Первоначально для Государственного Русского Музея (ГРМ) был выполнен проект СКВ фондохранилища (флигель Росси), затем проведен их монтаж, наладка и сервисное обслуживание. В середине 1998 года по заданию ГРМ были разработаны технические решения СКВ основных помещений корпуса Бенуа . В конце 1999 года специалисты приступили к двухстадийному проектированию СКВ залов экспозиции корпуса, параллельно с этим проводилось обследование помещений корпуса, в том числе вспомогательных для возможного размещения вентоборудования, воздуховодов, холодильных машин, баков и др.

Михайловский дворец главное здание Русского Музея построено в 18191825 годах для младшего брата императора Александра I, великого князя Михаила Павловича. Автор проекта дворца выдающийся зодчий К. Росси. В 19121916 годах по проекту Л. Бенуа построено второе здание музея, так называемый Корпус Бенуа , относящийся к произведениям национальной архитектуры начала ХХ века и являющийся экспозицией и хранилищем бесценных произведений живописи, скульптуры, предметов декоративноприкладного искусства России и СССР.

В плане здание представляет собой квадрат со стороной 80 метров, имеет два этажа на наружных фасадах и три этажа во внутренней части корпуса, под некоторыми помещениями имеется подвал. Анфилада открытых дверей и лестничные клетки, соединяющие этажи, образуют единый воздушный объем здания. Над частью здания, обращенной в узкие внутренние дворики (внутренняя анфилада), имеется чердак, над остальной частью здания фонарь верхнего света для залов второго этажа. Фонарь образует совокупность из трех остроугольных и плоских наклонных конструкций. Такая геометрия образует два воздушных объема фонаря внутренний, примыкающий к залам второго этажа, и наружный. Высота помещений первого и второго этажа 7 м, бельэтажа 2,9 м, подвала 2,5 м.

В корпусе размещены экспозиция, выставки, фонды, реставрационная мастерская, склад и другие помещения. Согласно плана администрации, в первую очередь, требовалось предусмотреть СКВ выставочных залов второго этажа общей площадью 2 900 м2 и первого этажа общей площадью 910 м Общий объем этих помещений составляет около 25 тыс. м Согласно техническому заданию в рабочей зоне залов экспозиции требовалось создать и автоматически поддерживать температуру воздуха от 20 до 230С (летом) с отклонением 20С, относительную влажность 4050% 5%. Под рабочей зоной понимается пространство вдоль стен в зоне расположения картин (от 1,2 до 4 метров от пола). С учетом вида экспозиции принималось во внимание возможное уменьшение требуемой влажности воздуха в рабочей зоне залов до 30%. Принимались в расчет требования к параметрам воздушной среды для посетителей и персонала, подача санитарной нормы наружного воздуха (20 м3/ч чел. при максимальном заполнении залов 400 человек), очистка наружного и рециркуляционного воздуха, уровень шума в пределах предельного спектра (ПС)45.

При выборе принципиальных решений СКВ, СХС, САУ, типа оборудования и мест его размещения учитывались множественные специфические требования и ограничения. В старинных зданиях, по соображениям сохранности дизайна залов в них запрещена прокладка воздуховодов, трубопроводов, а иногда недопустимо устанавливать температурные датчики. Дополнительные ограничения при проектировании накладывают государственные инспекции, преимущественно ГИОП. Одним из основных желательных решений по организации подачи и забора воздуха является использование существующих внутристенных каналов, но это допустимо только при соответствии их геометрии, размеров, удельных сопротивлений за счет шероховатостей стенок и герметичности требуемым характеристикам. С другой стороны, использование каналов позволяет обслуживать помещения без ущерба их дизайна.

Специальные условия предъявляются к местам размещения приточных и вытяжных устройств, их количеству, форме, цвету и симметрии расположения. С другой стороны, воздухораспределители должныбыть управляемыми, позволять изменять траекторию и форму струи (от компактной до неполной веерной), что позволяет откорректировать схему циркуляции в цикле испытания и наладки СКВ.

Основой выбора принципиальных решений СКВ и систем холодоснабжения (СХС) корпуса, кроме наружных и внутренних параметров воздуха, явились тепловая и влажностная нагрузка залов и всего корпуса в целом, изменяющиеся во времени. Тепловыделения от различных источников определены по часам летних расчетных суток и просуммированы с учетом неодновременности во времени. В целом по помещениям корпуса: SQизбmax=240 кВт (от 11 до 15 ч), из них люди 25%, освещение 20%, радиация 55%. Анализ теплоизбытков в течение года, в том числе при прекращении теплоснабжения здания (tн 80С) показал сильное изменение теплоизбытков и даже дефицит тепла (qудот = 12 кВт/0С). Среднегодовые теплоизбытки определены по сумме средних значений составляющих, переменности потока радиации и числа посетителей около 100 кВт, что составляет 40% от расчетных летних.

В расчете учитывались влаговыделения людьми и влага, десорбируемая ограждениями корпуса в холодный период года (Ddmax = 2 г/кг). По этому важному для выбора решений СКВ и СХС, типу и температуре хладоносителя никаких кроме косвенных указаний в литературе не обнаружено. В поле id диаграммы были нанесены разные лучи цикла (при разной заполняемости, десорбции влаги, потоке радиации). На основе этих циклов предложены компенсирующие их циклы охлажденияосушения рециркуляционного воздуха и его последующего нагревания.

Принципиальные решения СКВ корпуса приняты исходя из анализа соотношения расчетных теплоизбытков (240 кВт) и расхода наружного воздуха (3,3 кг/с). Малое отношение расходов Gн/Gпр=0,12 указало на целесообразность разделения кондиционеров по использованию наружного воздуха и циклам обработки воздуха в аппаратах кондиционера.

Одна группа кондиционеров (К1 и К2) обеспечивает очистку, нагревание и увлажнение (или охлаждениеосушение) наружного воздуха в объеме санитарной нормы 2 5 000 м3/ч и подачу его в отдельные залы и буферные зоны. Другая группа кондиционеров, названных РОУ (рециркуляционноохладительные установки с очисткой, нагревом, охлаждениемосушением и шумоглушением), подает воздух в смежные залы, разделенные на группы из двухчетырех помещений, разделенных по этажам и фасадам. Общее число РОУ для обслуживания выставочных залов второго этажа 11, первого этажа 3, их производительность по условиям ассимиляции расчетных тепловлаговыделений от 2 до 8 тысяч м3/ч. Некоторые РОУ дополнительно оснащены паровыми увлажнителями. Двухскоростные вентиляторы обеспечивают кратность воздухообмена в залах до 2,54 ч1, средняя кратность 3,4 ч1.

Принципиальные решения СХС, холодильные машины и бакиаккумуляторы холода выбраны с учетом максимального расхода холода SQх=280 кВт, расчетного суточного расхода холода SQх сут = 2000 кВт ч/сут, холода, запасаемого в бакеаккумуляторе каждой машины SQх бака = 2 400 кВт ч/сут. Температура хладоносителя выбрана в теплое время года (tв=230С; jв=45%, tв росы=110С, tжн=50С, tжк=100С) (по расчету зональных охладителейосушителей). В случае, если возникнет необходимость обеспечить низкую влажность воздуха или в холодный период года при увеличении влагопоступлений, потребуется обеспечить более низкую температуру хладоносителя (tжн=00С и ниже), а в качестве рабочей жидкости используется 35% раствор этиленгликоля с расчетной температурой tжн= 100С (на выходе из испарителя) и tжк=100С (на выходе из воздухоохладителя). Большой перепад температур Dtж=200С в системе холодоснабжения позволил максимально снизить объем баковаккумуляторов Vб=2х23 м3 и принцип. возможность обеспечить в каждой РОУ индивидуальный цикл охлажденияосушения в зависимости от требуемой влажности и влагоизбытков в каждой зоне.

Две одинаковые одноконтурные холодильные машины фирмы Carrier (модель 30HWB) с водяным охлаждением конденсатора обеспечивают холодопроизводительность 2х89 кВт (при tжн=50С) и около 2х38 кВт (при tжн=100С). Последнее близко требуемой холодопроизводительности =280 кВт в летних расчетных условиях, если учесть перепад температур tжн=100С, tжк=100С в сети холодоснабжения и tжсм=50С, tжк=100С у аппарата (абонента). При промежуточных теплоизбытках достаточно работы одной из водоохлаждающих машин. Для охлаждения конденсаторов холодильных машин использованы блоки сухого охлаждения (dry coolers) наружного исполнения. Летом в них происходит охлаждение жидкости, охлаждающей конденсатор, зимой при tн<100С холодильная машина не включается, а жидкость вместо испарителя охлаждается холодным наружным воздухом в cухом охладителе, для чего предусмотрены переключения в схеме движения хладоносителя. Дополнительно приняты меры для предотвращения замерзания жидкости зимой за счет установки дополнительной перемычки с циркуляционным насосом, применения подогрева и плавного изменения скорости вращения вентиляторов.

Все воздухоохладители кондиционеров К1К2 и РОУ1…РОУ14 присоединены к сети хладоносителя по схеме с подмешиванием. Это позволяет при необходимости иметь жидкость перед охладителем с переменной температурой tжсм=1050С, что может потребоваться для поддержания разной влажности и необходимости переменного осушения воздуха. В состав местных контуров подмешивания традиционно входит циркуляционный насос, трехходовой регулирующий и обратный клапан, балансировочные клапаны, местные приборы контроля и др.

Места возможного размещения вентоборудования, холодильных машин, баков и трубопроводов определяются только после проведенного тщательного обследования вспомогательных помещений корпуса (подвала, чердака, пространства фонарей), определения их геометрических размеров, составления фактических планировок, оценки возможности установки оборудования на чердаке и в межфонарном пространстве за счет перераспределения массы на несущие конструкции. В результате этой работы определены места размещения вентоборудования (в основном во внутреннем пространстве фонаря), что позволило минимизировать длину трасс воздуховодов. Вытяжные вентиляторы, предназначенные для ассимиляции теплоизбытков от действия солнечной радиации в пространство светового фонаря, сосредоточены вблизи кондиционеров. Холодильные машины, бакиаккумуляторы холода и насосная станция устанавливаются в подвале, что минимизирует влияние вибрации, шумов, упрощается монтаж и дальнейшее обслуживание систем. Сухие охладители с минимально допустимыми акустическими характеристиками устанавливаются во дворе. Системы электрообеспечения и автоматического управления размещаются на чердаке.

Для обеспечения подогрева воздуха в СКВ на объекте не был предусмотрен свободный расход горячей воды. Заказчиком было предложено использовать электронагрев с ограничением по общему энергопотреблению 500600 кВт одновременно. Эта мощность использовалась для нагревания, увлажнения, охлажденияосушения и перемещения воздуха, перекачки жидкости в контуре хладоносителя. При выборе оборудования учитывалась типизация, максимальная надежность, минимальные габариты и масса, принцип. возможность поставки оборудования в разобранном виде при последующей сборке на объекте (с сохранением гарантии заводаизготовителя) и другие условия.

Система автоматического управления, регулирования и контроля параметров разработана с учетом установки свободно программируемых контроллеров фирмы Lanis&Siemens, позволяющих производить корректировку управляющей программы при пусконаладке системы и ее эксплуатации. Версия программы подобрана с учетом установленной ранее на СКВ Академических залов и позволяет соединять контроллеры интерфейсным кабелем для централизованного управления всеми инженерными системами на объекте. Особое внимание уделено методике измерений температуры и влажности в залах, управлению по средним и сигнализации о крайних значениях.

Одновременно разрабатывается проект СКВ фондохранилища и реставрационных мастерских в Михайловском Дворце. После монтажа и накладки оборудования и систем будет уточнена эффективность предложенных решений.