NCLZIRE PENTRU BISERICI

nclzirea corespunztoare pentru biserici:

nclzirea prin radiaii termice Sistemele de nclzire montate n biserici i n cldiri din categoria monumentelor istorice trebuie s satisfac cerine deosebit de exigente. n ultimul timp pentru nclzirea bisericilor sunt favorizate tot mai mult sistemele de nclzire prin radiaii termice. Avantajele acestor sisteme sunt bine evideniate ntr-o comparaie fcut cu celelalte sisteme folosite pentru nclzirea bisericilor.

Introducere n trecutul nu prea ndeprtat, (cu cteva decenii n urm) specialitii nu s-au ocupat de nclzirea bisericilor, datorit unor motive cum ar fi: nlimile foarte mari (tiind c aerul cald fiind mai uor, se concentreaz sub

acoperi, zona pardoselii rmnnd rece); grosimile mari ale zidriei, care absorb o cantitate de cldur foarte mare; durata scurt a perioadei de utilizare (timpul foarte scurt pentru care se

necesit nclzire). n prezent, datorit preteniilor de confort, nu se poate atepta de la credincioi, ca pe timpul slujbei religioase s ocupe loc ntr-o "biseric rece ca gheaa". Pe tot timpul slujbei este necesar asigurarea a cel puin +120C, innd seama de faptul c participanii sunt mbrcai n haine de strad.

Lund n considerare aceste restricii, se impune necesitatea asigurrii nclzirii n biserici, dar, pe lng confortul termic trebuie s inem seama i de factorii energetici, economici i de protecie a mediului ambiant. Este necesar foarte mult atenie n alegerea sistemului de nclzire datorit sensibilitii obiectelor de cult la schimbri de temperatur i umezeal. Trebuie evitate situaiile de extrem, att din punct de vedere al temperaturii aerului, ct i din punct de vedere al umiditii, care sunt duntoare obiectelor din lemn i a picturilor murale. Din punct de vedere energetic, o importan deosebit are repartiia de cldur. Cldura este necesar n zona ocupat de credincioi i spaiul trebuie nclzit uniform. Nu este de dorit stratificarea aerului cald sub acoperi, care conduce la o pierdere suplimentar i inutil. Avem de a face cu suprafee nsemnate care absorb cldur - ziduri exterioare masive, stlpi - datorit crora rareori putem obine o situaie de echilibru. O parte nsemnat a cldurii introduse se pierde prin ua de intrare, folosit frecvent naintea nceperii slujbei religioase. Ferestrele bisericilor fiind de obicei cu geam simplu, i prin acestea se pierde o cantitate nsemnat de cldur. De obicei, timpul de prenclzire al bisericilor, prin sisteme clasice, depete cu mult durata de utilizare propriu zis a lor.

Sisteme de nclzire folosite pentru biserici Pn n prezent sistemele de nclzire cele mai frecvent folosite la biserici au fost cele prin aer cald, nclzire de pardoseal sau nclzirea bncilor. n cele ce urmeaz v prezentm o caracterizare a acestor sisteme de nclzire:

nclzirea prin aer cald nclzirea prin aer cald se realizeaz prin generatoare de aer cald cu funcionare pe gaz sau aeroterme pe ap cald. Transmisia cldurii se produce preponderent prin convecie. Generatorul de aer cald absoarbe aerul i prin trecerea printr-un schimbtor de cldur o nclzete. Transmiterea cldurii ctre persoane i obiecte se produce prin intermediul aerului din ncperea respectiv. Datorit vitezei de circulaie mari a aerului se favorizeaz producerea de praf i curent. n cazul bisericilor cu nlimi interioare mari se produce fenomenul stratificrii

aerului cald sub tavan. Conform studiilor efectuate s-a ajuns i la diferene de temperaturi de pn la 160C (n cazul bisericilor cu nlimi de 14 m). Datorit concentrrii aerului cald sub tavan, zona apropiat pardoselii (zona picioarelor) rmne rece. n cazul n care se dorete obinerea unei temperaturi convenabile n zona de edere este necesar introducerea de energie suplimentar pentru nclzirea ntregului volum de aer din biseric. Zidurile i stlpii masivi din biseric rmn reci i continu s rceasc atmosfera interioar. Dac dorim s evitm acest fenomen (efectul suprafeelor reci) este necesar ridicarea suplimentar a temperaturii, fapt ce conduce la un timp de prenclzire nsemnat a spaiului respectiv i implicit la un consum de energie suplimentar.

n sfrit, nu sunt de neglijat nici inconvenientele de ordin constructiv. Caracterul constructiv al bisericilor de obicei exclude varianta montrii unui canal voluminos prin care s se distribuie aerul cald n zonele unde se necesit nclzire. n cazul aerotermelor pe ap cald, acestea necesit o ncpere (sala cazanului) i utilaje (cazanul), pentru prepararea agentului termic (apa cald).

nclzirea prin pardoseal Montarea unui astfel de sistem de nclzire n cazul bisericilor existente necesit o intervenie nsemnat. De obicei, nu se admite spargerea pardoselii din mozaic care, n multe cazuri, face parte integrant a monumentului istoric. Desfacerea unei astfel de pardoseli, chiar dac s-ar permite, ar conduce pe lng o lucrare voluminoas att cantitativ, ct i n durat de execuie, la o cantitate de moloz mare i inevitabil la degajare de praf, care n continuare ar duna obiectelor preioase din interiorul bisericii (obiecte de cult din lemn, picturi murale, etc.) Un asfel de sistem de nclzire, chiar dac s-ar realiza, ar prezenta mari dificulti n ce privete reglajul optim, datorit ineriei termice mari al pardoselii i duratei de funcionare relativ scurte. Din punct de vedere al confortului termic, un astfel de sistem este foarte avantajos datorit existenei unei pardoseli calde (mai cald dect aerul din biseric), dar din celelalte puncte de vedere, economic i tehnic, ar fi foarte costisitor i greu, dac nu chiar imposibil de realizat n condiii optime.

nclzirea bncilor Este o metod rspndit pentru nclzirea bisericilor. Suprafaa de nclzire este n imediata apropiere a credincioilor. Datorit suprafeei mari a sistemului de nclzire, a temperaturii relativ ridicate a acesteia i a suprafeelor mari, voluminoase, care sunt reci, inevitabil se produce o circulaie a aerului de jos n sus care d natere la un fenomen de curent n zona de edere a credincioilor. Circulaia de aer este determinat de geometria cldirii i de diferenele de temperatur ntre suprafaa sistemului de nclzire i a suprafeelor mari nenclzite ale construciei. Perioada de funcionare a unui astfel de sistem de nclzire este foarte scurt, care conduce ntr-adevr la o economie de combustibil, dar nu reuete n perioada de funcionare s nclzeasc suprafeele care delimiteaz construcia (pereii bisericii). nclzirea aerului interior este ngreunat i de existena umiditii n aer, care se datoreaz uscrii hainelor participanilor la slujb de sistemul de nclzire foarte apropiat de acetia (mai ales pe timp de iarn) i cedrii obinuite de umezeal, aburi (prin respiraie) de ctre participanii numeroi. Pereii masivi i reci asigur condiii favorabile pentru producerea condensrii aceastei umezeli datorit circulaiei de aer cald de jos n sus amintit anterior. Acest condens conine att praful de pe haine, ct i pe cel din interiorul cldirii, care este antrenat de circulaia aerului cald spre perei. Acest fenomen conduce inevitabil la degradarea n timp a picturilor murale i a obiectelor din lemn.

nclzirea prin radiaii termice panouri radiante infra-roii cu funcionare pe baz de gaze sau radiante infra-roii pe energie electric

nclzirea prin radiaii termice= tehnologie natural Radiaia este o form particular de transmitere a energiei prin unde infra-roii. Toate corpurile cu temperatur mai mare de zero absolut (- 2730 C) emit energie termic sub form de unde infraroii (...aceeai modalitate ca soarele) din cauza vibraiei atomilor ce constituie corpul nsui. Radiaia se transmite de la corpurile mai calde spre corpurile mai reci. Aceasta se transform n cldur cnd vine n contact cu un corp absorbant. Strbate spaiul cu viteza luminii i nu nclzete volumul de aer nconjurtor. Principiul permite obinere de economii nsemnate n condiii de confort optim n zonele de lucru. Numai nclzirea Soarelui este mai bun dect nclzirea prin aparate radiante, pentru c este o surs de energie interminabil i nu cost nimic.

nclzire prin aer cald nclzire prin radiaii termice

n vederea obinerii confortului termic confortul termic se asigur doar este necesar nclzirea ntregului n zona de edere volum de aer

Tehnologia nclzirii prin radiaii termice a preluat i a industrializat principiul de la Soare. n cazul nclzirii prin radiaii termice, temperatura aerului din spaiul nclzit este n mod obinuit cu 2 4 0C (dar se poate ajunge i la 6 0C) mai mic dect temperatura perceput de persoanele aflate n spaiul respectiv. Acest fenomen se datoreaz faptului c se produce nclzirea obiectelor, corpurilor din acel spaiu i nu a ntreg volumului de aer. Datorit acestui fenomen rezult urmtoarele: aerul rmne prospt i plcut

se reduce cu mult posibilitatea apariiei condiiilor pentru condensarea umiditii pe perei, datorit diferenei de temperatur mult mai mici dintre aer i perei. Astfel obiectele de cult din lemn i picturile murale rmn protejate.

timpul de prenclzire foarte scurt, cldura devine perceptibil n doar cteva minute dup pornirea aparatelor.

nu se pierde energie i nici combustibil pentru nclzirea aerului din ncpere, lucru care conduce la o economie de combustibil gazos, care la astfel de lucrri executate, conform bibliografiei de specialitate menionate anterior, au ajuns i pn la valoarea de 50 %.

Panouri radiante infra-roii cu funcionare pe baz de gaze (naturale sau propan)

Arderea amestecului de gaz i aer se produce la nivelul plcuelor ceramice ale panoului. Temperatura suprafeei de ardere este de aproximariv 850900 0C. La aceast temperatur se produce emiterea de unde electromagnetice cu lungimea de und care se ncadreaz att n domeniul undelor infraroii ct i n cel al undelor vizibile (de aceea aparatele se mai numesc i "panouri radiante luminoase"). Reflectorul aparatului permite concentrarea cldurii, dirijarea ei n zona dorit unde se afl persoanele din ncperea respectiv. Componentele electronice ale panourilor radiante asigur ca att aprinderea, ct i funcionarea, s se produc n condiii de deplin siguran. Aparatele au fost introduse ntr-o carcas din tabl de oel emailat pentru a evita "aspectul industrial" i a se putea integra n arhitectura interioar a lcaului de cult nclzit. Accesoriile disponibile fac posibile adaptarea soluiei de montaj la situaia existent, suspendare de tavan sau amplasare pe perei. Realizeaz o economie anual de combustibil i implicit de energie cuprins ntre 20% i 50%; valorile superioare corespund spaiilor nclzite mai nalte.

Economia anual de gaze combustibile realizat de sistemul radiativ fa de cel convectiv de nclzire, n funcie de nlimea spaiului nclzit:

Panouri radiante infra-roii cu funcionare pe baz de energie electric

Principiul de nclzire al panourilor radiante electrice este identic cu cel al radiantelor pe gaz, ns difer doar modalitatea prin care se produce radiaia infraroie i lungimea de und a undelor electromagnetice care formeaz radiaia termic. n cazul panourilor radiante electrice, sursa radiaiei infraroii este filamentul tungsten al unei lmpi halogene cu cuar. Radiaiile infraroii dup lungimea lor de und pot fi subdivizate n radiaii infraroii de und scurt IR-A (lungimea de und 800-1.400 nm), de und medie IR-B (lungimea de und 1.400-3.000 nm) i de und lung IR-C (lungimea de und 3.000-10.000 nm). Sursele tipice ale radiaiilor infraroii de und scurt (IR-A) sunt lmpile incandescente i lmpile halogene. De ce radiaii infraroii de und scurt ? Acestea strbat spaiul (aerul) mai uor, fr pierderi. Astfel, efectul lor se percepe ntr-un timp foarte scurt, cca. 1 secund i eficiena lor este de 92%. Un exemplu pentru explicarea principiului de funcionare al acestor aparate este: efectul creeat, n cazul ieirii din umbr la soare. Dei temperatura aerului este aceeai, percepia de cldur la soare este mai nalt. Acest fenomen face posibil plaja n zilele de iarn nsorite, dei temperaturile sunt joase.

Radiaia infraroie de und lung nu creeaz acelai efect, percepia de cldur se face mai trziu. Aparatele fiind de dimensiuni reduse i foarte uoare (cca. 1kg), nu ridic nicio problem de amplasare. Pot fi montate pe perei (fig.2.), candelabre sau cabluri ntinse (fig.1). Datorit asemnrii cu corpurile de iluminat pot fi integrate perfect n architectura interioar a bisericilor.

Funcionarea lor este lipsit complet de emitere a unor substane (gaze de ardere, orict de puine cantitativ), astfel nct nu prezint nici un pericol pentru picturile murale i obiectele de cult din biseric i nu implic realizarea unui schimb de aer natural pentru evitarea acumulrii gazelor i a formrii condensului (unde este cazul). Adoptarea unei soluii de nclzire cu radiante electrice prezint un avantaj nsemnat, pot fi alimentate, fr modificri ale instalaiei interioare, de surse alternative de energie electric cum ar fi panouri solare voltaice i turbine eoliene. Obiectivul nclzit dobndete astfel independen energetic de furnizorii actuali de energie electric.

Avantajele sistemelor de nclzire radiante Fa de sistemele de nclzire convective, tradiionale, nclzirea prin radiaii termice prezint o serie de avantaje:

concentreaz maximum de energie termic la nivelul zonei de edere,

nclzind partea de jos a incintei, temperatura pardoselii fiind mai ridicat; temperatura resimit (efectiv) va fi aceeai ca la sistemele convective,

dar la o temperatura a aerului mai sczut cu 2-4 oC fa de sistemele convective, aerul rmnnd proaspt i plcut

viteza aerului, n interiorul incintei se ncadreaz n zona optim de confort, evitnd antrenarea particulelor de praf sedimentabil;

gradientul de temperatur pe vertical nu depete 0.2 oC/m, realiznd cu prisosin criteriul de performan care impune ca diferena de temperatur pe vertical ntre temperatura aerului msurat la nivelul capului i la nivelul gleznelor, pentru o persoan n picioare i respectiv pentru o persoan aezat, trebuie s fie mai mic de 3oC, preferabil 1,5 oC.

reducerea mbolnvirilor datorit disconfortului termic sau altor parametrii nesatisfctori ai microclimatului interior;

condiii bune de mediu i de edere, deoarece funcionarea panourilor radiante sunt lipsite de zgomot,

atingerea strii normale de funcionare ntr-un timp extrem de redus, de ordinul minutelor;

permite nclzirea local, zonal sau general a unui spaiu; ofer posibilitatea realizrii unei temperaturi de gard, necesar protejrii

obiectelor sensibile; reacioneaz rapid la influentele climatului exterior al incintei nclzite; sistemul de reglare a energiei termice faciliteaz gestionarea energo-

economic, permind corelaia permanent ntre necesarul de cldur al spaiului nclzit i aportul instalaiei de nclzire;

construcie robust, durat mare de via, greutatea redus a echipamentului i faptul c nu necesit amenajarea de spaii instalaii anexe (central termic, co de fum);

instalaia este uor de executat datorit numrului mare de prefabricate a componentelor de baz;

exploatarea instalaiilor de nclzire radiante poate fi complet automatizat. Extras din : GHID PENTRU INCLZIREA PRIN RADIANTE A INCINTELOR CU VOLUM MARE. BAZELE TEORETICE SI EXPERIMENTALE de Dr.ing.ec.IOAN CALDARE, ef lucrri universitar, UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAOV

Biserici nclzite prin radiaii termice: Biserica ortodox Scele, jud.Braov radiante pe gaz 2002 Biserica reformat Zalu radiante pe gaz 2003 Biserica Rom-catolic Sfntu Gheorghe radiante pe gaz 2004 Biserica ortodox Sngeoriu de Pdure, jud.Mure radiante pe gaz 2005 Biserica reformat Srmag, jud.Slaj radiante pe gaz 2005 Biserica Rom-catolic Media radiante pe gaz 2005 Performane nregistrate: La Biserica ortodox din Sngeorgiu de Pdure, jud.Mure, n urma accesului la date (consumurile de gaze naturale) i a prelucrrii lor, au rezultat urmtoarele grafice: Figura.1. consumurile de gaze naturale n perioada dinaintea modernizrii sistemului de nclzire, noiembrie 2004 decembrie 2005 Figura.2. consumurile de gaze naturale dup modernizarea sistemului de nclzire, perioada ianuarie 2006 martie 2007.

Fig.1 Fig.2

Concluzie: Consumurile de combustibili au sczut cu aproximativ 30% prin schimbarea soluiei de nclzire din cea convectiv (sobe de teracot) n cea prin radiaii termice (panouri radiante infraroii pe gaze).

Bibliografia folosit:

Ghid pentru nclzirea prin radiante a incintelor cu volum mare. Bazele teoretice si experimentale de dr.ing.ec.ioan caldare, ef lucrri universitar, Universitatea TRANSILVANIA Braov

Revista de specialitate de instalaii n construcii Magyar pletgpszet ediia XLIV din Ungaria

Trgu Mure, la data de 25.01.2009 ing. Kble Istvn

Coperta_NCLZIRE PENTRU BISERICI.pdfIncalzirea bisericilor - studiu 26012009.pdfIntroducereSisteme de nclzire folosite pentru bisericinclzirea prin aer caldnclzirea prin pardosealnclzirea bncilor

nclzirea prin radiaii termice panouri radiante infra-roii cu funcionare pe baz de gaze sau radiante infra-roii pe energie electric

Avantajele sistemelor de nclzire radiante