История возникновения отопления кратко

Обновлено: 30.06.2024

В современном мире тяжело представить квартиру, а еще тяжелее индивидуальный дом без системы отопления. На сегодня созданы все условия для строительства огромного отапливаемого дома. Существуют разные виды отопления - печное отопление, центральное городское отопление, отопление газовым, дизельным, электрическим котлом.

Это все хорошо, но хотелось бы рассказать об истории становления отопительной системы. Ведь впервые об отоплении своего жилища задумывались еще в каменном веке. Древние люди жгли огонь в доме, чтобы согреть свою семью. Но со временем человечество стало приспосабливаться к жизни и примерно в 200-х годах до нашей эры был создан прототип современной печки с трубой на улицу для того чтобы дом не задымлялся.

Также интересна история становления теплого пола и центрального отопления в целом. Идею разработали инженеры из Древнего Рима. Они создавали сети специальных каналов в стенах, под полом, через которые пропускались те самые дымы от печи. Это было сделано для того, чтобы не загромождать каждое помещение печкой.

Также в Древнем Риме был создан аналог современного камина, который ставили по середине комнаты и окружали различными теплооберегающими материалами - обычно это было каменные стены и дымоход. Благодаря камину огонь быстро не тух и не перегревался. Кстати, камин положил начало становления вентиляционной системы, которая осуществлялась за счет тяги в дымоходе.

В 15-17 веках в России начали использовать кирпичные печи, затем в 18 веке на ряду с такими печами стали использовать водяное отопление, но всё же стоит отметить то, что не каждый купец, не то, что крестьянин мог себе тогда позволить кирпичную печь с дымоходом, обычно дым просто выходил прямо в избу, чтобы дым выходил люди открывали в домах постоянно окна, а бывало, что у людей и стёкол то и не было, вместо стекла зимой обычно использовали кубы льда из рек и озёр. Но водяное отопление в то время использовалось только с естественной циркуляцией. В 19 веке уже появляется паровая система отопления, которая была необходима во времена становления паровых машин, для прогревания больших помещений использовали отработанный пар.

А вот в 20 столетии появилась принудительная циркуляция системы отопления, которая приводится в действие благодаря насосам. И все это благодаря созданию электродвигателя.

Чтобы понять, что из себя представляет отопление в 21 веке, вы можете ознакомится с нашей статьей об отоплении или на нашем сайте

Что такое отопление?

Отопление - это искусственное обогревание помещений и зданий с возмещением тепловых потерь для поддержания в них температуры на заданном уровне. Температура определяется комфортом находящихся в помещениях людей и требованиями протекающего технологического процесса. Для отопления предусматривают отопительную установку.

Отопление зданий в Древнем мире и средних веках

Отопление гораздо древнее кондиционирования воздуха (напомним, первый кондиционер появился в 1902 году). История отопления восходит к кострам, разведенным первобытными людьми в пещерах и насчитывает уже много тысяч лет.

В Древнем мире в одно и то же время встречались технические устройства отопления, стоящие и на самом низком и на достаточно высоком уровнях. Самый простой и древний способ отопления путем сжигания топлива внутри помещения соседствовал с центральными установками водяного и воздушного отопления. Так, в городе Эфесе, основанном в Х в. до н.э. на территории современной Турции, для отопления уже в то время использовались системы трубок, в которые подавалась горячая вода из закрытых котлов, находящихся в подвалах домов. Римская система воздушного отопления "Хюпокаустум" (=снизу согретый), созданная в Римской империи, была устроена так: наружный воздух нагревался в подпольных каналах, предварительно прогретых горячими газами, и поступал в отапливаемые помещения. По такому же принципу обогревались помещения замков в Германии в Средние века.

Костры, очаги и примитивные печи использовались в жилищах бедняков, водяное и воздушное отопление - в дворцах и банях знати. Это различие в отопительных установках, имевшееся 2000- 3000 лет назад, существовало и в средние века. В течение нескольких тысячелетий для отопления жилищ применялись глинобитные печи, топившиеся "по-черному" с отводом дыма в помещение и через него наружу. В дворцах устраивалось центральное огневоздушное подпольное отопление, обнаруженное при раскопках на территории Хакасии в Сибири, Древних Китая и Греции.

В XVIII в. в Англии и Франции были изобретены (хотя отдельные установки встречались и ранее) системы парового и водяного отопления. Они сначала применялись для отопления оранжерей и теплиц, а потом, с начала следующего столетия, и зданий.

История отопления в России

В Древней Руси широко применялся курной очаг (без дымовой трубы). В России лишь в XV - XVI вв. печи в жилых помещениях были дополнены трубами и стали называться "белыми" или "русскими". Первоначально дымовые трубы, которые назывались дымницами, выполняли из древесины в виде толстого теса, что было пожароопасным. В период интенсивного развития городов в XVI-XVII вв. русская техника достигла высокого уровня. Основным центром печного искусства и выучки мастеров печных дел в период со времени создания Русского государства и до второй половины XVII в. была Москва. Здесь зарождались прогрессивные конструкции и новые архитектурные формы отопительных печей, разрабатывалась технология изготовления печных изразцов, строились кирпичные заводы и чугунолитейные фабрики, изготовляющие печные приборы.

Существенный сдвиг в печном деле произошел во время Петровской эпохи. В 1718 г. указом Петра I было запрещено строительство в Петербурге домов с курными печами и деревянными трубами, а в 1722 г. этот указ распространился и на Москву (непонятно, как люди жили до этого в своих черных, пропитанных сажей избах). Одновременно расширялись существующие и сооружались новые кирпичные заводы. Были изданы обязательные правила кладки наиболее важных элементов печей. В это же время было развито производство печных отделочных материалов. Вместо рельефных тисненых изразцов в печном деле стали применять гладкие расписные изразцы голландского образца. В связи с этим отечественные отопительные толстостенные печи неправильно стали называть голландскими или "голландками". По документальным источникам установлено, что в XVIII и в начале XIX вв. русское печное искусство занимало ключевые позиции в Европе.

Появились системы воздушного отопления. Известно, что в ХV в. такое отопление было устроено в Грановитой палате в Московском Кремле, а затем под названием "русская система" применялось в Германии и Австрии для отопления крупных зданий. После опубликования в России в конце 18 века книг Н. А. Львова ("Русская пиростатика", 1795 и 1799 г.) появились системы воздушного топления, совмещенные с вентиляцией. Обобщающий печное отопление труд "Теоретические основания печного дела" был написан И. И. Свиязевым в 1867 г.

В России первая система парового отопления была осуществлена в Петербурге в 1816 г., водяного отопления - в 1834 г. (П. Г. Соболевский). В России паровое отопление высокого давления устраивалось исключительно в производственных зданиях, что свидетельствует о понимании связанных с его применением недостатков. Позднее стали применять системы низкого давления. Водяное же отопление преимущественно распространялось в гражданском строительстве, в первую очередь в больницах.

Остановимся подробнее на истории водяного отопления, широко применяемого в настоящее время. В XIX в. водяное отопление устраивалось с естественной циркуляцией воды. В 50-60-х годах 19 века распространилось более дешевое водяное отопление высокого давления по системе Перкинса (патент 1831 г.). Система составлялась из вертикальных толстостенных трубок (внутренний диаметр 15 мм, наружный 25 мм), со всех сторон замкнутых и заполненных водой. Вода нагревалась в змеевике, помещенном в центральную печь. Такого же рода змеевики ("нагревательные спирали"), соединенные одной трубой, размещались в обогреваемых помещениях.

Сейчас подобная связь отопительных приборов именуется однотрубной. В системе циркулировала вода под значительным давлением (до 7 МПа) , нагреваемая до 260-300оС. В системе водяного отопления высокого давления кроме змеевиков в помещениях использовались гладкие трубы большого диаметра, а затем и ребристые трубы - первые специальные отопительные приборы. Применялось также водяное отопление повышенного давления (до 0,8 МПа) с отопительными приборами в виде чугунных цилиндрических печей со сквозным внутренним каналом.

С 70-x годов 19 столетия с водяным отоплением высокого давления стало успешно конкурировать водяное отопление низкого давления, выполняемое заводом Сан-Талли в Петербургe по горизонтальной схеме с отопительными приборами из ребристых труб (фасонные части и арматура ввозились из Германии). В последней трети XIX в. водяное отопление низкого давления осуществлялось в различных городах России в виде вертикальных и горизонтальных однотрубных систем. В 1875 Г. К. Лешевич впервые устроил квартирное водяное отопление низкого давления, действующее самостоятельно или во время топки кухонного очага. В 80-x годах около каждого отопительнoгo прибора стали устанавливать регулирующие краны. В 90-х годах появилось двухтрубное водяное отопление, где по одной из параллельно прокладываемых двух вертикальных труб подавалась в отопительные приборы нагретая вода, по другой отводилась охлажденная. Вертикальные трубы отопления прокладывались скрыто в стенах, ребристые трубы закрывались щитами и декоративными решетками.

Для начала ХХ в. характерно стремление к уменьшению первоначальной стоимости отопительных установок. Водяное отопление устраивается с открытой прокладкой вертикальных труб и открытой установкой отопительных приборов (около 1900 г. появились чугунные радиаторы). Применяются различные решения с целью повышения скорости движения воды для уменьшения диаметра труб. Побуждение циркуляции воды предлагалось осуществлять путем подмешивания к воде в подъемных трубах воздуха, пара, перегретой воды.

В. М. Чаплин разработал и в 1903 г. впервые применил в Москве паро-водо-водяное отопление с побуждением циркуляции воды пароструйным инжектором. Для отопления здания устанавливались два котла: паровой для получения пара под давлением 0,05 - 0,3 МПа (в зависимости от высоты здания) и водогрейный для нагревания воды до температуры от 100 до 150 С, которая, смешиваясь с охлажденной водой, поступала при пониженной температуре (не выше 90 С) для отопления помещений. Предложенное В. М. Чаплиным эжектирование охлажденной воды при подаче снаружи высокотемпературной воды повсеместно используется до настоящего времени для центрального водяного отопления зданий.

В 1905 г. В. А. Яхимович предложил и внедрил "трубчатые приборы с рубашкой из бетона" - паробетонные приборы панельно-лучистого отопления, основанного на заделке нагревательных элементов в толщу ограждающих конструкций помещений. В последующие 10 лет было выполнено свыше 100 таких отопительных установок. В те же годы появилось районное отопление: несколько зданий стали снабжаться тепловой энергией из oднoгo центра. При этом в качестве теплоносителя "дальнего действия" использовался пар, в зданиях устанавливались пароводяные теплообменники (бойлеры) и оборудовалось водяное отопление с естественной циркуляцией. Например, таким пароводяным отоплением в 1903 г. были оборудованы 13 корпусов Петербургской детской больницы (А. К. Павловский).

В общем же в царской России установок центрального водяного отопления было мало и большинство их монтировалось в расчете на гравитационную (естественную) циркуляцию воды. Основная масса зданий, даже в столице, имела печное отопление, что отражалось на структуре и содержании тогдашних учебников по отоплению: они начинались с крупного раздела "Печное отопление".

Развитие систем отопления в СССР

В области водяного отопления период до середины 20 столетия характерен широким применением двухтрубного распределения теплоносителя воды по отопительным приборам здании. Однако с конца 1940-х годов в нашей стране весьма широкое распространение получили однотрубные системы водяного отопления. К настоящему времени этими системами оборудовано большинство зданий и сооружений.

Следует иметь в виду, что однотрубные системы отопления нашли столь широкое распространение не случайно. Во-первых, эти системы были менее металлоемкими по сравнению с двухтрубными. Во-вторых, они оказались гидравлически более устойчивыми (особенно при низких значениях наружной температуры воздуха) по сравнению с двухтрубными. В-третьих, именно эти системы позволили при переменном перепаде температуры воды в стояках максимально индустриализировать их изготовление на заготовительных предприятиях. Их можно было производить (при определенных условиях) еще до возведения обслуживаемого ими здания.

К недостаткам однотрубных систем можно отнести то, что они лишены возможности не только индивидуального регулирования теплоотдачи отопительных приборов, но и индивидуального учета теплоты, расходуемой на отопление того или иного помещения (или комплекса помещений).

Требования к тепловому режиму помещений в СССР постепенно повышались. Были установлены строгие нормативы температуры в помещениях разного назначения. Например, оптимальные температурные условия работы учащихся 22оС и недопустимость заметного отклонения от них (при понижении температуры до 15оС усвоение слушателями излагаемого материала снижается на четверть, а при повышении температуры до 30оС - наполовину).

Современные направления развития систем отопления

Для создания наиболее благоприятных условий труда и быта людей разрабатываются и внедряются технически совершенные, эффективные отопительные установки. Их отдельные элементы (узлы и детали) унифицируются для сокращения затрат труда. Это особенно важно при большом объеме промышленного и гражданского строительства. Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путем оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установкам надежности в эксплуатации, автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации, ищутся способы управления отопительными установками для экономии тепловой энергии.

Разрабатываются отопительные установки, основанные не на сжигании традиционных видов органического топлива (твердого, жидкого, газообразного), а на использовании сбросной теплоты возобновляемых источников, в том числе низкотемпературных. Одним из возобновляемых теплоисточников для отопления может являться солнечная энергия. Однако малая плотность лучистого потока на поверхности земли в большинстве районов страны ограничивает мощность отопительных гелиоустановок и их распространение.

В отдельных районах для отопления потребляется геотермальная энергия (глубинная теплота Земли) в виде пара и горячей воды, используется теплота грунта. Важным теплоисточником становится атомная энергия из-за известной ограниченности запасов органического топлива. Уже сейчас здания и сооружения, расположенные близ атомных электростанций или специальных атомных станций теплоснабжения, отапливаются водой, нагреваемой при действии атомных реакторов. Для отопления помещений используется также электрическая энергия, в частности в районах расположения гидростанций.

К началу XX века относится создание лучистого и панельного отопления. Но основное направление в развитии отопительных систем было направлено на усовершенствование котлов, печей и радиаторов. Получают свое развитие системы центрального отопления, теплофикации и централизованного теплоснабжения. К концу XX века особую популярность получает новый вид топлива – природный газ.

Современные пути развития отопительных систем направлены на поиск новых источников топлива (например: солнечные коллекторы, тепловые насосы, ветрогенераторы ), использование пеллет и топливных брикетов а так же энергосбережение и учет.

О согревании себя и своего жилища человек задумался давно. Вероятно, первым способом согреться было одевание себя любимого в шкуру съеденного на обед животного. Хороший способ, но, надо признать, не очень удачный. Нет, способ хорош, спору нет. Им и сейчас современный человек с удовольствием пользуется. Но уж очень много недостатков он имеет. Во-первых, он сугубо индивидуален, во‑вторых – не очень теплый. Уж очень много открытых всем превратностям погоды участков тела остается. Да и тепловые способности индивидуального средства защиты от холода небезграничны.

Прорывом в деле согревания стал момент, когда человек обратил внимание на живительное тепло, исходящее от горящего дерева. Так, пожалуй, и возникла идея использовать для обогрева огонь. Костер. Сколько в наше время песен спето и у костра, и о костре. А в те далекие времена костер был одним из основных способов обогреться, а следовательно, выжить.

Слов нет, весьма полезная вещь. Хорошо посидеть после интенсивной пробежки за ужином у костра, погреться, приготовить себе ужин из добытого только что мамонта или, на худой конец, из соплеменника, который с утра как‑то нехорошо смотрел на твое собственное филе. Костер до сих пор пользуется большой популярностью и у компаний на природе, и у охотников, да мало ли кому нужно животворящее тепло костерка.

Но наряду с несомненными достоинствами этого источника тепла он имеет и ряд существенных недостатков. Пожалуй, основной из них – точечность: у костра жарко, а сделай пару шагов в сторону– и бррр… холодно. В те времена о такой науке, как физика, еще ничего не знали, а законы ее уже исправно работали. Нагретый костром воздух поднимался вертикально вверх и никоим образом не хотел обогревать пространство вокруг. Есть у костра еще один минус – дым. Это зловредное вещество, в отличие от теплого воздуха, пытается заполнить все пространство вокруг, сводя на нет все удовольствие от костра. А сколько неприятностей получал древний человек от открытого огня! Бегает-бегает за шкурой для новой одежки, а слегка зазевался, и на тебе – огонь ее уничтожил. И снова бегай. Так бы и мучился древний человек, если бы в один прекрасный момент неизвестному нам умнику не пришла в голову мысль обложить костер камнями. Так был изобретен очаг, и была положена основа для создания всеми любимой печи.

У очага…

Очаг одновременно служил и для обогрева, и для приготовления пищи, и для нагрева воды, и даже в ритуальных целях. С тех пор было разработано множество конструкций очагов и печей, используемых в быту.

Этому прекрасному изобретению человека нужно было бы давно поставить памятник. Если бы не печь, развитие человека пошло бы совсем другим путем. Печь и в наше время самый распространенный способ получения тепла для большинства населения. Но, несмотря на все дифирамбы этому чуду человеческого гения, и она имеет свои недостатки. И основной из них, пожалуй, опять-таки точечность тепла. Попробуйте при помощи самой продвинутой печи обогреть несколько достаточно больших помещений. Сомнительно, что ваши усилия увенчаются успехом. Поэтому в замках, дворцах и других больших жилищах с давних времен вынуждены устанавливать несколько печей. Не очень удобно и весьма затратно.

Хорошо сейчас. Стоят батареи отопления, к которым подведены либо горячая вода, либо разогретый пар. И от них идет то самое тепло, которое и обогревает огромные площади и объемы. А что, это пресловутое центральное отопление изобретение обозримого прошлого? Как показывают раскопки древних городов, совсем ничего подобного.

Нечто похожее на центральное отопление было широко использовано еще в Древнем Риме в XII веке до нашей эры. Римская империя славилась своими банями (термами). Умные люди, жившие в этой стране, быстро смекнули, что пар из банных труб уходит в небо, не принося империи никакой пользы. Тогда и было принято решение пустить его в дело.

Римские архитекторы разработали эффективную систему центрального отопления с подогревом пола и стен в термах. В термах с помощью все тех же печей (praefurnium) нагревались вода и воздух, которые затем циркулировали под полом и в полостях стен. При этом использовались двойные покрытия, чтобы пол не был очень горячим. А после революционного изобретения древними римлянами трубопроводов центральное отопление стало более доступным и стало широко использоваться и для обогрева жилища знатных жителей.

При строительстве нового дома знатного человека устанавливали сваи, между которыми и проводили трубы, по которым в дальнейшем должна была проходить теплая вода или пар. Поверх укладывались кирпичи, которые обладают отличной теплопроводностью. В римских домах подобным способом отапливались полы, а в некоторых даже стены жилищ, между которыми были также проложены трубы.

Устройство такого отопления было делом дорогостоящим, и его могли позволить себе лишь обеспеченные люди.

Что нового?

Но разработка и применение систем обеспечения населения теплом не стояли на месте. В конце I века до н. э. римский архитектор и инженер Витрувий подробно описал систему воздушного отопления, получившую широкое распространение на территории Древнего Рима. Это была первая система искусственного отопления городских помещений при помощи горячих газов. Для обогрева римских терм и жилых помещений применялся гипокауст – отопительное устройство, состоявшее из печи, расположенной вне отапливаемого помещения, и системы труб, проводящих нагретый воздух. Наружный воздух, поступающий в гипокауст, нагревался горячими газами и по системе труб и каналов под полом здания поступал в отапливаемое помещение.

По такому же принципу отапливались и средневековые замки Европы. Более того, достаточно продолжительное время такое отопление оставалось основным видом отопления в средневековых городах, пока в XV веке не появилось печное отопление в том виде, в котором мы его знаем, и не определило характер обогрева жилых помещений еще на несколько столетий вперед. При печном отоплении воздух в помещении нагревался при соприкосновении с поверхностями горячей печи, расположенной внутри отапливаемого помещения, а продукты сгорания топлива отводились наружу через специально сделанные дымовые трубы.

Вот какое многообразие способов обогрева нас и наших жилищ оставили нам наши предки.
Сейчас для обеспечения населения теплом используются все те же подходы, что и в древности. И центральное отопление, и печное отопление, правда, добавили еще и электрическое отопление. А населению, по большому счету, и все равно, чем его обогревают. Мы лишь мечтаем о том, чтобы с наступлением осенних, а затем и зимних холодов в наших квартирах было тепло и уютно.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал. Будьте в курсе всех событий!
Мы работаем для Вас!

Интересно, а как же мы пришли к центральным отопительным системам, как развивалась история отопления вообще?

Устройство такого отопления было делом дорогостоящим, и его могли позволить себе лишь обеспеченные люди.

Читайте также: