Можно ли использовать исторические инженерные коммуникации?

Во время капитального ремонта или реконструкции старых зданий в зоне внимания проектировщиков и строителей оказываются исторические инженерные коммуникации — внутристенные воздуховоды и дымоходы. «Рационально ли восстанавливать их функции или можно решить проблемы вентиляции современными средствами?», задает вопрос корреспондент журнала «Промышленно-строительное обозрение».

На протяжении столетий при проектировании и строительстве зданий были разработаны оригинальные конструктивные решения систем вентиляции и отопления. Они помогали зданию реагировать на изменение влажности, температуры, ветровых нагрузок и в то же время обеспечивать комфортную среду обитания. Так, проблема подачи свежего воздуха решалась не только инфильтрацией через окна или двери. Основной воздухообмен создавался с помощью внутристенных воздушных каналов, при этом в холодное время года поступающий в помещения воздyx прогревался теплом от дымоходов: чередовались с вентиляционными каналами.

Воздушные каналы в капитальных стенах каждого здания, если они сохранялись после перепланировки и ремонта, тянутся на сотни метров. Обследования, которые проводили специалисты ООО «Чимни», показали, что обычные жилые дома в историческом центре Санкт-Петербурга насчитывают до 120 внутристенных каналов в каждом подъезде в зависимости от этажности и назначения здания. В процессе реконструкции комплекса зданий Конституционного суда были выявлены и восстановлены 86 внутристенных воздуховодов в доме Лаваль, 106 — в здании Сената, 182 — в доме 3 на Галерной улице общей протяженностью более 4 ООО метров. Конструктивные особенности этих систем, которые пронизали все здание снизу доверху, предусматривали обслуживание и постоянный уход. Например, в доме 3-5 на Большой Морской улице система естественной вентиляции включает в себя большие пылесборники, расположенные внутри стен, и многочисленные прочистные карманы.

Обязательным было также устройство вентиляции межэтажных перекрытий в виде полостей и каналов для просушки и проветривания конструкций зданий. — Такое внимание к воздухообмену в старых зданиях обусловлено в основном печным отоплением, — оно применялось для теплоснабжения домов до появления централизованного парового отопления, то есть вплоть до середины прошлого века, — поясняет Алексей Зубов, коммерческий директор компании «Проф-Сервис», которая специализируется на обследовании, восстановлении и обслуживании вентиляционных систем. — Для эффективной работы печей и каминов были необходимы как минимум два канала — вытяжной и приточный. Дополнительно для притока воздуха на фасадах зданий устраивались так называемые продухи. Дымоходные каналы дополнительно оборудовались регулируемыми заслонками, которые обеспечивали необходимый режим вытяжки, и другими устройствами для чистки, и обслуживания.

Так как печи устанавливали не в каждой комнате, то для прогрева соседних помещений при строительстве закладывали жаровые внутристенные каналы, по которым поступал теплый воздух. Иногда такая печь размещалась на первом этаже или в подвале, жаровые каналы выходили на все этажи, а подогретый воздух распределялся по комнатам через декоративные решетки в полу и стенах. Отопление такого типа до сих пор сохранилось в некоторых исторических зданиях. Например, в музейных помещениях Эрмитажа воздухораспределительная сеть поддерживается в действующем состоянии и успешно интегрирована в общую систему поддержания микроклимата с поправками на автоматические методы регулировки и современные калориферы вместо печного отопления.

Особенно умелого и выверенного инженерного подхода к вентиляции и отоплению требовали сложные по архитектуре и конфигурации здания. Например, культовые сооружения с высоким и объемным внутренним пространством, где зона поддержания заданных параметров микроклимата составляет обычно незначительную часть от общего объема. В здании Свято-Троицкого собора, как показали результаты обследования инженерных систем в процессе реставрации, нагретый несколькими печами в подвале воздух разводился при помощи внутристенных жаровых каналов. При большом скоплении людей, когда требовалась вентиляция, открывались воздухоприводимые жаровые каналы, а при малой численности народа воздушное отопление осуществлялось при помощи обратных каналов, которые служили для циркуляции комнатного воздуха.

В подвальных помещениях были устроены вытяжные вентканалы, которые соединялись с дымоходами печей, что увеличивало их вытяжную способность, а также горизонтальные каналы, которые выходили на кровлю в виде воздуховода с дефлектором. Приток воздуха в летнее время происходил через отверстия под папертями (по 10 отверстий в южном, северном и западном приделах, 20 отверстий — в восточном) и лестницами собора (по 117 отверстий в каждом приделе) с подветренной стороны. В зимний период эти отверстия служили для обогрева ступеней собора, что препятствовало их обледенению. Кроме того, свежий воздух поступал в зал собора через продухи на фасаде здания в так называемые круглые помещения, которые использовались для регулирования температуры в основном помещении.

Для отведения воздуха предусматривались щели в своде между первым и вторым ярусами. Существовали и вытяжные каналы для удаления воздуха: на первом ярусе они соединялись с дымоходами от печей и выходили на кровлю в виде труб. Для просушки и проветривания массивной части стен здания в период строительства были предусмотрены горизонтальные каналы в подвальных помещениях и на чердаке. Для просушки и проветривания барабанов малого купола — пространство в кладке с горизонтальными выходами. Кроме того, для отопления воздуха на уровне второго яруса малых куполов были установлены по две печи в каждом из приделов с выведением продуктов сгорания через кирпичные короба. Таким образом, собор обладал тщательно продуманной естественной системой вентиляции и печного отопления, которая могла легко регулироваться в зависимости от изменений внешней среды.

Но можно ли использовать сохранившиеся воздушные магистрали старых зданий для современных нужд? Будут ли они также эффективны, как столетие назад? С наступлением промышленной революции в оснащении зданий появились механические и электроприводные системы, способные управлять параметрами микроклимата. По словам руководителя проектной мастерской Екатерины Литовой, принудительная вентиляция в зданиях начала использоваться с появлением электричества: в здании Большого Гостиного двора уже во второй половине XIX века была установлена принудительная вентиляция. В ходе реставрации дворца Михаила Романова на Адмиралтейской набережной, в доме 8 были выявлены вентиляционные каналы, приспособленные и для естественного и для принудительного воздухообмена.

Устройства для кондиционирования воздуха, изначально создаваемые для обеспечения производственных технологических процессов, также очень быстро шагнули за пределы промышленных предприятий. В 20-е годы в больших театральных залах и аудиториях впервые появились простейшие системы кондиционирования воздуха, а со второй половины позапрошлого века здания стали оснащать системой воздуховодов для подачи как нагретого, так и охлажденного воздуха. По мере того как старинные здания превращались в музеи, стандартом становились также системы увлажнения воздуха. Постепенно предусмотренные при строительстве инженерные системы, рассчитанные на естественный воздухообмен и печное отопление, утрачивали свое назначение и наряду со зданиями подвергались перестройкам и перепланировкам.

— Проложенные в стенах воздуховоды без надлежащего ухода разрушаются, поскольку поверхность кирпичей и известковый раствор на протяжении лет подвергаются эрозии, воздействию агрессивных сред, перепадам температур, атмосферным осадкам, — комментирует ситуацию Алексей Зубов. — При обследовании старых вентиляционных каналов можно обнаружить внутри проломы, завалы, наслоение пыли и мусора. Такие каналы могут стать источником распространения микробов, бактерий, плесеневых грибков, токсичных веществ. Запущенное состояние каналов грозит не только нарушением гигиены помещений или перетоком воздуха из помещения в помещение, но и неконтролируемым распространением дыма и огня при пожарах. Несмотря на санитарную и пожарную опасность, мало кто готов всерьез уделять внимание состоянию старых вентиляционных каналов. Вопрос детального обследования внутристенных воздуховодов и дымоходов возникает при капитальном ремонте или реконструкции, когда для финансирования нужно выполнить и представить сметные расчеты, в том числе на ремонт или восстановление каналов как элементов конструкции здания. По подсчетам специалистов, стоимость работ, связанная с обнаружением, обследованием, составлением проектной документации и дальнейшим ремонтом, обычно не превышает 10% от общей стоимости сметы на капитальный ремонт. Сумма зависит от количества каналов, их конфигурации, полноты проведения восстановительных работ и от требований заказчика.

Современные материалы и технологии позволяют исследовать неразрушающими методами состояние каналов внутри стен и перекрытий и привести их в рабочее состояние: очистить от многолетних наслоений пыли и мусора, обработать поверхности специальным штукатурным составом, обеспечить обслуживание. Вопрос в другом: будет ли восстановленная естественная вентиляция востребована для дальнейшего использования? В среде строительных компаний, которые ведут реставрационные работы, отношение к вопросам восстановления старых инженерных систем неоднозначное.

— Иногда выявленные внутристенные каналы бетонируют для усиления несущих конструкций, — рассказывает Алексей Зубов. — Еще проще для генподрядчика полностью перейти на механическую приточно-вытяжную систему, особенно если при большом объеме поврежденных каналов их реставрация, по его оценке, не всегда рентабельна. Хотя, как показывает опыт, стоимость восстановления естественной вентиляции всего здания сопоставима с приобретением и монтажом 2-3 небольших приточно-вытяжных установок. Еще одним аргументом против восстановления является тот факт, что помещения неоднократно подвергались перепланировке, конструкции стен, окон, полов и потолков менялись, поэтому прежние вентиляционные каналы не всегда нужны в полном объеме. Или наоборот: их сечения уже недостаточны для полноценного воздухообмена, и без дополнительных воздуховодов все равно не обойтись.

С другой стороны, при создании инженерных сетей зачастую приходится сталкиваться с рядом трудностей, связанных с особенностями архитектурных памятников. Это и отсутствие вспомогательных технических площадей, и большая толщина стен, и наличие сводов, живописи, декора, а также отсутствие закладных и проходных деталей. Проектные решения для исторических зданий чаще всего индивидуальны. Тем не менее сложился общий подход к проектированию систем создания микроклимата. Он отработан при выполнении схожих проектов, анализе фактических режимов работы и опыте сервисного обслуживания инженерных систем. Как правило, в старых зданиях есть ограничения по габаритным, акустическим, мощностным характеристикам, по конструкции и типу воздухораспределительных устройств, допустимым потребляемым мощностям и тому подобное. Дополнительные ограничения при проектировании современных инженерных систем накладывают контролирующие органы.

— Проектировщики придерживаются методов сохранения и восстановления существующих инженерных систем, максимально используя имеющиеся технические и конструктивные возможности, заложенные при его строительстве: продухи, вентиляционные каналы, дымоходы, — рассказывает Екатерина Литова. — Основой для разработки проекта новой системы служит изучение существующих условий микроклимата в здании и, по возможности, использование уже имеющихся элементов инженерных систем и исторического интерьера. Для правильного решения этих вопросов проектировщики подробно знакомятся с материалами архитектурного исследования и сами принимают в них участие. Авторы проекта реставрации участвуют в выборе или согласовывают типы используемых приборов, места их установки, прокладки коммуникаций. Вся эта работа требует корректировки непосредственно на объекте. В то же время, по словам специалиста, нельзя не учитывать изменения в функциях и назначении здания: может оказаться, что существующие системы не соответствуют требованиям современных строительных нормативов и их придется проектировать с учетом новых условий. Но это не исключает сохранение элементов естественной вентиляции там, где это возможно и оправданно. Например, можно использовать в качестве воздуховодов элементы старой конструкции (внутристенные каналы, каминные и печные трубы) для вытяжки и притока воздуха.

Так, во время ремонта Александринского театра в 1932 году многие исторические инженерные решения были нарушены или переделаны. Тем не менее во время реставрации в 2005 году выяснилось, что система вентиляции, которая была заложена при строительстве этого здания и ни разу с того времени не ремонтировалась, находится в действующем состоянии. После очистки и восстановления эта система начала работать совместно с современной принудительной вентиляцией. Надо отметить, что эксплуатационные расходы не всегда оказывают влияние на выбор системы. Энергосбережение также не самый критичный аргумент в пользу естественной вентиляции. Тем не менее временно неработающая вентиляция (в отсутствие посетителей в музеях, ночью, в выходные дни) сразу сказывается на качестве воздуха. В этих случаях естественная вентиляция может быть кстати: она без энергозатрат может работать круглосуточно, обеспечивая просушку стен и подвалов, препятствует старению конструкций и нормализует микроклимат всего здания.