Na wstępie, należy zastanowić się, czy budynki sakralne (w tym kościoły) należy ogrzewać? Każdy człowiek wytwarza i oddaje do otoczenia około 100 W/h ciepła. Człowiek czuje się najlepiej, gdy jego bilans energetyczny jest zrównoważony. Czyli dokładnie tyle oddaje ciepła do pomieszczenia, ile wytwarza. W chłodnym kościele człowiek z reguły oddaje więcej ciepła. Przykładowo przy temperaturze wewnętrznej 2°C i zimowym ubraniu człowiek oddaje średnio pomiędzy 110 a 120 W ciepła. Ponieważ nie produkuje tyle ciepła, jego organizm znajduje się w defi cycie energetycznym i zmniejszone krążenie w stopach czy dłoniach powoduje ich marznięcie. 

Aby osoba nie odczuwała chłodu w kościele musi znajdować się w równowadze energetycznej. Oznacza to, że defi cyt 10÷20 W musi być zniwelowany. W praktyce odbywa się to przy zastosowaniu systemu ogrzewania.

Ogrzewanie kościołów

Aby osoba znajdująca się w kościele oddawała mniej energii do otoczenia musi być ono ogrzewane – analogicznie jak w domach, mieszkaniach czy biurach. Ekonomicznym uwarunkowaniem takiego ogrzewania jest odpowiednio dobra izolacja termiczna budynku, ale i wybór systemu grzewczego. Musi on być możliwie tani, ale i skutecznie wprowadzać ciepło do pomieszczenia. W budynkach sakralnych pojawiają się jednak jeszcze dodatkowe wymagania, które w innych wspominanych pomieszczeniach zazwyczaj nie występują. Chodzi o ochronę zabytkowej substancji budynku oraz zabytkowego wyposażenia oraz ochrona organów.

Dodatkowymi wymaganiami dla systemu grzewczego w kościele są: 

• niewielka ingerencja w substancję budynku;
• brak widocznych i przeszkadzających urządzeń w przestrzeni kościoła; 
• spełnienie wymagań wytycznych ochrony zabytkowych przestrzeni;
• niskie koszty inwestycyjne; 
• niskie koszty eksploatacyjne; 
• cicha praca nie zakłócająca obrzędów i dostosowana do akustyki pomieszczenia.

Warunki środowiska wewnętrznego

Parametry środowiska wewnątrz kościoła warunkowane są głównie dwoma czynnikami. Ze względu na stworzenie komfortowego środowiska dla przebywających tam ludzi oraz ze względu na optymalne środowisko dla organów oraz zabytkowego wyposażenia. W tym celu mierzona i kontrolowana powinna być temperatura oraz wilgotność względna w pomieszczeniu.

Orientacyjne wartości zestawione zostały w tabeli 1.

Oczywiście odpowiednie wartości należy dopasować do konkretnej sytuacji, architektury i systemu.

Budynkach sakralne są nieregularnie użytkowane i z reguły są budowlami dość masywnymi. Dlatego dość trudno uzyskać w nich stan ustalony. Warunki klimatu wewnętrznego wynikają z pracy systemu grzewczego, zysków z masywnych elementów budowlanych oraz strat przez przegrody i wymianę powietrza. Zapotrzebowanie na ciepło w budynku sakralnym wynika z bilansu trzech strumieni cieplnych:

gdzie:

Q_o − straty ciepła przez okna i drzwi;

Q_s – zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania akumulacyjnych przegród (ściany i podłoga);

Q_w – zapotrzebowanie na ciepło dla wentylacji.

Zapotrzebowanie ciepła na podgrzanie masywnych elementów budowlanych można wyznaczyć w uproszczony sposób:

gdzie:

A_S – powierzchnia akumulacyjna [m²];

R – średni opór nagrzewania [(m²·K)/W];

t1 – temperatura przed nagrzewaniem [K];

t2 – temperatura po nagrzewaniu [K].

Średni opór nagrzewania R zależny jest od rodzaju materiału (współczynnik przewodzenia ciepła) oraz czasu nagrzewania. Dla typowej wartości czasu nagrzewania na poziomie 6 ÷ 8 h średni opór nagrzewania R wynosi np.: 

• dla cegły pełnej około 0,3 (m²·K)/W;
• dla betonu 0,25 (m²·K)/W.

Rys. 1. Przykłady systemów grzewczych kościołkowych: a) system nadmuchowy podłogowy; b) wodne promienniki ławkowe [3] 

Systemy ogrzewania budynków sakralnych

(...)

Sterowanie i regulacja

(...)

Wilgotność powietrza

(...)

dr inż. Maciej DANIELAK
− Export Sales Director,
Kampmann GmbH

LITERATURA:

http://www.bs-kirchenheizung.de/Regelung.html

Maciej DANIELAK: Jaki system ogrzewania do zabytkowych obiektów sakralnych? Polski Instalator. 5/2016.

www.kampmann.pl