2017-11-01
1654
Древнейшему этапу соответствует примитивное сжигание топлива непосредственно в помещении. На территории России древнейшие постройки с очагами такого типа найдены во многих местах.
Второму этапу соответствует сжигание топлива в очагах: вначале «по-черному», позже – в специальных отопительных печах.
В древней Руси к отапливанию жилищ печами перешли в IX – X вв. К XV в. русская отопительная техника достигает высокого уровня развития. Так, в XV в. в Успенском соборе Кремля была установлена печь, замечательная по своим художественным достоинствам и успешно работавшая до 1869 г. до капитально ремонта собора. В Грановитой палате Московского кремля была сооружена подпольно-воздушная система отопления, прослужившая более столетия. Подобная отопительная система была предложена еще в Древнем Риме и носила название «гипокауст» (согретый снизу). Она описала Витрувием. На нашей территории встречается на месте бывших военных крепостей на побережье Черного моря и в Крыму. После падения Римской империи эта система была забыта и в Европе почти не использовалась.
Для многих дворцовых сооружений Руси XV в. характерно устройство печей в подвальных помещениях с душниками для нагревания комнат.
В XVII в. появляются на Руси изразцовые печи. Интересно, что выделкой изразцов занимались монастыри: Иверский Валдайский и Воскресенский (в районе Москвы).
Следует заметить, что теплотехнические качества русских печей выгодно отличались от западноевропейских. Более того, до XV в. на Западе большинство замков аристократов отапливались путем разжигания очага, как правило, в самом большом зале и устройством отверстия в крыше над очагом. Первые камины в XVII в. появились в Скандинавии, Нидерландах и Германии, а потом уже в Англии.
Заслуживают внимания свидетельства иностранцев о русских печах. В трудах Вольного экономического общества за 1790 г. Э. Шретер пишет, что в середине XVIII в. «Москва и Петербург становятся истинной школой для иностранцев в деле устроения дрова сберегающих отопительных печей».
Русские мастера-печники успешно работают в Германии, Франции, Англии. Целый ряд конструкций отечественных мастеров получили за границей название «русских» печей, каминов.
В России же со времени Петра I широко стал использоваться иностранный опыт. Появляются «голландские», «шведские» печи. Следует заметить, что зачастую эти названия имеют отношение к отделке поверхностей печей дешевым (секрет его изготовления раскрыли пленные шведы Флегнер и Кристиан) кафелем, но не к конструкции печей, а вот чисто голландские печи, ввезенные Петром I в Россию, часто являлись предметом отделки помещений, а не отопительным прибором. Примером может служить Летний дворец Петра I, где для отопления служат кухонный очаг и русская печь, а голландская отопительных функций практически не выполняет.
Одним из этапов развития отопительной техники может быть признано широкое внедрение огневоздушных металлических и неметаллических калориферов. Ведущую роль играл в середине прошлого века инженер Н. Амосов, обладающий кроме высокого профессионального уровня незаурядной энергией. Его «пневматические» печи были в 40-х г. установлены во многих крупных зданиях Петербурга, Москвы и других городов. Были они установлены и в Зимнем дворце, что привело впоследствии к порче картин. В конце XIX столетия под руководством Н. Н. Тетеревникова эти печи были модернизированы, а в 1912 г. Зимний дворец оборудуется водяным отоплением.
Следующим этапом развития техники отопления надо считать широкое внедрение систем водяного и парового отопления.
Одним из первых зданий, отапливаемых паром, на до признать контору Дж. Уатта, которая обогревалась от парового двигателя, установленного рядом на предприятии (1784 г.). Массовое распространение систем водяного отопления связано с именем инженера Перкенса. Во второй половине XIX в. системы водяного отопления находят широкое распространение в России.
Первые установки водяного отопления были гравитационными. Внедрение насосных систем сдерживалось отсутствием надежных и небольших по габаритам приводов для насосов, какими в конце концов стали электродвигатели.
Первая в России насосная установка водяного отопления была смонтирована под руководством Н. П. Мельникова в здании Михайловского театра в 1909 г. Большой вклад в теорию и практику отопительных систем внесли С. Б. Лукашевич, Н. П. Мельников, В. М. Чаплин, А. К. Павловский, В. А. Яхимович, Б. М. Аше (последний долгое время преподавал в Академии Художеств).
Широко внедрялись системы водяного отопление в начале века в США. В Германии предпочтение отдавали паровым и вакуум-паровым отопительным системам.
Современный этап развития техники отопления централизованным районным теплоснабжением от ТЭЦ на базе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Родиной теплофикации стал Ленинград. Первая такая системы была реализована в 1924 г. для отопления жилого дома и бани на Фонарном переулке.
Значение правильной вентиляции понимали еще древние (Витрувий). Одной из первых теоретических работ по вентиляции следует считать труд М. В. Ломоносова «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном» (1763 г.). В нем изложены основы аэростатики гравитационного движения воздуха. В 1755 г. Л. Эйлер создал теорию вентиляторов и гидравлических машин. А вот первый промышленный вентилятор был сконструирован русским инженером генерал-майором А. А. Саблуковым в 1833 г. Он с успехом применялся для вентиляции сахарного завода. Затем такие вентиляторы широко использовались для проветривания шахт и рудников. Вентиляторы А. А. Саблукова были центробежными. Один из первых осевых вентиляторов с 1734 г. В течении 80 лет обслуживал здание английского парламента.
Научные основы вентиляции разработаны в XIX в. Интересные работы по определению воздухообменов выполнены в первой трети XIX в. во Франции врачом-гигиенистом Мореном и известных физиком Пекле.
Выдающиеся результаты по комплексному нормированию параметров воздушной среды были получены русским гигиенистом И. И. Флавицким. Им, в частности, введено понятие комплексной температуры. В 1884 г. Академией наук был издан его труд «Результаты причин вредного влияния внутреннего воздуха в зданиях в зависимости от способов отопления и искусственной вентиляции». Лишь в 1927 г. американские специалисты Яглоу и Миллер пришли к таким же результатам, правда, на базе очень широко поставленного эксперимента.
Первыми сооружениями, оборудованными системами вентиляции с естественным побуждением, становятся больницы, госпитали, приюты, казармы. В 1810 г. оснащается такими системами здание больницы в Дерби (Лондон). В средине XIX в. появляются несколько зданий в Петербурге с весьма совершенными вентиляционными системами: казармы Семеновского и Преображенского полков, Николаевский военно-сухопутный госпиталь на Песках, несколько детских приютов и др. Ведущую роль в оснащении этих зданий вентиляцией играли архитекторы Росси, Ефимов, Руска.
В 1854 г. в России был создан Комитет по рассмотрению систем вентиляции. В его состав (под руководством генерал-майора М.Г. Евреинова) входили 7 архитекторов, 5 военных инженеров, 3 академика, 2 инженера путей сообщения, 2 доктора медицины, 2 специалиста по физике и химии. Комитет определял нормы вентиляции и предложил различные технические решения для систем вентиляции зданий различного назначения. Однако лишь в советское время вентиляция, особенно промышленная, получила должное развитие и оформилась в самостоятельную отрасль техники.
Системы кондиционирования воздуха появились значительно позднее систем вентиляции. Временем зарождения кондиционирования условно считают начало XX в. Термин «кондиционирование воздуха» предложен в 1904 г. американцем С. Крамером.
Первой установкой, подобной кондиционеру, можно считать устройство для здания английского парламента (1834 г.), использовавшее для получения холода запасы льда.
В 1893 г. в жилом доме во Франкфурте-на-Майне впервые была применена установка комфортного кондиционирования с аммиачной холодильной машиной рассольными поверхностными воздухоохладителями.
В 1903 г. в Кельнском театре появилась установка с аккумулятором холода, что позволило в 4-5 раз уменьшить производительность и габариты холодильной машины. Подобный прием широко используется и в современных системах. примером могут служить системы холодоснабжения во дворе спорта «Юбилейный».
В том же 1903 г. была изобретена форсуночная камера, которая до сих пор успешно используется в качестве тепломассообменного аппарата установок кондиционирования большой производительности.
Однако широкое распространение установок кондиционирования воздуха сдерживалось большими габаритами тихоходных аммиачных холодильных машин и необходимостью иметь для них специальные помещения или даже здания из-за большой токсичности аммиака. Положение резко изменилось после 1931 г., когда появился безвредный холодильный агент фреон-12. Фреоновые холодильные машины позволили решить проблему создания небольших агрегатированных автономных кондиционеров для создания комфортных условий в отдельных помещениях.
В 30-х годах вначале в США, а затем и в других странах началось широкое применение комнатных, бытовых и шкафных кондиционеров. В нашей стране в 30-е годы появились первые теоретические и экспериментальные работы по кондиционированию воздуха А. А. Гоголина, П. В. Участкина и др. Еще в 1918 г. Л. К. Рамзин предложил I-d диаграмму, которая и сейчас широко используется в расчетах процессов кондиционирования.
Перед Великой Отечественной войной московский завод «Компрессор» освоил производство фреоновых пароводяных холодильных машин, представляющих собой основу для широкого распространения систем кондиционирования воздуха. Но только в 1949 г. в Ленинградском институте охраны труда под руководством П. В. Участкина были разработаны первые отечественные конструкции центральных кондиционеров. На их основе НИИ сантехники в Москве предложил уже типовые конструкции. С 1955 г. на харьковском заводе «Кондицонер» начался выпуск типовых кондиционеров. В 1958 г. их было произведено всего 270, в 1960 г. – уже 4,5 тыс, а в 1975 – 25 тыс. агрегатов. Производительность современных центральных кондиционеров, выпускаемых в нашей стране, колеблется в пределах от 30 до 250 тыс. м³ воздуха в час.
Широкое строительство современных предприятий, внедрение новых технологических процессов, строительство зданий административного и общественного назначений потребовало расширения как номенклатуры, так и количества выпускаемого оборудования. К настоящему времени уже построены и строятся заводы по выпуску оборудования для систем кондиционирования воздуха и вентиляции. Так, в 1976 г. введен в действие крупнейший в Европе и Азии Бакинский завод бытовых кондиционеров, рассчитанных на производство 400 тыс. автономных кондиционеров в год. Построен современный завод в г. Краматорске. В это же время строятся крупные заводы в Кустанае, Самтредиа, Вентспилсе и др.
В настоящее время в установками кондиционирования воздуха оснащаются театры, концертные залы, спортивные сооружения, рестораны, читальные залы, предприятия электронной, химической, оптической промышленности, точного машино- и приборостроения, а также жилые здания.
Значительный вклад в развитие теории и практики кондиционирования воздуха внесли советские ученые и инженеры А. А. Гоголин, Б. В. Баркалов, П. В. Участкин, Р. М. Ладыженский, Е. Е. Карпис, А. В. Нестеренко, Е. В. Стефанов, В. Н. Богословский и др.
Учебное издание
Устинов Борис Георгиевич
Фешин Александр Николаевич
Коркин Владимир Дмитриевич
ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЙ
Учебное пособие
Редактор Т. Н. Козлова
Оригинал-макет подготовлен авторами.
Подписано в печать 29.01.2015г. Формат 60x84 1/16.
Усл. печ. л. 10.5. Тираж 100 экз. Заказ 16/15
Электронный адрес: www.http://publish.sutd.ru
Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «СПГУТД»
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26
