстве собора, так и при его реставрации.

Проектировщик системы воздушного отопления и охлаждения Бардадым Ю.О. предложил красивое решение – установить холодильные машины с адиабатическим охлаждением, при этом достигается баланс доступного наружного воздуха (за счет использования испарительного охлаждения требуется меньше воздуха), водопроводной воды (ее оказалось достаточно в соборе) и электроэнергии (поскольку не надо прогонять лишний воздух). Выброс отработанного воздуха организован во внутристенные каналы, выходящие на кровлю.

При подсоединении к внутристенным каналам произошло несколько курьезов, связанных с тем, что каналы идут в стенах в два ряда, причем многие из них идут под наклоном. Соответственно, некоторые каналы, показанные на исторических чертежах на нулевой отметке, выходят в подвале совсем в другом месте, при этом вместо них выходят каналы из другого ряда. Полностью восстановить схему каналов в стенах нам так и не удалось, но со второго раза все же получилось подсоединить воздуховоды правильно.

Еще одно решение вызвано спецификой расположения собора. Дело в том, что наиболее холодный северо-восточный ветер дополнительно усиливается вдоль канала Грибоедова и с большим напором влетает во входную дверь. Для тепловой завесы на входе немецкие партнеры из Teddington предложили необычное решение - завеса на входе состоит из трех отдельных завес: двух вертикальных высотой 1,5м и одной горизонтальной, работающих одновременно. Вертикальные завесы создают двойную отсечку воздуха в нижней зоне, а мощная горизонтальная завеса – в верхней.

Морально устаревший ИТП был заменен на новый с тремя контурами: воздушного отопления, радиаторного отопления и гликолевый контур теплоснабжения воздушных завес.

Для контроля параметров воздушной среды в наиболее характерных местах установлены датчики температуры и влажности: четыре датчика по углам основного объема собора, два в алтаре, по одному у входов и еще два на самом верху, на барабане собора.

Четыре приточно-рециркуляционные установки и приточно-вытяжная установка подвальных помещений оборудованы щитами управления, каждая со своим контроллером Sauter Modulo 5, тепловые завесы и конвекторы в алтаре управляются еще двумя щитами, также установлен щит управления в ИТП.

Контроллеры в щитах управления и контроллеры холодильных машин соединены с диспетчерским компьютером сетью BacNet/IP.

Приточно-рециркуляционные вентмашины и конвекторы в алтаре запрограммированы на совместную работу по датчикам температуры и влажности с целью поддержания оптимальной температуры во всем объеме собора. Тепловые завесы работают автономно по датчикам движения и температуры в тамбурах.

Прошедшая зима показала правильность модели Политехнического университета и выполненных на ее основе теплотехнических расчетов. Задача поддержания нормативной температуры воздуха в таком сложном историческом здании выполнена. Причем это произошло без привлечения дополнительных энергоресурсов, потребляемая ИТП тепловая мощность даже несколько снизилась.

ОБ АВТОРЕ

Ростислав Геннадьевич Аржаников –
к.т.н., технический директор ООО «Юникс».