Cyflwyno gwres i adeiladau traddodiadol sydd wedi'u hailadeiladu

Rhagarweiniad

Mae'n ffyrdd ni o fyw'n newid, mae deunyddiau inswleiddio'n llawer mwy effeithlon, ac mae tanwyddau ffosil yn mynd yn ddrutach o hyd. Does dim rhyfedd felly fod pobl yn gweld posibiliadau defnyddio'r adeilad ei hun yn ffordd effeithlon a chost-effeithiol o wresogi tai. (Elfen bwysig iawn o'r adeilad fydd y slab llawr, sy'n gweithredu fel cronfa i wres). Diben y papur yma yw ymchwilio i fanteision posibl cyflwyno system wresogi dan y llawr i adeiladau sydd wedi'u hail-godi yng nghyd-destun amgueddfa. Yn benodol, rydyn ni am edrych ar Sain Ffagan: Amgueddfa Werin Cymru.

Cefndir

Diben unrhyw adeilad yw darparu llety a chysgod i'r preswylwyr eu da byw, eu meddiannu, eu peiriannau, a'y cnydau. Os adeilad i bobl yw e, bydd angen mwy na chysgod rhag y gwynt a'r glaw. Bydd angen rhyw faint o gysur hefyd. Y traddodiad oedd creu hyn drwy gynnau tân. Byddai'r tân yn gwresogi'r ystafell a hefyd yn coginio bwyd, yn mygu cig a physgod er mwyn eu cadw, yn cadw nwyddau drudfawr megis halen yn sych – neu'n sychu'r ci oes oedd e wedi disgyn i bwll y felin!

Dechreuodd pobl osod simnenu yn eu tai yn ystod yr Oesoedd Canol. Bydd simdde'n fwy effeithlon wrth dynnu mwg o ysfaelloedd. Yn lle un neuadd fawr yn llenwi'r adeilad mawr, byddai modd adeiladu ail lawr. Byddai'r tân yn gwresogi'r ystafell uwch yn ogystal â'r un lle roedd y tân. Ac o adeiladu corn simdde o frics neu gerrig, byddai rhywun yn creu cyfrwng dal gwres a'i drosglwyddo i'r ystafelloedd uwchben. Os oedd y corn simdde yng nghanol y tŷ, byddai'n dosbarthu gwres yn fwy cyfartal i wahanol rannau'r adeilad.

Y tanwydd lleol fyddai'n mynd ar y tân – coed, mawn, glo, neu lo clwm (glo mân cleiog). Yr arfer traddodiadol oedd peidio byth â gadael i'r tân ddiffodd. Cyn i bobl fynd i'r gwely, bydden nhw'n codi'r tanwydd yn bentwr cymen a chuddio hwnnw â haen denau o glai. Wedyn bydden nhw'n gwneud twll neu ddau i'r awyr ddod i mewn. Y peth olaf oedd llenwi tegell â dŵr oer i'w hongian uwchben y tân. Erbyn iddyn nhw ddihuno gyda thoriad y wawr, byddai gwres y tân yn y pentwr yn berwi'r dŵr. Dyna'r adeg i dorri'r haen o glai a phrocio'r tân o'r newydd.

Cyd-destun yr Amgueddfa

Drwy symud adeilad traddodiadol i amgueddfa awyr agored fel Sain Ffagan, mae rhywun yn creu cyfle i ddangos fel oedd yr adeilad ers talwm. Caiff pobl heddiw weld pa fath o gelfi ac addurniadau oedd yn yr oes o'r blaen, a sut byddai'n hynafiaid wedi byw a gweithio yno. Lle bynnag mae cynnau tân yn ymarferol, bydd y gofalwyr yn gwneud hyn. Dau reswm sydd am hynny. I ddechrau, dyna'r ffordd y byddai pobl ers talwm yn gwresogi'u tai. Yn ail, rhaid cadw'r gofalwyr yn gynnes, a chreu'r amgylchedd gorau posibl i adeiladwaith y tŷ ac i'r celfi a'r eitemau eraill sy'n cael eu harddangos yno.

Ond amgueddfa yw Sain Ffagan, yn y diwedd. Bydd problemau'n codi weithiau o ganlyniad i hynny. Er enghraifft, does dim modd cadw tân ynghŷn fel yn yr oes o'r blaen. Fyddai rheolau diogeledd, heb sôn am y rhai iechyd a diogelwch, fyth yn caniatáu hynny. Y drefn felly yw i'r gofalwyr gynnau tanau ychydig cyn i'r Amgueddfa agor i'r cyhoedd am 10.00. Wedyn, byddan nhw'n gadael i'r tanau ddiffodd erbyn amser cau am 5.00.

Os yw'r adeilad wedi oeri dros nos, mae hyn yn creu problemau wrth gynnau tân yn y bore. Yn rhai o'r bythynnod, er enghraifft, bydd cynnau tân mewn adeilad oer yn llenwi'r ystafelloedd â mwg ar unwaith. Gall y sefyllfa hon barhau an rhai oriau yn y gaeaf, tan, hynny yw, i'r simdde gynhesu a dechrau tynnu'r mwg yn fwy effeithiol. Gall oriau fynd heibio cyn iddyn nhw ddechrau tynnu mwg i fyny yn effeithlon.

Dychmygwn dynnu graff o lefelau tymheredd a lleithder mewn bwthyn yn Sain Ffagan. Bydd y lefelau'n amrywio'n eang yn ystod y 24 awr. Wrth i'r gofalwr gynnau tân yn y bore, bydd y tymheredd mewnol yn codi'n raddol, a'r lleithder mewnol yn disgyn yn raddol. Erbyn y prynhawn, bydd rhyw wres cyffyrddus yn llenwi'r bwthyn. Bydd y lefelau gwres a lleithder ar eu gorau tua 3.00pm. Dyna pryd bydd y gofalwr yn gadael i'r tân ddechrau diffodd. O'r adeg honno ymlaen, bydd y graff yn dangos y tymheredd yn disgyn a'r lleithder yn codi'n raddol eto. Bydd y broses yn mynd yn ôl ac ymlaen bob dydd fel pendil. Mewn rhai adeiladau, mae hyn yn gwneud llwydni, pydredd a lleithder yn anodd i'w rheoli.

Dyna pam fod cyrraedd y man canol gorau mor bwysig. Os yw lefel y lleithder cymharol yn rhy uchel, dyna gyfle i lwydni dyfu ac i goed bydru. Os yw'r lefel yn rhy isel, bydd perygl i adeiladau – yn enwedig eu rhannau pren – sychu'n rhy gyflym. O ganlyniad, byddan nhw'n crebachu, cracio, hollti, a dechrau troi. Byddai tân ynghŷn dros nos yn fodd i gynnal amgylchedd mwy cytbwys yn y tŷ.

Dychmygwn fod modd cadw tân ynghŷn dros nos. Dyma broblem arall yn codi ar unwaith. I bobl ers talwm, cuddio'r tân oedd y peth olaf i'w wneud cyn mynd i'r gwely. Byddai'r tân ym mudlosgi dan ei haenen glai tan y wawr – 10 o oriau ar y mwyaf. Ond byddai gadael tân ynghŷn yn Sain Ffagan yngolygu ei adael heb neb i'w wylio am 16-17 o oriau – sefyll fa cwbl anymarferol.

Astudiaeth Achos 1: Castell Sain Ffagan (tŷ bonedd o Oes Elisabeth)

Un ateb posibl i'r broblem yw gosod offer gwresogi dan lawr adeiladau yn Sain Ffagan. Rhoes yr Amgueddfa gynnig arni gyntaf ym 1991, pan gyflawnwyd gwaith adnewyddu sylweddol yn y Castell. Roedd y broblem ar ei gwaethaf yn y gegin, oedd yn cael ei pharatoi i'w dangos fel roedd hi yn Oes Fictoria. Mae llawr y gegin ar lefel is na gweddill y llawr gwaelod. Bydd llawr y gegin wastad yn oer ac yn llaith, sy'n peri i anwedd gyddwyso ar wyneb y cerrig llorio. Dyna amgylchedd delfrydol i lwydni dyfu – yn yr union le y mae traed y celfi'n cyffwrdd â'r llawr. Hawdd iawn yw dychmygu'r effaith ar y celfi.

Penderfynodd yr Amgueddfa osod ceblau trydan dan y llawr, gyda'r cerrig llorio yn gweithredu fel cronfa i wres. Mae'r system dan reolaeth thermostat wedi'i osod ryw 3 metr uwchben y llawr. Roedd y canlyniadau'n galonogol iawn. Doedd anwedd ddim yn cyddwyso ar y llawr ragor, ac roedd y thermostat yn cadw'r tymheredd yn rhesymol tu fewn, gyda lefelau lleithder cymharol llawer gwell. (Hyn i gyd, wrth gwrs, ar yr amod bod neb yn ymyrryd â'r thermostat.)

Astudiaeth Achos 2: Fron Haul (tai chwarelwyr)

Cafodd yr Amgueddfa wahoddiad ym 1998 i symud teras bach o Danygrisiau, Blaenau Ffestiniog, Gwynedd. Roedden nhw i fynd i Amgueddfa Lechi Cymru, Llanberis, a phenderfynodd yr Amgueddfa osod offer gwresogi dan y lloriau yno hefyd. Unwaith eto, system drydan oedd y dewis. Diben hon oedd creu gwres cefndir lefel isel, i gadw'r tai rhag oeri tu fewn. Mae hyn yn arbennig o bwysig gyda'r nos ac yn y gaeaf.

Mae'r ceblau wedi'u gosod mewn llinellau igam?]ogam ar draws y llawr. Maen nhw'n cynnwys sawl cylched drydan. Bydd ceblau o ddwy gylched o leiaf yn rhedeg drwy bob man neu barth o'r tai. Hyd yn oed os oes un gylched yn methu, bydd gwres o'r gylched arall yn cadw'r lle'n gynnes. Pe bai'r trydanwyr wedi cadw'r cylchedau ar wahân, a bod un ohonyn nhw'n methu, byddai rhai mannau yn yr ystafell wedi dechrau mynd yn wirioneddol oer.

Mae'r system yn gweithio'n llwyddiannus ers rhyw saith mlynedd erbyn hyn. Mae'r Amgueddfa'n gwybod bod un gylched wedi methu, ond mae'r ail gylched wedi cadw'r ystafell yn gynnes. Un peth arall sydd wedi helpu gyda hyn yw'r cerrig llorio llechfaen, sy'n gweithredu fel cronfeydd i wres.

Astudiaeth Achos 3: Y Tŷ Gwyrdd

Yn 2001, fe gynhaliodd yr Amgueddfa gystadleuaeth bensaernïol i ddylunio 'Tŷ'r Dyfodol'. Cynllun y penseiri Jestico & Whiles oedd yn fuddugol, gyda phwyslais ar effeithlonrwydd ynni ac ar gynaladwyedd. Mae'n cynnwys llawer o elfennau adeiladwaith traddodiadol – ffrâm dderi, to llechi, a blociau clai yn y welydd, er enghraifft. Mae gwydr dwbl ar bob ffenestr, ac mae'r fanyleb yn pennu lefelau inswleiddio uchel.

Mae nifer o ffyrdd o wresogi'r adeilad. Mae'r heulwen yn gallu cynhesu'r tu fewn yn uniongyrchol drwy'r gwydr helaeth yn y wal ddeheuol. Mae pwmp gwres daear (sy'n gweithio'n debyg i oergell, ond y ffordd arall) yn codi dŵr cynnes drwy uned gywasgu o dwll turio 35 metr o ddyfnder. Mae tymheredd cyson y dŵr dan ddaear, sef 10ºC, yn codi deirgwaith yn y pwmp gwres. Oddi yno mae'r dŵr yn mynd drwy bibellau o dan y llawr, sy'n gweithredu fel cronfa anferthol i wres.

Yn ogystal â'r rhain i gyd mae stôf fechan yn y prif ofod byw ar y llawr gwaelod. Mae hon yn llosgi peledi blawd llif wedi'u ailgylchu. Ond anaml iawn y bydd y stôf yn cael ei defnyddio, gan fod corff yr adeilad mor effeithlon.

Astudiaeth Achos 4: Tŷ Prefab Alwminiwm

Cafodd llu o dai prefab eu codi ar ôl y Rhyfel, a chael enw gwael am safon eu hinswleiddio. Mae rhai fu'n byw ynddyn nhw'n dal i gwyno am gael eu llosgi'n fyw yn yr haf a'u rhewi yn y gaeaf. Pan gafodd yr Amgueddfa gynnig tŷ prefab ym 1998, rhaid oedd ceisio gwella hyn. Roedd tân glo yn yr ystafell fyw, a system wres ganolog gyntefig hefyd. Roedd hon yn gweithio drwy dynnu aer oer i mewn o'r cyntedd a'i bwydo i mewn i'r ystafelloedd gwely drwy'r griliau yn y nenfwd. Ond fuodd y system yma erioed yn effeithlon iawn, a phenderfynwyd osod system dan ddaear eto. Cafodd dyfeisiau'n debyg i'r elfennau mewn craswr eu stwfflo i wynebau isaf y trawstiau pren dan y lloriau. Mae deunydd inswleiddio ychwanegol wedi cael ei osod, er mwyn gwella perfformiad y system.

Dydy'r system ddim wedi llwyddo gystal â'r gobaith. I ddechrau, mae'r drysau allanol ar agor ran fwya'r amser pan fydd y lle ar agor i'r cyhoedd. O ganlyniad, bydd llawer o'r gwres oedd wedi cronni yn yr adeilad yn dianc. Mae estyllod y llawr yn sychu ac yn crebachu, ac mae bylchau i'w gweld rhyngddyn nhw erbyn hyn. Ond o leiaf mae modd cynnal rhywfaint o wres cefndir lefel isel yn ystod y nos.

Astudiaeth Achos 5: Eglwys Sant Teilo, Llandeilo Tal-y-bont

Ailgodi Eglwys Sant Teilo, a'i hadfer i'r olwg oedd arni cyn 1520, yw'r prosiect ailadeiladu pwysicaf yn Sain Ffagan ar hyn o bryd. Prif ddefnyddiau'r adeilad yw cerrig nadd a morter calch. Mae toeau'r porth, ystlys y de, a chapel y gogledd yn cynnwys llawer o'r gwaith coed gwreiddiol. Mae cryn dipyn o goed deri newydd yn y prif gorff a'r gangell, ar wahân i'r Groglen gerfiedig yn y Gangell fyddai wedi gwahanu'r gynulleidfa o'r uchel allor.

Daeth gweithwyr y prosiect i sylweddoli'n fuan iawn y byddai gosod offer gwresogi dan y llawr o les i'r adeilad. Byddai hyn yn gwneud yr eglwys yn gyffyrddus i weithio ynddi yn ystod y gaeaf, ac yn cadw lefelau lleithder cymharol dan reolaeth hefyd.

Elwodd gweithwyr y prosiect o brofiad gyda'r systemau eraill ar safleoedd yr Amgueddfa. Pwmp gwres daear oedd y dewis eto, ond heb dwll turio 35 metr fel yn y Tŷ Gwyrdd. Palodd y gweithwyr 6 o ffosydd 50 metr o hyd. Wedyn fe osodon nhw goiliau o bibellau yn y ffosydd yma. Bydd y dŵr yn rhedeg drwy'r coiliau, yn mynd yn ôl i'r pwmp gwres, drwy set o faniffoldiau, ac yn ôl i'r pibellau dan y llawr.

Adeiladwaith arbennig iawn sydd gyda'r llawr. Aeth haenen geotecstil i lawr yn gyntaf, ac yna 150 mm o ddeunydd inswleiddio. Wedyn daeth haenen geotectsil arall, a 150 mm o galch-crit ar ben honno. Gosododd y gweithwyr y pibellau i lawr, a'u sodro wrth y sail calch-crit. Aeth 50 – 75 mm o sgrîd concrid i lawr dros y rheiny, a cherrig llorio ar ben y cwbl.

Dyfais o'r enw 'hwmidistat', nid thermostat, sy'n rheoli'r system yma. Mae'r hwmidistat yn mesur y lleithder cymharol. Nid gwresogi'r adeilad fel y cyfryw yw amcan y system yma. Rhaid cadw lefel y lleithder cymharol tua 70%. Mae'r system yn dal i gael ei monitro a'i mireinio, ond mae'r canlyniadau hyd yn hyn i'w gweld yn addawol iawn.

Edrychwn ar ddata'r cyfnod 27 Tachwedd - 12 Rhagfyr 2005. Bu'r tymheredd y tu allan yn amrywio tua'r rhewbwynt am ryw 5 o ddyddiau, gan aros tua 7ºC am ryw 4 o ddyddiau, ac yna'n amrywio oddeutu'r rhewbwynt un waith eto. Fel arfer, fyddai dim modd gwneud gwaith adeiladau yn y fath dymereddau, yn enwedig gyda chalch. Barn adeiladwyr yw bod 7ºC yn bwynt critigol i blastr calch ffres, sy'n debygol iawn o fethu ar dymheredd is.

Er gwaetha'r tymheredd y tu allan, arhosodd y tymheredd tu fewn uwchben 7º ran fwya'r amser. Aeth y gwaith rhagddo, a llwyddodd y gweithwyr i'w gwblhau mewn da bryd. Fel arfer, byddai rhywun yn disgwyl i'r gwaith plastro grebachu, neu fynd yn graciau mân, ond doedd dim difrod o'r fath.

Pwynt llawn mor bwysig yw bod y gwaith pren newydd heb ddioddef o gael gwresogi yn yr adeilad. Mae'r system dan reolaeth hwmidistat yn hytrach na thermostat, a dydy'r lefelau lleithder cymharol ddim wedi disgyn o dan 60%. Nid gwresogi'r adeilad fel y cyfryw yw amcan y system yn yr eglwys, er bod modd codi'r tymheredd ychydig yn uwch na'i lefel bresennol. Ac fe fydd yn sicr o dorri'r ias ryw fore oer o Ionawr.

Crynodeb

Ai gwresogi dan y llawr, felly, yw'r ffordd orau i gynnal lefelau lleithder cymharol a gwres mewn adeiladau traddodiadol wedi'u hailgodi mewn amgueddfeydd? ‘Ie' fydd yr ateb yn bendant mewn rhai achosion, fel rydyn ni wedi'i weld.

Ond rhaid bod yn ofnadwy o garcus gyda hen adeiladau. Mae'r tŷ prefab alwminiwm yn brawf gwych fod rhaid dewis y dull gwresogi mwyaf addas i'r adeilad dan sylw. Os oes llawr pridd gyda'r adeilad, fe allai rhoi gwres yn y lloriau beri iddyn nhw sychu. Bydd perygl iddyn nhw fynd yn fregus a dechrau ymddatod.

Bydd rhyw fath o wresogi dan y llawr yn ateb posibl i'r broblem lle mae'r lloriau o adeiladwaith màs solet, a lle mae rheolaeth fwy ar y lleithder cymharol yn bwysig.