Палладио

Прогрессивные материалы для внутренних покрытий в зданиях с целью регулирования климатических условий в 21 веке.

Андреа Палладио. Имя этого итальянского архитектора 16 века, гениального проектировщика зданий с эффектом охлаждения, взято здесь для того, чтобы показать синтез старого и нового, а также важность материалов для внутренней отделки в качестве составной части систем управления климатом в зданиях.

Многим специалистам, особенно в странах с северным климатом, становится все более очевидным, что процесс незаметной замены традиционных материалов покрытий для зданий, обладающих гигроскопическими свойствами (в основном таких органических материалов как древесина, глина, бумага, меловые краски и отделочные материалы и т. д.) на современные материалы для поверхностей, которые инертны по отношению влаги (стекло, сталь, бетон, синтетические краски и т. д.) остается недостаточно изученным.

Ученые нескольких, занимающих передовые позиции институтов в настоящее время ведут исследования о воздействии на внутренний климат материалов зданий путем сравнения, например, деревянных зданий со зданиями из бетона, при этом нет сомнения в том, что имеется в наличии множество преимуществ в смысле внутреннего климата при использовании прогрессивных отделочных материалов для усиления процессов «естественного охлаждения/нагрева, естественного увлажнения/осушения воздуха». Количество таких исследований в северных странах, в частности, увеличивается.

Многие проводимые в настоящее время исследования представляются в широком понимании как упрощенные, в основе которых, как полагают, лежат практические мероприятия низкого технологического уровня, в то время как в Зимнем дворце архитектор Растрелли продолжил традиции Палладио, спроектировав изящную систему «кондиционирования» эпохи Ренессанса.

Подобные системы, если их можно назвать таковыми, позволяют получить синтез художественного оформления, архитектуры и инженерных систем, используя поверхности помещений как по их содержанию (выбор материалов), так и по форме (в виде разного рода сложных форм — колонн, балюстрад и т. п.), что увеличивает площадь поверхности в 2—3 раза по сравнению с плоскостью и обеспечивает взаимодействие с влажностью наружного воздуха и тем самым регулирование внутреннего климата.

Первоначальная система охлаждения в Зимнем дворце, таким образом, не является отдельной инженерной системой, и она даже не является системой, соединенной с архитектурой — она представляет собой часть самого здания.

Это не было бы возможным, если бы здание было построено из камня, как в «классической» конструкции, или из бетона, как в «современной» конструкции, в то время как кирпич, штукатурка, фрески или их современные аналоги являются в этом смысле идеальными.

В историческом аспекте произошло так, что каменщик стал архитектором Палладио, который произвел революционное изменение, применив взамен дорогого камня более дешевую его имитацию, при этом некоторые источники свидетельствуют о том, что даже фрески таких художников как Паоло Веронезе явились лишь дешевым способом создания такого же впечатления как от гобеленов, которые были необходимы для утепления холодных каменных поверхностей.

Имеется 3 конкретные физические особенности таких систем кондиционирования воздуха эпохи Ренессанса:

Устойчивость климата достигает своего максимального значения путем использования высококачественных материалов, волнистых поверхностей (или иных методов увеличения площади поверхности, таких как статуи, предметы интерьера и т.п.), а также соответствующих отверстий для наружного воздуха, при этом надо отметить, что системы под названием «Форточка» и «Растрелли» лучше всего подходят для данной цели.

Принципиальными научными понятиями являются диффузия, испарение и конденсация влаги из наружного воздуха или в нем с наружных поверхностей или на них. Такой массовый перенос влаги, как его именуют, регулируется парциальным давлением влаги в наружном воздухе по отношению парциального давления воздуха в помещениях.

Испарение с внутренних поверхностей помещений (в дневное время) приводит к охлаждению поверхностей и охлаждает воздух, а также ограничивает естественное уменьшение уровня влажности. Конденсация на поверхностях (в ночное время) приводит к нагреву поверхностей и воздуха и этим ограничивается увеличение уровня влажности.

Физик Джон Дальтон открыл в 1801 году основные законы диффузии газов, однако, этот метод диффузии использовался уже в течение столетий. Он еще действует в народной архитектуре во многих местах в мире, но уступил место модернизму в 20 веке.

Хорошо известно, что роса выпадает ночью и исчезает через несколько часов после восхода солнца. Относительная влажность наружного воздуха является наибольшей в ранние часы суток и наименьшей в первые часы после полудня. Разумеется, кроме тех случаев, когда идет дождь или стоит туман, но в подобных случаях охлаждение едва ли столь необходимо. Подобные естественные колебания состояния наружного воздуха могут взаимодействовать с внутренними поверхностям через диффузию влаги через отверстия в окнах или воздушные каналы.

Красивый характер данной системы в том, что она обладает само-регулированием: чем выше поднимается температура воздуха в течение дня, тем меньше относительная влажность и тем больше будет испарение с материалов поверхностей, так что внутренняя температура всегда будет ниже наружной.

Моя мать, когда была совсем юной, работала в 30-х годах 20 века в библиотеке Корнедо в г. Виченца в Италии — это здание 16 века типа зданий Палладио, но неизвестного архитектора. Она вспоминала впоследствии, что во время обеденного отдыха местные жители специально приходили в прохладное здание библиотеки.

Конечно,  для того, чтобы эта система работала, требуются многочисленные предварительные условия, а поэтому важно отметить взаимозависимость всех пунктов статьи «Метод регулирования климата в Эрмитаже».

Бесполезно пытаться применять данную особенность метода Палладио,  не имея соответствующего затенения от солнца (см. статью «Матисс»), не устраняя тепловое загрязнение (статья «Teхас»), или без прозрачности воздуха (влажность) (см. статьи «Форточка» и «Растрелли»).

Во времена Франческо Бартоломео Растрелли и Джона Дальтона имелось мало материалов для экспериментов и оптимизации этого процесса. В настоящее время многочисленные специалисты разрабатывают такие материалы или составы, а изготовители материалов с гигроскопическими свойствами осуществляют их сбыт.

Например, специальный вид глины «Бентонит» в сочетании с древесными волокнами является примером высокоэффективного гигроскопичного материала, который проходит в настоящее время испытания, однако традиционные материалы здания Эрмитажа соответствуют требованиям, если только они не покрыты пленкой синтетической инертной краски вместо обычной краски на основе мела.

Зимний дворец все еще в основном содержит первоначальные материалы и если музей сохранит верность таким материалам и воздержится от соблазна применить современные синтетические краски, то свойства здания могут быть сохранены и использованы вновь.

В 1997 году при проведении измерений климатических условий в помещениях их результаты можно было объяснить только путем применения коэффициентов обмена влаги к расчетам баланса тепла и влаги. Как ни парадоксально, но во всех современных методах расчетов такие алгоритмы не учтены, в то время как простое объяснение этому заключается в том, что эти алгоритмы считаются ненужными, поскольку большинство материалов в 21 век, которые применяются для отделки поверхностей,  не обладают гигроскопическими свойствами и моделирование и расчеты, поэтому невозможны.

Материалы для внутренних поверхностей с гигроскопическими свойствами имеют много преимуществ при использовании в зданиях, но они еще недостаточно изучены.

В жилищах, например, гигроскопические материалы могут эффективно ограничивать высокие уровни относительной влажности (это свойство называется «буфферизацией»), устраняя тем самым конденсацию влаги на поверхностях и рост плесени, которая вызывает многочисленные проблемы для здоровья людей. В то же самое время путем ограничения высокого уровня влажности становится не нужным приточное вентилирование, а достаточно лишь иметь вспомогательную вентиляцию, сберегая тем самым энергию.

Можно с уверенностью сказать, что существует необходимость разработки современных представлений о материалах для интерьеров зданий и воссоздать технику Ренессанса.

Этим объясняется выбор названия для описания данных видов прогрессивных материалов для отделки поверхностей,  взяв для этого имя великого итальянского архитектора эпохи Ренессанса, который перешел от строительства зданий из камня к применению кирпича и штукатурки, от инертных материалов к «живым» материалам — это название: «Палладио».

Серджио Фокс

Наверх