Okna w kościele nie służą wyłącznie do oświetlenia dziennego wnętrza, ale także do wymiany powietrza. Obiekty sakralne w sposób szczególny narażone są na zmienne sytuacje związane z fizyką budowli. Sposób użytkowania budynku kościoła jest bardzo specyficzny.
Wprowadzenie
Kościół jest użytkowany okresowo, a w skali tygodnia – dość krótko. Liczba wiernych na nabożeństwach bywa zróżnicowana: w dni powszednie znacznie mniejsza od niedziel i świąt. W przypadku braku ogrzewania i niezbyt szczelnych okien proces wymiany powietrza oraz odparowywania wilgoci następuje w sposób dość regularny. Momentami newralgicznymi są uroczystości religijne z dużą ilością uczestników, mające miejsce w mroźne dni oraz okresy gwałtownego wiosennego ocieplenia. Wówczas para wodna znajdująca się w powietrzu nie może być szybko wymieniona ani wchłonięta rzez tynk i następuje skraplanie wody na szybach.
Zupełnie inna sytuacja występuje w kościołach ogrzewanych, w których zastosowano szczelne okna. W takiej sytuacji powstają specyficzne warunki sprzyjające rozwojowi pleśni i grzybów a wchłonięta przez tynki i utrzymująca się w nich długi czas wilgoć powoduje stopniową krystalizację soli, kapilarnie podciąganych od fundamentów. W takich warunkach następuje degradacja nie tylko konstrukcji ale i wyposażenia kościoła: drewnianych rzeźb, malowideł ściennych, mebli i obrazów. Jest to szczególnie niebezpieczne w obiektach zabytkowych o cennym wyposażeniu.
Konieczność właściwej wentylacji (między innymi przez okna, choć oczywiście nie tylko) stoi w sprzeczności z potrzebą zapewnienia odpowiednich warunków termicznych dla przebywania ludzi w obiekcie. Kościoły są budynkami użyteczności publicznej i powinny spełniać wymagania wynikające z prawa budowlanego. Zaznaczyć należy, że okresie zimowym użytkownicy pozostają, przez cały czas przebywania w obiekcie, w okryciach zewnętrznych. Czas ciągłego przebywania uczestnika nabożeństwa w świątyni z reguły nie przekracza jednej godziny. Można zatem uznać za wystarczające utrzymywanie temperatury wnętrza w zakresie od 8° do 16°, choć należy zaznaczyć, że żadne kościelne przepisy tego nie regulują.
Znowelizowane rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, wraz z innymi aktami wykonawczymi do ustawy Prawo Budowlane, zaostrzają wymagania cieplne dla okien [1, 2, 3]. Dla budynków użyteczności publicznej, aktualne wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej okien uważa się za spełnione, jeżeli współczynnik przenikania ciepła dla temperatury ti>16°C – U(max) ≤ 1,1 W/m2 K, dla temperatury 80< ti ≤16°C U(max)≤ 1,6. Po roku 2021 wartości te wzrosną odpowiednio do 0,9 i 1,4.
Dotychczas brano jedynie uwagę współczynnik przenikania ciepła przez okno i nie precyzowano, ile energii cieplnej może przeniknąć przez szyby. Ostatnio wprowadzono dodatkowo współczynnik przepuszczalności energii całkowitej okna oraz przegród szklanych i przezroczystych gc=fc·gG, który nie może być większy niż 0,5; gdzie: fc – współczynnik korekcyjny redukcji promieniowania; gG – współczynnik przepuszczalności energii całkowitej dla rodzaju oszklenia.
Jeżeli okna i przegrody szklane zajmują więcej niż 50% powierzchni ściany, co we współczesnych obiektach sakralnych jest możliwe, dodatkowo stawia się warunek gc·fG≤0,25, gdzie fG to udział powierzchni okien oraz przegród szklanych i przezroczystych w powierzchni ściany.
Szacuje się, że w budynku, który spełnia aktualne wymagania prawne dotyczące izolacyjności termicznej, przez stolarkę budowlaną ucieka ok. 15% energii, czyli porównywalnie do ilości strat ciepła przez ściany, a także dach. Redukcja strat ciepła przez stolarkę jest więc zadaniem równie ważnym co ograniczanie strat ciepła przez te największe powierzchnie budynków [4, 5].
Każdy kościół to obiekt projektowany na bardzo długi czas użytkowania, o czym świadczą liczne, mające kilka stuleci świątynie zabytkowe, które są użytkowane do dziś. Należałoby zatem uznać, że projektanci obiektów sakralnych powinni już dziś projektować okna o współczynniku U(max)≤1,4 W/(m2K) oraz współczynniku gc<0,5. Także administratorzy już funkcjonujących budynków kościołów, których okna nie spełniają aktualnie obowiązujących norm, powinni dążyć do wymiany tych okien.
Okna w kościołach archidiecezji częstochowskiej
Badania prowadzone przez autorkę w 45 reprezentatywnych kościołach archidiecezji częstochowskiej, w latach 90-tych ubiegłego wieku wykazały, że 80% badanych obiektów posiadało wówczas okna o ramach stalowych, z których ponad połowa były to okna jednoszybowe. Jednoszybowe były także okna witrażowe (9%).
Do roku 1995 na terenie archidiecezji częstochowskiej istniało 87 budynków kościołów wybudowanych po II wojnie światowej. Aktualnie w czterech okręgach duszpasterskich, istnieją tam 234 budynki współczesnych kościołów. A zatem, na przestrzeni ostatnich dziewiętnastu lat wzniesiono 147 nowych budynków kościołów, z czego większość pod koniec lat 90-tych i na początku obecnego stulecia. Zgodnie z obserwacjami autorki im później wybudowano dany obiekt, tym lepsza jest jakość jego wyposażenia technicznego, w tym izolacyjność termiczna poszczególnych jego elementów.
Jest to w naturalny sposób związane z postępem technicznym oraz stopniowym wzrostem wymaganego współczynnika przenikania poszczególnych przegród. Prowadzone obecnie na terenie archidiecezji częstochowskiej badania obiektów sakralnych pokazują, między innymi, dużą zmianę rodzajów stosowanych w kościołach okien. Poniżej przedstawiono zestawienie rodzajów okien w kościołach zawierciańskiego okręgu duszpasterskiego archidiecezji częstochowskiej.
Zestawienie dotyczy okręgu zawierciańskiego, wybranego jako reprezentatywny, ze względu na proporcjonalne ilościowo zróżnicowanie obiektów miejskich i wiejskich na tym terenie, co odpowiada ogólnej strukturze typologicznej takich obiektów w całej archidiecezji. Okna stalowe, jak widać w tabeli, występują w kościołach nadal najczęściej. W stosunku do lat 90-tych ich udział procentowy jest jednak mniejszy, bo wynosi 51% wszystkich badanych obiektów. Zaznaczyć należy, że tylko w dwóch z tych obiektów (6%) okna były szklone pojedynczą szybą. Wszystkie pozostałe okna, niezależnie od rodzaju ramy, posiadały podwójne szyby – najczęściej zespolone.
(...)
Aleksandra Repelewicz
Politechnika Częstochowska
Literatura:
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 ze zm. (Dz.U. 2013 poz.926).
[2] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego z dnia 25.04. 2012, Dz.U. z 2012 r. poz. 462.
[3] Ustawa z dnia 7 lipca 1994. Prawo budowlane, Dz.U. z 2006 nr 243, poz. 1118, z późn. zm.
[4] A. Repelewicz, Układy architektoniczno-konstrukcyjne i izolacyjność cieplna ścian zewnętrznych w obiektach sakralnych. Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym 1(9)2012. s. 84-94.
[5] A. Repelewicz, Zwiększenie efektywności energetycznej budynków sakralnych. Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym. 2(12) 2013. s.87-95.
[6] Dokumentacja techniczna biura projektowego firmy YAWAL
[7] A. Repelewicz, Izolacyjność termiczna okien w obiektach sakralnych. Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym. Częstochowa 2(14) 2014. s.90-95.
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 06/2017