Сложнейшей проблемой, с которой сталкиваются специалисты по инженерному оборудованию музеев, является надежное обеспечение и  поддержание параметров температурно-влажностного режима. Оптимальное сочетание этих параметров должно обеспечивать долго-временную сохранность исторических культурных ценностей. Сложность этой задачи связана с необходимостью создания оптимальных параме-тров внутреннего воздуха как для экспонатов различного типа (картины, скульптуры, книги, предметы быта и посуда и т. п.), так и для посетителей музеев. В настоящее время отсутствуют нормативно-методические до-кументы по обеспечению микроклимата музеев, ориентированные на применение энергоэффективного надежного оборудования и  совре-менных технологий.

СОХРАНИТЬ НАСЛЕДИЕ: микроклимат музеевЕ. Н. Болотов, генеральный директор ООО «ВАК-нжиниринг»

ru.depositphotos.com

5

АВО

К 1

–2

01

8

З адача создания микрокли-мата в помещениях музеев сложна и многообразна.

Главным фактором обеспечения сохранности коллекций является поддержание стабильного ре-жима с параметрами внутреннего воздуха, как правило, 20 °С и 50 % относительной влажности с огра-ничением амплитуды колебаний не более ±1 °С и ±2,5 %.

В силу сложности и разно- образия предметов и коллекций, составляющих культурное на-следие, очень сложно дать абсо-лютное определение диапазонов предельно допустимых значений и оптимальных параметров для хранения произведений искус-ства и предметов, представляю-щих историческую ценность.

В помещениях музеев очень важно обеспечить устойчивость параметров температуры и от-носительной влажности воздуха, чтобы избежать микроклимати-ческих колебаний, которые более опасны для экспонатов, чем по-стоянные, пусть даже не вполне благоприятные, условия хранения.

Ограничение рабочей обла-сти допустимых текущих пара-метров внутреннего воздуха яв-ляется причиной значительных расходов приточного и удаляе-мого воздуха и, как следствие, кратностей возду хообмена в экспозиционных залах более 6 (часто 8–10 крат и более). По-движность воздуха вблизи экс-понатов также ограничена – не выше 0,15 м/с. Соответственно, более чем актуальной является задача выбора схемы организа-ции воздухообмена с приорите-том, как показывает междуна-родная практика, применения вытесняющей вентиляции.

Большинство музеев разме-щаются в исторических зданиях, являющихся, в свою очередь,

памятниками архитектуры и име-ющих ограничения в возможно-сти размещения дополнитель-ного инженерного оборудования и прокладки инженерных комму-никаций, включая воздуховоды. К тому же эти здания располага-ются в условиях плотной город-ской застройки, а значит, необхо-димы контроль газового состава воздушной среды и оптимизация мест организации забора воз-духа.

Музеи чаще всего занимают здания со сложной структурой и включают, как правило, анфи-лады экспозиционных залов со свободным перемещением посе-тителей, связанных парадными лестницами, высокими атриу-мами и внутренними двориками. При этом здание необходимо рассматривать как единую ги-дравлическую систему с неорга-низованным (или управляемым) перетеканием и значительным влиянием инфильтрации на вну-тренние параметры микрокли-мата.

В здании музея, помимо вы-ставочных залов для постоянной и временных экспозиций, как правило, имеются научные отде-ления, реставрационные мастер-ские, архивы, запасники.

Для создания микроклимата музея необходимо применение систем кондиционирования пер-вого класса с коэффициентом необеспеченности не ниже 0,98

или необеспеченностью задан-ных параметров не более 100 ча-сов в год. При этом следует иметь в виду, что затраты на восста-новление утраченных элементов коллекций крайне велики. Соот-ветственно, необходимо надеж-ное резервирование функциони-рования инженерных систем.

Для исключения создания аварийных ситуаций и протечек является недопустимым в ряде случаев нахождение в преде-лах экспозиционных помещений и хранилищ или над ними прибо-ров, трубопроводов или конден-сатопроводов с водой, включая зональные доводчики, фэнкойлы и отопительные приборы.

Таким образом, стандартные решения систем климатизации редко бывают эффективны. Про-ектирование систем обеспече-ния микроклимата музеев имеет свою специфику и требует учета ряда дополнительных существен-ных факторов, незнание которых очень часто приводит, как пока-зывает практика, к системным ошибкам и отрицательному ре-зультату и в конечном итоге не по-зволяет выйти в условиях эксплу-атации на требуемые параметры внутреннего микроклимата.

При отмеченных проблемах в создании эффективных со-временных инженерных систем музея, значительном внимании и больших объемах строитель-ства и реконструкции музейных

В 2017 году НП «АВОК» подготовило первую редакцию рекомендаций «Музеи. Отопление, вентиляция, конди-ционирование воздуха». Рекомендации предназначены для проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и для выбора теплотех-нических характеристик ограждающих конструкций во вновь возводимых, реставрируемых и реконструируемых музейных зданиях и комплексах, а также при размеще-нии музеев в зданиях иного назначения

6

ww

w.a

bok.

ru

комплексов явно ощущается не-достаток в рекомендациях по обеспечению микроклимата му-зеев.

В проект документа вошли: рекомендуемые оптимальные и допустимые температурно-влажностные параметры вну-треннего воздуха помещений музея, расчетные параметры внутреннего воздуха по отдель-ным функциональным зонам и помещениям музея, требова-ния к выбору инженерных систем музеев, особенности организа-ции и проведения монтажных и пусконаладочных работ в му-зеях.

Отдельные разделы проекта предназначены для обеспече-ния микроклимата в помещениях хранилищ, архивов, в том числе кино- и фотоматериалов и доку-ментов на магнитных носителях, кладовых ценностей, включая банковские хранилища с допол-нительными требованиями по безопасности хранения.

Следует учитывать ряд осо-бенностей при организации

температурно-влажностного режима в реставрационных ма-стерских. Стабильный темпе-ратурно-влажностный режим следует поддерживать в зда-ниях библиотек, читальных залах и хранилищах, в том числе в по-мещениях, где находятся древ-ние рукописи.

Современные музейные комплексы относятся к много-функциональным зданиям, пра-вила проектирования которых изложены в ряде нормативных документов. Однако существует ряд дополнительных требований и рекомендаций, в частности, по расположению отдельных зон и мест свободного нахождения посетителей.

Расчетная плотность посети-телей, как правило, из расчета 5 м2 на человека для экспози-ционных помещений, требова-ния по ограничению значений температуры и прежде всего влажности внутреннего воздуха, принятая схема организации воздухообмена являются осно-вой для определения объема

приточного воздуха в экспози-ционное помещение. Отноше-ние полученного воздухообмена к объему помещения является результирующей кратностью и в значительной степени есте-ственно зависит от высоты экспозиционного помещения. Ограничение воздухообмена из-за сложности в прокладке воздуховодов ссылкой на так называемые нормируемые крат-ности воздухообмена для экс-позиционных помещений недо-пустимы.

При работе систем вентиля-ции и кондиционирования в му-зейные помещения попадают взвешенные загрязняющие ве-щества, которые при контакте с художественными объектами могут наносить им существен-ный вред. Помимо внешних ис-точников в самом музее имеется целый ряд внутренних источ-ников загрязнения. Основными загрязнителями являются ми-кроскопические газообразные частицы, в частности двуокись серы, окислы азота и озона,

ru.d

epos

itpho

tos.

com

7

АВО

К 1

–2

01

8

а также твердые взвешенные ча-стицы.

Вредное воздействие окис-лителей на органические ма-териалы выражается в так на-зываемом «преждевременном старении». В некоторых случаях озон может разрывать органиче-ские молекулы, что приводит к об-разованию карбоксильных кис-лот. Данные кислоты обладают свойством усиливать скорость старения тел, на которых они об-разуются, а также объектов, рас-положенных в непосредственной близости. Типичным эффектом воздействия окислителей явля-ются пожелтение, обесцвечива-ние и почернение металла.

Европейским требованием по обеспечению качества микро-климата музеев являются по-стоянный мониторинг газового состава внутреннего воздуха и применение средств молеку-лярной очистки.

Расчетные уровни шума в ос-новных музейных помещениях принимают по действующим нормативам или в соответствии с международной практикой для выставочных помещений с уче-том переменного числа посети-телей из расчета:• NR 35/40 дБа – нормальный

режим,• NR 40/45 дБа – пиковый режим,• NR 45/50 дБа – максимальные

значения.Воздушные потоки вблизи

коллекций должны быть огра-ничены на низком уровне. Высо-кие скорости движения воздуха

способствуют быстрому погло-щению или выделению влаги. Кроме того, сильные потоки воздуха могут привести в дви-жение определенные объекты (такие как картины или холсты), а это может явиться причиной механических повреждений. Практика доказывает, что мак-симальная величина скорости 0,1 м/сек вблизи объектов яв-ляется наиболее безопасной. Параметры воздуха в потоке (струе) должны поддерживаться на среднем уровне и не от-клоняться слишком далеко от среднего показателя. Если кар-тина «привыкла» к температуре 20 °C, а в потоке воздуха рядом с ней температура имеет значе-ние 16 °C, это может повлечь за собой деформации и повреж-дения. Таким образом, скорость воздуха 0,1 м/сек может под-держиваться только в хорошо смешанном воздухе, то есть при стабильной температуре и отно-сительно стабильной влажности воздуха.

Наличие значительной пло-щади наружного остекления фонарей и оконных проемов, расположение разновысотных экспозиционных залов на раз-личных отметках, сложные го-ризонтальные и вертикальные гидравлические связи различно ориентированных по фасадам помещений через открытые ан-филады, холлы, лестницы, при-сутствие открытых пространств перед зданием музея для пря-мого ветрового воздействия

Стандартные решения систем климатизации музеев редко бывают эффективны. Проектирование систем обеспечения микроклимата музеев имеет свою специ-фику и требует учета ряда дополнительных существен-ных факторов, незнание которых очень часто приводит к ошибкам и отрицательному результату

ww

w.a

bok.

ru

8

являются причинами значитель-ной составляющей неорганизо-ванного потока воздуха через ограждающие конструкции зда-ния (инфильтрация и эксфиль-трация), что, в свою очередь, влияет на фактические параме-тры внутреннего воздуха в залах, особенно вблизи ограждающих конструкций.

Инженерные системы музея должны обеспечивать круглого-дичные параметры внутреннего воздуха в режиме нагрева и ох-лаждения в холодный и теплый периоды года, включая и пере-ходный период. Однако для ис-ключения возможных протечек следует ограничить установку водяных приборов отопления и исключить применение фэн-койлов, охлаждающих балок и аналогичного оборудования с дополнительной возможностью образования конденсата в экспо-зиционных помещениях или над ними.

Компенсация трансмиссион-ных теплопотерь через ограж-дающие конструкции здания мо-жет быть реализована по схеме, представленной на рис. 1.

С целью обеспечения требу-емой для музея надежности те-плоснабжения теплообменники и насосные установки всех конту-ров теплоснабжения и отопления предусматриваются со 100 % ре-зервированием.

Вентиляция выставочных залов, хранилищ и помещений работы с экспонатами обеспе-чивается системами вентиля-ции – кондиционирования воз-духа. Максимальная расчетная производительность данных си-стем рассчитывается на ассими-ляцию теплоизбытков и поддер-жание расчетной относительной влажности. Управление работой систем вентиляции/кондициони-рования осуществляется по пока-заниям комнатных термостатов, гигрометров и датчиков СО.

Ошибочным является уста-новка в экспозиционных за-лах и хранилищах зональных доводчиков фэнкойлов ввиду отсутствия возможности кон-троля влажности внутреннего воздуха в допустимом диапа-зоне. Детальное обоснование данного положения с расче-тами подробно представлено

в замечательном новом издании М. Г. Тарабанова «Кондициониро-вание воздуха» [1].

В качестве базовой схемы для построения системы обеспече-ния микроклимата музеев сле-дует использовать предложение Гарри Томсона из руководства «Музейный климат» [2].

Для индивидуального поддер-жания параметров внутреннего воздуха в отдельных экспозици-онных помещениях, в зависимо-сти от фактического числа по-сетителей, в настоящее время используют системы с перемен-ным расходом воздуха с установ-кой соответствующих клапанов VAV.

Системы вентиляции/кон-диционирования воздуха поме-щений выставочного комплекса проектируются с рециркуляцией, при этом объем наружного воз-духа в общем объеме приточного воздуха составляет, как правило, 20 %, но не менее объема, необ-ходимого по действующим сани-тарным нормам.

Оборудование для экспо-зиционных помещений должно иметь 100 % резервирование,

ru.d

epos

itpho

tos.

com

9

АВО

К 1

–2

01

8

или каждое помещение предус-мотрено обслуживать как мини-мум двумя приточно-вытяжными установками, чтобы обеспечить необходимую надежность систем кондиционирования.

Инженерные системы здания музея функционируют в режиме реального времени в условиях пе-ременных как внешних, так и вну-тренних нагрузок. С другой сто-роны, схема обработки воздуха в центральных кондиционерах с учетом выбранной схемы возду-хораздачи должна иметь возмож-ность реализации альтернативных вариантов достижения заданных расчетных параметров воздуха в рабочей зоне. В процессе на-ладки и в дальнейшем при экс-плуатации инженерных систем проводится поэтапная корректи-ровка (более или менее успешная) начальных уставок в контроллерах системы автоматизации.

Следует максимально ис-пользовать возможности как существующего оборудова-ния систем автоматизации, так

и современного программного обеспечения, включая разра-ботку специализированных экс-пертных систем, построенных на обработке накопленной на сервере информации с датчиков температуры и влажности в об-служиваемых помещениях в раз-личные периоды времени, и при-нятые алгоритмы управления инженерными системами.

На основе разрабатывае-мых специалистом по системам обеспечения микроклимата ал-горитмов и соответствующей программы производится кор-ректировка существующего ал-горитма управления инженер-ными системами с последующей оценкой результата по выбран-ным критериям, включая достиг-нутый практически коэффициент обеспеченности параметров вну-треннего воздуха и показатели энергоэффективности на теку-щем шаге итераций.

Ввиду насыщенности здания музея инженерными системами, повышенных к ним требований

в состав проектной документа-ции следует включать и разра-ботку программы комплексных испытаний систем с симуляцией в ряде случаев тепло- и влаго-поступлений для отдельных по-мещений, подтверждающих работоспособность комплекса инженерных систем и отработки алгоритма управления до появ-ления в здании постоянных кол-лекций.

Расчеты процессов обра-ботки воздуха с построением J-d-диаграммы необходимо

Выпускное отверстие для отработанного воздуха

Заслонка для входа свежего воздуха

Заслонка для рециркулируемого воздуха

Зональный увлажнитель

Зона 1

S

S

S

Зона 2

Зона 3

Зональное устройстводля подогрева

Паровой увлажнитель

ФильтрФильтрТ

Охладитель

Главное устройстводля подогрева

Нагреватель

Активированный уголь

Передний фильтргрубой очистки

��Рис. 1. Система замкнутого воз-душного отопления

��Рис. 2. Система кондиционирования воздуха в музее

ww

w.a

bok.

ru

10

выполнить для трех расчетных условий: холодный, теплый и пе-реходный периоды года. Для ми-кроклимата музеев переломным (переходным) периодом, как пра-вило, является зона температур наружного воздуха от –5 до +5 °С, когда возникают необходимость включения холодильных машин и реализация летних алгоритмов обработки воздуха с удалением избыточной влаги.

Следует исключить работу холодильных машин в холодный период года для обеспечения параметров микроклимата му-зеев. Необходимо максимально использовать охлаждающий по-тенциал наружного воздуха.

Важнейшим этапом в про-цессе создания микроклимата музеев являются выполнение пусконаладочных работ и ком-плексные испытания по под-тверждению требуемых по техни-ческому заданию показателей по температуре, влажности и под-вижности воздуха в том числе. Испытания должны покрывать четыре годовых цикла работы инженерных систем, для кото-рых характерны различные ре-жимы обработки воздуха: зимний

(холодный), летний (теплый) и два переходных – весна и осень. Ком-плексные испытания предусма-тривают одновременную работу всех систем, включая вентиляци-онные, тепло- и холодоснабжение, водоснабжение и водоотведение, автоматику и энергоснабжение.

Для проверки и контроля вну-треннего тепловлажностного режима с учетом управления перетеканием внутри здания все вентиляционные системы должны работать в штатном ре-жиме (включая, например, вы-тяжку из санузлов).

С учетом особой важности в достижении заданных пара-метров в экспозиционных залах следует до появления посетите-лей выполнить моделирование (симулирование) с искусствен-ными источниками тепла и влаги в объеме расчетных нагрузок от посетителей в режиме пере-менных нагрузок с отработкой реакции системы автоматизации и подтверждение нахождения из-меняющихся параметров в допу-стимых пределах.

Основные положения на-стоящей статьи учитывают опыт автора по созданию систем

климатизации ряда зданий: ГМИИ им. А. С. Пушкина, Политехниче-ского музея, Средних торговых рядов по адресу: Красная пло-щадь, 5, площадью 72 тыс. м2, для размещения экспозиции, храни-лищ и реставрационных мастер-ских музеев Московского Кремля.

Литература1. Тарабанов М. Г. Кондициониро-

вание воздуха. Ч. 1. М.: АВОК-ПРЕСС, 2015.

2. Томсон Г. Музейный климат. СПб.: Скифия, 2005.

3. Инструкция по учету и хране-нию музейных ценностей, на-ходящихся в государственных музеях СССР. М.: Минкультуры СССР, 1985.

4. Музейное хранение художе-ственных ценностей: Практ. по-собие. М.: ГосНИИРеставрации, 1995.

5. ГОСТ 7.50–90 «Консервация до-кументов. Общие требования». М.: Изд. Стандартов, 1990.

6. СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирова-ние». М., 2012.

7. Стандарт АВОК 1–2002 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена». М., 2002. ∎

Зал № 1

Зал № 2

Зал № 3

Зал № 4

Зал № 5

Наружныйвоздух

Зональный воздухонагреватель

Клапан переменного расхода VAV

Воздухонагреватель

Воздухоохладитель

Увлажнитель

Предфильтр

Угольный фильтр

Шумоглушитель

��Рис. 3. Система с переменным расходом воздуха