100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как делали отопление для Зимнего дворца

team_pl_im

Одно из центральных мест в инженерной инфраструктуре Зимнего дворца занимала отопительная система. Долгое время единственным видом отопления дворца были печи, камины и небольшие таганки. При начале строительства дворца составили чертежи 17 каминов. Их заказали в Италии из каррарского мрамора и в 1758 г. доставили в Зимний дворец 139 .

Как известно, эффективность каминов как источников тепла невысока. Поначалу в Зимнем дворце в морозные дни было весьма неуютно. Печей не хватало и в огромных парадных залах было просто холодно. 27 декабря 1779 г. отменен бал во дворце «по случаю великой стужи» 140 . Поэтому отопительная система, способная обогреть огромный дворец, использовалась весьма интенсивно и периодически обновлялась. В 1827 г. круглые печи Кваренги из-за их ветхости заменили новыми. Однако, спустя год, во время очередного ремонта комнат наследника, великого князя Александра Николаевича О. Монферрану приказали разобрать только что установленные новые печи и воссоздать круглые печи Кваренги 141 . Видимо, это диктовалось лишь привычкой к определенному облику дворцовых залов.

Интенсивное использование многочисленных печей в царских дворцах в суровые зимы и беспорядочные перестройки дворцовых залов приводили к катастрофическим пожарам. Вечером 17 декабря 1837 г. в Зимнем дворце начался пожар, который удалось окончательно потушить только к 20 декабря.

По воспоминаниям очевидцев, зарево было видно за 50–70 верст от Петербурга. После катастрофического пожара от дворца остались только наружные стены, часть внутренних капитальных стен, сводчатые перекрытия подвалов и некоторое количество сводчатых перекрытий на первом этаже 142 . Уже 29 декабря 1837 г. создается комиссия по возобновлению разрушенного дворца. Ее возглавил гофмаршал двора князь Волконский. Несмотря на страшные разрушения, 25 марта 1839 г. состоялось освящение Большой дворцовой церкви и всего возобновленного дворца. Необходимо отметить, что Николай I лично наблюдал за ходом работ, задавая невероятно высокие темпы восстановительных работ. Причем все проектные чертежи просматривались и утверждались самим Николаем I, тот не раз вмешивался в уже готовые проектные решения. С учетом произошедшей трагедии в ходе восстановления дворца печное отопление было заменено на воздушное отопление, разработанное инженером Н.А. Аммосовым. На «устройство пневматического отопления» в смету заложили 258 ООО руб. 143 Впервые печи его конструкции установили в казармах лейб-гвардии Павловского полка в 1835 г. Здесь эти печи хорошо себя зарекомендовали, да и традиционное печное отопление после страшного пожара вызывало недоверие. По поручению Комиссии по возобновлению Зимнего дворца, знаменитый химик Г И. Гесс, преподававший в Технологическом институте, провел всестороннюю экспертизу пневматических печей конструкции Н.А. Аммосова. По словам конструктора, экспертиза проводилась крайне тщательно и придирчиво. В результате было подготовлено заключение, что его печи безвредны для здоровья 144 . В подвалах дворца установили 86 пневматических печей. В самом Зимнем дворце размещалось 55 больших и 29 малых печей. Еще две большие печи находились в Эрмитаже под Рафаэлевыми лоджиями и две малые печи в Придворном манеже. Нагреваемый печами воздух поднимался по «жаровым» каналам в парадные залы и жилые комнаты. Места выхода отопительных каналов завершались медными решетками на душниках, выполненных по рисункам архитектора В.П. Стасова. У инженера Аммосова сохранились чертежи отопительной системы, на которых стояла «виза» министра Императорского двора – «Высочайше утверждено 10 апреля 1838 г.» 145 . Любопытно, что Аммосов по настоянию В.П. Стасова пытался внести изменения в конструкцию печей в 1839 г. Металлические трубы заменили на глиняные, но, убедившись, что они очень медленно нагревают воздух и при усиленной топке трескаются и пропускают дым, он вновь вернулся к металлическим трубам 146 . С весны 1839 г. печи и камины сохранялись в Зимнем дворце в основном как привычный элемент парадных интерьеров 147 . За устройство пневматических печей в Зимнем дворце Н. Аммосова наградили золотой медалью и он получил 1500 десятин земли наряду с личным одобрением Николая I качеством работы печей его конструкции. В дворцовой Мастеровой роте самый большой штат специалистов занимался именно обслуживанием системы отопления. Печным и каменным делом во дворце занимались «мастер, два подмастерья, восемь печников и шесть учеников». Трубочным делом занимались «мастер, подмастерье, три трубника и два ученика». Занимались чисткой труб «мастер, два подмастерья, двенадцать трубочистов и семь учеников» 148 .

Несмотря на огромные затраты, у «аммосовской» системы отопления выявили ряд недостатков. Уже в начале 1840-х гг. бытовало мнение, что печи пересушивают воздух, что это вредит здоровью. Причем вредит здоровью царских детей. Об этом упоминает дочь Николая I Ольга Николаевна. Она пишет, что в Зимнем дворце «устроили новое отопление, подобие центрального, которое совершенно высушило воздух. Чтобы устранить этот недостаток, к нам в комнаты внесли лоханки со снегом и водой, и я думаю, что это произвело очень неблагоприятное действие на наши легкие» 149 .

Дело в том, что в декабре 1840 г. Ольга Николаевна заболела «сильным кашлем», и поэтому по настоянию врачей Маркуса и Рауха ее в феврале 1841 г. перевели в Аничков дворец ввиду того, что сухой воздух Зимнего дворца ей вреден. Николай I согласился с предложениями медиков, и «вся семья с восторгом переселилась в любимое гнездышко. По прошествии одной недели мой кашель исчез. После этого призвали специалистов, чтобы исследовать свойства воздуха в Зимнем дворце, и выяснилось, что содержание влажности в нем слишком недостаточно как для людей, так и для растений. Построили всюду камины, но и в Аничковом приделали к печам сосуды с водой» 150 .

Действительно, конструктора печей Н. Аммосова пригласили в Зимний дворец в марте 1841 г., где он измерял влажность воздуха во всех дворцовых помещениях. При этом отклонений от нормы выявлено не было, а таблицы измерений влажности были опубликованы. Тем не менее, эти слухи были необычайно живучи, поскольку чиновник Министерства Императорского двора B.C. Кривенко в записках упоминал, что величавый Зимний дворец «совершенно не подходил для частной жизни. Александр II, больной эмфиземой легких, страдал от аммосовского отопления, от сухого нагретого сильно воздуха, от плохой вентиляции; в спальне его форточки плохо затворялись, по ночам комната выстывала» 151 . Поэтому с 1863 г. в Зимнем дворце начинает создаваться новая, локальная система отопления. В ее основу были положены «огневоздушные печи» конструкции И.К. Кроля и Смирнова. Эту систему отопления смонтировали в северном крыле Зимнего дворца на протяжении лета 1876 г. Великий князь Сергей Александрович в дневнике отметил, что, несмотря на холодную весну, семья готовилась к переезду «на дачу» в Царское Село, поскольку «будут весь этот фасад дворца переделывать для нового отопления». А когда семья в конце октября вернулась в Зимний дворец, то все комнаты уже были «с новым отоплением» 152 .

Средства, ежегодно затрачиваемые на отопление, составляли значительную часть ежегодного бюджета Министерства Императорского двора. В 1868 г. на отопление Зимнего дворца потратили 173 567 руб. (по смете 173 650 руб.) 153 .

В результате к началу 1880-м гг. в Зимнем дворце функционировали две системы отопления: аммосовская и «Кроля» (чугуннореберные печи). Александр III был недоволен обеими. По его мнению, обогревание производилось неравномерно, воздух очень пересушивался, при топке был сильный шум. Поэтому принято решение о монтаже новой локальной системы водяного отопления. Одновременно установили водяные калориферы для введения свежего воздуха с соответствующей вентиляцией и увлажнением и прочищены жаровые каналы. В одном из внутренних световых двориков западной части Зимнего дворца построили котельную. А на крыше дворца, за башенкой оптического телеграфа над Собственным подъездом, соорудили вентиляционную башню, которая внесла заметный диссонанс в привычный архитектурный облик дворца. Эти работы обошлись в 189 511 руб. 154

Читайте так же:
Где и когда время стали делить на «нашу эру» и «до нашей эры»?

Таким образом, к 1917 г. в Зимнем дворце параллельно действовали три технически различных системы отопления, не объединенные в единую сеть. С 1840-х гг. в Зимнем дворце работали пневматические печи Н.А. Аммосова, обогревавшие большую часть дворца. В 1860—1870-х гг. создается локальная система «огневоздушных печей» для личных покоев императора Александра II, страдавшего астмой, и его жены императрицы Марии Александровны, болевшей туберкулезом. С конца 1880-х гг. северо-западный ризалит Зимнего дворца и здание Нового Эрмитажа обогревались системой центрального водяного отопления, созданной инженером Войницким.

В 1920-х гг. в Зимнем дворце начинаются работы, должные превратить его в музейное здание. Благодаря этому, искажавшая пропорции дворца, вентиляционная башня над Собственным подъездом, установленная в 1880-х гг., и трубы котельных во внутренних световых двориках были разобраны 155 . Также удалено до 100 отопительных приборов (печей, плит, очагов и каминов). Во время катастрофического наводнения 1924 г. затопило все подвалы дворца. Наводнение фактически разрушило действовавшие отопительную и вентиляционную системы. Воздуховоды наполнились водой, изоляция труб размокла. Во дворце появилась устойчивая сырость. Поэтому началась немедленная реконструкция отопительной и вентиляционной систем. К зиме 1925 г. аммосовские печи наскоро отремонтировали. Старую систему воздушного отопления, устроенную в 1860—1870-х гг. в покоях императора Александра II, и центральное водяное отопление бывших комнат Николая II также восстановили к концу 1924 г. В ходе реконструкции инженерных коммуникаций дворца в 1933–1939 гг. водо-воздушную систему отопления подключили к городской сети. В нее входили две системы: зданий Эрмитажа и комнат половины Николая II. После 1945 г. в ходе ремонта Зимнего дворца разобрали железные дымовые трубы и конструкции котельной, обеспечивавшие теплом половину Николая II. Разобрали и кирпичную трубу, остававшуюся от отопительной системы, устроенной в 1860—1870-х гг.

В Александровском дворце Царского Села система отопления развивалась «своим путем». Она формировалась в несколько этапов, это проявилось в том, что в небольшом дворце вплоть до 1917 г. не было создано единой системы отопления. В 1842 г. в Александровском дворце появилось отопление Аммосова, которое просуществало до конца 1890-х гг. Печное отопление во дворце начали заменять на паровое на императорской половине в ходе ремонта 1896 г. В результате в подвале дворца соорудили три котельных: для отопления личных апартаментов Николая II и Александры Федоровны и Детской половины, для подогрева воды для бассейна Николая II и водогрейный котел ванного помещения Детской половины.

В 1901 г. фирма «Сан-Галли» провела центральное отопление парадных залах Александровского дворца. Это была довольно совершенная для своего времени система, по крайней мере, температуру в парадных залах меняли, позвонив по телефону в котельную.

В силу того, что рядом с дворцом большую котельную располагать было неэстетично, то специалисты «Сан-Галли» пошли по пути сооружения миниатюрных котельных в маленьких подвальных помещениях дворца. Смонтировали котел водяного отопления для Угловой гостиной Александры Федоровны и двух Библиотечных зал; котел водяного отопления «зала Горы», Библиотеки и кладовых под Открытым залом; котел водяного отопления Полукруглого и Портретного залов и котел водяного отопления Большого бильярдного зала с Гостиной (в которой находилась походная церковь) и Третьего подъезда. Всего в 1901 г. сооружено четыре котла водяного отопления. В результате для размещения семи отопительных котлов, установленных в 1896 и 1901 гг., занято девять помещений, которые занимали 8 % площади подвалов дворца, но и при такой локальной отопительной системе некоторые из важных дворцовых помещений продолжали отапливаться печами и электрическими грелками. Спальня наследника на Детской половине (2-й этаж) отапливалась именно таким способом. Жаровыми печами, расположенными в подвале, отапливались парадные подъезды дворца. Печами отапливались все помещения правой части подвала. Кроме этого, в подвале было расположено еще несколько водогрейных котлов, обслуживавших кухни Александровского дворца.

Отопление кирпичных зданий в прошлом

Изразцовая печь в усадьбе Кусково.

Во время написания этих строк за моим окном температура -36гр. За городом -48гр. Последний раз на моей памяти такие морозы были 12 лет назад. Погода эти годы баловала и южные районы Восточной Сибири.
При таких низких температурах очень остро стоит вопрос надежного и эффективного отопления. В наш технический век в большинстве случаев это водяное отопление от ТЭЦ (в городах), или различного рода топливные котлы (если это частный дом). В деревнях все по-старинке: кирпичная печь с выходом частей печи во все комнаты, топка дровами.
Но как отапливали огромные кирпичные дворцы в старые времена?

Интерьеры старых зданий с большими комнатами и залами:

Изразцовая печь в летнем дворце Петра I. Впечатление такое, что эта печь не на своем месте, либо не предусмотрена проектом дворца.


Для эффективного обогрева здания подобные печи необходимо иметь в каждой комнате.

В деревенском доме из дерева все проще, ставят печь в центр строения:

Печь отапливает, греет все помещения.

Либо все еще проще, в доме одна комната так же с русской печкой по центру:

Есть версия, что печи для таких дворцов и залов вообще не были предназначены. Их установили позже, от безвыходности, когда поменялся климат на резко-континентальный с низкими зимними температурами. И в самом деле, многие печи в дворцах выглядят странно, не к месту. Если и был перед стройкой такого здания проект, то проектом отопления явно никто не занимался.
Официальная версия про многие дворцы говорит, что их большая часть была летними дворцами, куда переезжали только в теплое время года.

Рассмотрим прогресс отопления на примере Зимнего дворца

Гербовый зал Зимнего дворца. Даже сейчас отапливать такие залы – та еще задача для проектировщиков.

Сначала отопление Зимнего дворца было, очевидно, печным. Жилые покои обогревались каминами и печками-голландками, в кровати ставили грелки — закрытые жаровни-сковородки с углями.

На нижнем этаже Зимнего дворца были установлены большие печи, теплый воздух от которых был должен обогревать помещения второго этажа. Многоярусные печи с декором устанавливались и в парадных двухсветных залах
Но для большущих помещений такая отопительная система оказалась неэффективной. В одном из писем, написанных зимой 1787 года, граф П.Б. Шереметьев делится своими впечатлениями: «а холод всюду несносный. все комельки, а печи только для виду и не запираются неколи». Тепла не хватало даже для расположенных на втором этаже покоев королевской семьи, не говоря уже о 3-ем, где жили фрейлины. «По случаю величавой стужи» время от времени даже приходилось отменять балы и приемы — в двухсветных парадных залах температура зимой не подымалась выше 10–12°С.

Читайте так же:
Как производят валенки

Большущее печное хозяйство Зимнего дворца потребляло массу дров (зимой топку производили два раза в день) и представляло суровую опасность в смысле пожара. Хотя дымопроводы и прочищались «с установленной периодичностью и особенной тщательностью», катастрофы избежать не удалось.
Вечером 17 декабря 1837 г. в Зимнем дворце начался пожар, и потушить его удалось только к 20-му числу. По мемуарам свидетелей, зарево было видно за несколько верст.

В процессе восстановления дворца печное отопление решили поменять на воздушное (либо как его тогда называли «пневматическое»), разработанное военным инженером Н.А. Аммосовым. К тому времени печи его конструкции уже были опробованы в других зданиях, где отлично себя проявили.

В аммосовской печи топливник со всеми дымооборотами из железных труб был расположен в кирпичной камере с проходами, в нижней части которых предусмотрены отверстия для поступления в камеру свежайшего внешнего воздуха либо же рециркуляционного воздуха из отапливаемых помещений. В высшей части камеры печи предусмотрены отверстия-душники для отвода нагретого воздуха в отапливаемые помещения.

«Одна пневматическая печь, глядя по величине собственной и удобству размещения жилища, может нагревать от 100 до 600 куб. саженей вместимости, заменяя собой от 5 до 30 голландских печей»

Очередное принципиальное отличие аммосовской системы — попытка дополнить отопление вентиляцией. Для нагрева в вентиляционных камерах употреблялся свежайший воздух, забираемый с улицы, а для удаления из помещений отработанного воздуха в стенках были устроены отверстия, соединенные с каналами вентиляции, которые «служат для вытягивания из помещения духоты и сырости». Кроме этого, в стенках были изготовлены еще запасные либо запасные каналы — на перспективу. Отметим, что в 1987 году при обследовании всего комплекса построек Муниципального Эрмитажа было найдено около 1000 каналов различного предназначения общей протяженностью около 40 км (!).


Остатки аммосовской печи в Малом Эрмитаже. Топка и вход в воздушную камеру

Итак, основатель термохимии Г И. Гесс провел экспертизу печей Аммосова и отдал заключение, что те безобидны для здоровья. На «устройство пневматического отопления» выделили 258 000 руб. и процесс пошел. В подвалах дворца установили 86 огромных и малых пневматических печей. Нагреваемый воздух подымался по «жаровым» каналам в парадные залы и жилые комнаты. Места выхода отопительных каналов завершались медными решетками на душниках, выполненных по рисункам конструктора В.П. Стасова:

Для собственного времени предложенная генералом Амосовым система отопления была, непременно, прогрессивна, но не идеальна – она сушила воздух. Через неплотности труб в калориферах дымовые газы попадали в нагретый воздух. Не много того — совместно с приточным воздухом с улицы попадала пыль. Оседая на раскаленной поверхности железных теплообменников, пыль сгорала и в виде копоти попадала в помещения. От этого «побочного явления» новейшей системы отопления мучались не только лишь люди — продукты горения оседали на расписных плафонах, мраморных скульптурах, картинах. Прибавим сюда значимые колебания температуры во время и в промежутке меж топками: когда печи топятся, в помещениях очень горячо, а когда их перестают топить, воздух стремительно остывает.

В 1875 году очередной представитель военно-инженерного корпуса — инженер-полковник Г.С. Войницкий представил проект водовоздушного отопления. Новый тип отопления опробовали на маленьком участке Зимнего дворца (Кутузовская галерея, Малая церковь, Ротонда), а в 1890-х распространили на всю его северо-западную часть, установив в подвале в общей сложности 16 воздушных камер. Гррячую воду подвели из котельной, устроенной в одном из «световых двориков» дворца. От котлов по железным трубам в калориферы поступала горячая вода, и подогретый воздух по уже существовавшим жаровым каналам шел в жилые покои (естественным образом — за счет того, что теплый воздух легче холодного).

Только к лету 1911 года появилась система отопления, наиболее похожая на современную. Техник Кабинета е.и.в. инженер Н.П. Мельников разработал новый проект. Он создал в Эрмитаже две дополняющие друг друга системы: систему водяного радиаторного отопления и систему вентиляции с элементами кондиционирования. Работы по переустройству отопления в Эрмитаже были закончены к осени 1912 года, вентиляцию смонтировали к 1914 году.

Как видно, прогресс отопления подобных кирпичных и объемных помещений длился почти 200 лет. Слишком долго. Но сами многоэтажные кирпичные дома строились практически одинаковыми и в 18в. и в начале 20в. В самом деле, возникают мысли, что технологии отопления просто не успели подстроиться вслед за резким изменением климата. Возможно, изменения климата после катаклизма (сдвиг полюсов, потоп и т.д).
В Европе климат не стал таким суровым – в прошлом по большей части там остановились на каминах. По эффективности они хуже печей. Но, видимо, этой конструкции очага было достаточно.

Весь этот опыт отопления не мог не использоваться уже в строениях конца 19в., начала 20в.

Дом Вильнера в Минусинске (городок около Абакана). Показаны дымоходы в стенах. Думаю, по-этому многие стены в таких старых зданиях толщиной метр. В подвале топилась печь и горячий воздух грел стены.

Аналогично, эта конструкция отопления могла и была использована в других строениях 19-20 вв. в России.
***

А сейчас, на основании информации из прошлых статей про применение электростатики в древних строениях, попробуем хотя бы теоретически обосновать альтернативные источники отопления в те времена, про которые нет ни технических книг, ни других упоминаний. Но каменные города, судя по описаниям и картам — были точно.

Для тех, кто не знаком с темой — Использование атмосферного электричества в прошлом:
Часть 1
Часть 2
Часть 3
Электростатика древних храмов

В физике существует множество эффектов, связанных со статическим электричеством.

Обратный пьезоэффект – это процесс сжатия или расширения пьезоэлектрика под действием электрического поля в зависимости от направления вектора напряженности поля.

Если к такому пьезоэлементу подвести переменное напряжение, то пьезоэлемент за счет обратного пьезоэффекта будет сжиматься и расширяться, т.е. совершать механические колебания. В этом случае энергия электрических колебаний превращается в энергию механических колебаний с частотой, равной частоте приложенного переменного напряжения. Так как пьезоэлемент обладает собственной частотой механических колебаний, то возможно явление резонанса, когда частота приложенного напряжения совпадает с собственной частотой колебаний пластинки. При этом получается максимальная амплитуда колебаний пластинки пьезоэлемента.

Могут ли эти микроколебания диэлектрика его нагревать? Думаю, на определенной частоте колебаний – вполне. Другой вопрос – обожженный кирпич, керамика, может ли являться тем материалом, где возможен этот эффект?
Пироэлектрический эффект состоит в изменении спонтанной поляризованности диэлектриков при изменении температуры. К типичным линейным пироэлектрикам относятся турмалин и сульфат лития. Пироэлектрики спонтанно поляризованы, но в отличие от сегнетоэлектриков направление их поляризации не может быть изменено внешним электрическим полем. При неизменной температуре спонтанная поляризованность пироэлектрика скомпенсирована свободными зарядами противоположного знака за счет процессов электропроводности и адсорбции заряженных частиц из окружающей атмосферы. При изменении температуры спонтанная поляризованность изменяется, что приводит к освобождению некоторого заряда на поверхности пироэлектрика, благодаря чему в замкнутой цепи возникает электрический ток. Пироэффект используется для создания тепловых датчиков и приемников лучистой энергии, предназначенных, в частности, для регистрации инфракрасного и СВЧ-излучения.

Читайте так же:
Рак — от древности до наших дней

Оказывается, существует электрокалорический эффект (эффект обратный пироэффекту) — увеличение температуры вещества при создании в нем электрического поля напряженностью E и соответствующего уменьшения температуры при выключении этого поля в адиабатических условиях.

Ученые, если и занимаются изучением этих эффектов, то только в сторону охлаждения:

Использование электрокалорического эффекта (эффект обратный пироэффекту) дает возможность получить низкие температуры в интервале температур от жидкого азота до фреоновых температур при использовании сегнетоэлектрических материалов. Рекордные величины электрокалорического эффекта (2,6гр.C) вблизи ФП наблюдались в антисегнетоэлектрической керамике системы цирконат–станнат–титанат свинца и в керамике скандониобата свинца. Не исключается вероятность разработки пироэлектрического многокаскадного преобразователя с КПД цикла порядка 10% при ожидаемом энергосъеме до 2 кВт/л энергоносителя, что в будущем создаст реальную конкурентоспособность классическим энергоустановкам.
Источник

По прогнозам физиков, перед электрокалорическим открываются широкие возможности по созданию основанных на нем твердотельных охлаждающий систем, схожих с элементом Пельтье, но основанных не на протекании тока, а на изменении величины напряженности поля. В одном из наиболее перспективных материалов величина изменения температуры равнялась 0,48 Кельвин на вольт приложенного напряжения.

Всплеск активности научного сообщества в исследовании электрокалорического эффекта и попыток найти ему достойное применение пришелся на шестидесятые годы двадцатого века, однако в силу целого ряда технических и технологических возможностей не удалось создать опытных образцов с изменением температуры, превышающим доли градуса. Этого было явно недостаточно для практического применения, и исследования электрокалорического эффекта были практически полностью свернуты.

Еще один эффект:

Диэлектрический нагрев — метод нагрева диэлектрических материалов высокочастотным переменным электрическим полем (ТВЧ — токи высокой частоты; диапазон 0,3—300 Мгц). Отличительной особенностью диэлектрического нагрева является объёмность тепловыделения (не обязательно однородного) в нагреваемой среде. В случае ТВЧ нагрева, тепловыделение более однородно из-за большой глубины проникновения энергии в диэлектрик.

Диэлектрический материал (древесина, пластик, керамика) помещается между обкладками конденсатора, на который подается напряжение высокой частоты от электронного генератора на радиолампах. Переменное электрическое поле между обкладками конденсатора вызывает поляризацию диэлектрика и появление тока смещения, который разогревает материал.
Достоинства метода: высокая скорость нагрева; чистый бесконтактный метод, позволяющий проводить разогрев в вакууме, защитном газе и т. п.; равномерный нагрев материалов с низкой теплопроводностью; осуществление местного и избирательного нагрева и др.
Как ни странно, этот метод применялся в конце 19в. в медицине для терапевтического прогрева тканей.
***

Все эти эффекты основаны на возможном получении мощности, преобразующейся в тепло через основной параметр – высокого напряжения. Токи в электростатике очень малы. Тогда как вся наша современная электротехника – силовая. В ней строгий параметр напряжения (возьмем наш стандарт 220В, в некоторых странах иное напряжение в сети), а мощность прибора зависит от потребляемых токов.
Думаю, десятки тысячи вольт от установки получения электричества из атмосферы и установленные как разность потенциалов на стены, могут заменить через диэлектрический нагрев наши современные электрообогреватели, конвекторы. Просто в эту тему никто в прикладном значении исследований не погружался. Со времен Н.Теслы современной физике не интересна электростатика. Но везде есть места подвигу. Казалось бы, чего нового можно придумать в схемах обмоток электродвигателей? Оказалось – можно. Даюнов создал такой электродвигатель, совместив схемы обмоток асинхронного двигателя «звезда» и «треугольник», назвав свою схему обмотки «славянка». Подробнее. Увеличились КПД эл.двигателя и его тяговые характеристики. Разработку решил оставить в России, пошел по пути поиска частных инвесторов. У каждого изобретателя свой путь и взгляд на его детище…

Возвращаясь к выше написанному предположу, что почти все новое – это хорошо забытое старое… И если что-то есть в теории, то это может быть осуществлено и на практике!
***

Рекомендую группы с интересной информацией по темам загадок истории:
protohistory
tart_aria
sibved24

Отопление и вентиляция Зимнего дворца.

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

На первом этаже Зимнего дворца были установлены огромные печи, теплый воздух от которых должен был обогревать помещения второго этажа. Многоярусные печи с пышным барочным декором устанавливались и в парадных двухсветных залах

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Однако для огромных помещений такая отопительная система оказалась неэффективной. В одном из писем, написанных зимой 1787 года, граф П.Б. Шереметьев делится своими впечатлениями: «а холод везде несносный. все комельки, а печи только для виду и не закрываются неколи». Тепла не хватало даже для расположенных на втором этаже покоев царской семьи, не говоря уже о третьем, где жили фрейлины. «По случаю великой стужи» иногда даже приходилось отменять балы и приемы — в двухсветных парадных залах температура зимой не поднималась выше 10–12°С.

Огромное печное хозяйство Зимнего дворца потребляло массу дров (зимой топку производили дважды в сутки) и представляло серьезную угрозу в смысле пожара. Хотя дымоходы и прочищались «с установленной периодичностью и особой тщательностью», катастрофы избежать не удалось.

Вечером 17 декабря 1837 г. в Зимнем дворце начался такой пожар, что окончательно потушить его удалось только к 20-у числу. По воспоминаниям очевидцев, зарево было видно за 50 верст

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

В ходе восстановления дворца печное отопление решили заменить на воздушное (или как его тогда называли «пневматическое»), разработанное военным инженером Н.А. Аммосовым. К тому времени печи его конструкции уже были опробованы в других зданиях, где хорошо себя показали.

В аммосовской печи топливник со всеми дымооборотами из стальных труб был размещен в кирпичной камере с проходами, в нижней части которых предусмотрены отверстия для поступления в камеру свежего наружного воздуха или же рециркуляционного воздуха из отапливаемых помещений. В верхней части камеры печи предусмотрены отверстия-душники для отвода нагретого воздуха в отапливаемые помещения

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

«Одна пневматическая печь, смотря по величине своей и удобству размещения жилья, может нагревать от 100 до 600 куб. саженей вместимости, заменяя собой от 5 до 30 голландских печей»

Еще одно важное отличие аммосовской системы — попытка дополнить отопление вентиляцией. Для нагрева в вентиляционных камерах использовался свежий воздух, забираемый с улицы, а для удаления из помещений отработанного воздуха в стенах были устроены отверстия, соединенные с вентиляционными каналами, которые «служат для вытягивания из помещения духоты и сырости». Помимо этого, в стенах были сделаны еще резервные или запасные каналы — на перспективу. Отметим, что в 1987 году при обследовании всего комплекса зданий Государственного Эрмитажа было найдено около 1000 каналов различного назначения общей протяженностью около 40 км (!).

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Итак, основоположник термохимии Г И. Гесс провел экспертизу печей Аммосова и дал заключение, что те безвредны для здоровья. На «устройство пневматического отопления» выделили 258 000 руб. и процесс пошел. В подвалах дворца установили 86 больших и малых пневматических печей. Нагреваемый воздух поднимался по «жаровым» каналам в парадные залы и жилые комнаты. Места выхода отопительных каналов завершались медными решетками на душниках, выполненных по рисункам архитектора В.П. Стасова:

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Для своего времени предложенная генералом Амосовым система отопления была, безусловно, прогрессивна, но не безупречна.

Вскоре дочь Николая I Ольга Николаевна пишет, что в Зимнем дворце «устроили новое отопление, подобие центрального, которое совершенно высушило воздух. Чтобы устранить этот недостаток, к нам в комнаты внесли лоханки со снегом и водой». Призвали специалистов, и выяснилось, что содержание влажности в воздухе «слишком недостаточно как для людей, так и для растений».

Читайте так же:
Разработаны недорогие и эффективные натрий-ионные аккумуляторы для электромобилей

Через неплотности труб в калориферах дымовые газы попадали в подогретый воздух. Мало того — вместе с приточным воздухом с улицы попадала пыль. Оседая на раскаленной поверхности металлических теплообменников, пыль сгорала и в виде копоти попадала в помещения. От этого «побочного явления» новой системы отопления страдали не только люди — продукты горения оседали на расписных плафонах, мраморных статуях, картинах. Прибавим сюда значительные колебания температуры во время и в промежутке между топками: когда печи топятся, в помещениях слишком жарко, а когда их перестают топить, воздух быстро остывает.

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Говорит чиновник особых поручений при Кабинете е.и.в. инженер генерал-майор М.П. Фабрициус: недостатки аммосовской системы отопления «гибельно сказываются на хранимых в Эрмитаже сокровищах. Некоторые из них, как, например, древние картины, писанные на дереве, страдают в особенности: доски то коробятся, то выпрямляются, краски лупятся, отстают от грунта, образуются в лаке и красках трещины, в кои забирается гарь и пыль. Лак изменяется химически и дает пятна».

И вот уже следующий император «Александр II, больной эмфиземой легких, страдал от аммосовского отопления, от сухого нагретого сильно воздуха, от плохой вентиляции; в спальне его форточки плохо затворялись, по ночам комната выстывала». И Александр, и хранители Эрмитажа продолжают настаивать на дальнейших поисках более безопасных и комфортных систем обогрева и вентиляции.

В 1875 году очередной представитель военно-инженерного корпуса — инженер-полковник Г.С. Войницкий представил проект водовоздушного отопления. Новый тип отопления опробовали на небольшом участке Зимнего дворца (Кутузовская галерея, Малая церковь, Ротонда), а в 1890-х распространили на всю его северо-западную часть, установив в подвале в общей сложности 16 воздушных камер. Горячую воду подвели из котельной, устроенной в одном из «световых двориков» дворца. От котлов по металлическим трубам в калориферы поступала горячая вода, и нагретый воздух по уже существовавшим жаровым каналам шел в жилые покои (естественным образом — за счет того, что теплый воздух легче холодного).

Воздушные камеры и помещения были оснащены термометрами, показывавшими температуру воздуха по шкале Реомюра, через застекленное окошко можно было контролировать работу каждой воздушной камеры. Влиять на температуру воздуха можно было двумя способами: регулируя силу воздушного потока или изменяя расход горячей воды, которая пропускалась по калориферам. Для повышения влажности подогреваемого воздуха в верхней части камеры над калориферами имелась ванна с водой

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Толстые трубы идут к калориферу, тонкая — к увлажнителю

Система Войницкого, во-первых, исключала попадание продуктов горения в помещения, во-вторых, позволяла более гибко регулировать температурный режим.

Все эти эксперименты проводились на ограниченных участках дворца, а музейные коллекции Эрмитажа продолжали страдать от недостатков аммосовского отопления. В 1910 году тогдашний директор Эрмитажа граф Д.И. Толстой и главный хранитель Э.Э. Ленц поставили вопрос ребром. Они категорически настаивали на замене воздушного отопления в любых его видах на центральное водяное, которое в тот момент считалось самым передовым. Требуемые параметры: температура (18±2)оС, влажность (60±10)%, воздух должен был поступать хорошо отфильтрованным.

К лету 1911 года техник Кабинета е.и.в. инженер Н.П. Мельников разработал проект. Он создал в Эрмитаже две дополняющие друг друга системы: систему водяного радиаторного отопления и систему вентиляции с элементами кондиционирования. В залах установили водяные радиаторы, а по воздушным каналам подали свежий воздух — предварительно очищенный, подогретый и увлажненный до требуемого уровня в вентиляционных камерах.

Две вентиляционные камеры длиной около 6 м смонтировали на чердаке Нового Эрмитажа. На крыше дворца, за башенкой оптического телеграфа над Собственным подъездом, появилась вентиляционная башня:

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Для увлажнения воздуха по всей длине воздушных камер были установлены трубки с форсунками, через которые распылялась вода. Подача воды регулировалась специальным дозирующим устройством американского производства

Отопление и вентиляция Зимнего дворца. Отопление, Дымоход, Дымоходы, Печь, Камин, Не мое, Длиннопост

Калориферы представляли собой теплообменники «труба в трубе». По трубе большого диаметра циркулировала горячая вода, по трубе меньшего диаметра – воздух. Здесь мы встречаем, возможно, первый случай энергосбережения – в качестве теплоносителя использовали отработанную воду тепловой электростанции Зимнего дворца. Электростанция была построена в одном из дворов Нового Эрмитажа в 1886 году, и до этого отработанную теплую воду просто сбрасывали в Неву.

Пишут, что система управления климатом в залах музея была централизована. На диспетчерский на пульт, размещавшийся в подвале, поступали электрические сигналы от тридцати гигрометров и термометров, располагавшихся в залах Большого Эрмитажа. Металлические воздуховоды, проложенные на чердаках и в подвалах, были оборудованы шиберами (задвижками) с электроприводами, и диспетчер со своего пульта, ориентируясь по приборам, мог регулировать воздушные потоки, направлявшиеся в залы. Плюс к этому каждый радиатор был оснащен трехходовым краном, что также позволяло корректировать температуру.

Работы по переустройству отопления в Эрмитаже были закончены к осени 1912 года, вентиляцию смонтировали к 1914 году. Работы обошлись в 189 511 руб. (200…250 млн.руб. в современных ценах).

Отопление в Древней Руси

Стою я у врат Покрова на Нерли, и вдруг подходит экскурсия с детишками малыми. Седовласый учитель и спрашивает у ребятишек: «А кто из вас знает для чего вот эти отверстия у подножия Храма?» Одна девочка отвечает: «Наверно, для воздуха.» «Правильно! Именно по ним отводился нагретый воздух. Так в древней Руси отапливали Храмы.» И он стал рассказывать о сложной системе вентиляции и отопления древних Храмов домонгольской Руси.
Немного слышала об этом. Но чтобы была целая , глубоко продуманная, технически грамотная и сложная система отопления- даже и не предполагала. А ведь, и правда, она должна была быть. А как же иначе? Русь- это не тропики, и зимы у нас суровые, с морозами до 40 градусов. Да и службы Православные в Храмах- не на скамеечке сидючи, и не на полу возлежаще, отдыхаючи, а стойко в смирении все долгую службу на ногах твердо стояти. Тут никакие валенки не спасут и стены холодные не согреют. Так как же оно было в Древней-то Руси?
Особенно об этом вопросе никогда не задумывалась, а тут вдруг, у врат Храма, ответ прямо с неба пришел. Ушла экскурсия. Я поближе подошла, все внимательно рассмотрела. И правда, вентиляционные ходы! Потом в Храм зашла, и там отдушины, ниши для отопления, и еще много того, что сразу и не увидишь, если не знаешь, что искать. И на полы полюбовалась. А железные, чугунные видела в Софии Киевской. Еще помню, тогда очень удивилась- ведь с такими полами холодно , наверно, зимой-то на службе стоять, ноги озябнут шибко.. Но может все как раз наоборот? И полы-то железные, чугунные для обогрева? Если уж по желобам под полом теплый воздух идет, то и стоять не так холодно. Ведь известно- ноги в тепле- это залог здоровья. Где ноги теплые, там и сердцу веселее. А уж когда домой вернулась, то принялась искать информацию в инете. Маловато, правда, написано, да, наверно, и мало с тех давних-то времен и сохранилось.. И во годины тяжкие разбирались те полы железные да чугунные на нужны военные, да и ворог не щадил красоты и древности. Вот и подзабылось чуток, и мастерство древнее, от рода в род знания хранящее, и слава былая, что шла по Руси бок о бок с Правдой и Верой. И мало мы еще знаем по истории Древней Руси. Как строили, и про отопление, вентиляцию и литье, про многочисленные инженерные хитрости да выдумки, и про богатейшее наследие древнего народа, его былины, сказания, орнаменты и декор, росписи, все то , что отражает высочайшую культуру и богатство Человеческой души. Древние Храмы… Как о многом они говорят. И не пришла ли пора вспомнить все и поднять былое наследие и могущество государства Русского?
Вот что удалось узнать, негусто, правда, но пока так:
«Совершенно особый пример чрезвычайно роскошного пола обнаружен при раскопках собора в Боголюбове. Здесь найдены остатки пола из полированных плит красной меди. По сведениям летописи, медный пол ("дно медяное") имелся же в Успенском соборе во Владимире. В церкви Ивана в Холме "внутрьнии же ей помост бе слит от меди и от олова чиста, яко блещатися яко зерцалу".

Читайте так же:
Как делают водку

«На территории современной Самарской области проводились раскопки средневекового города Мурома. Археологи неожиданно наткнулись на совершенно нетипичное для X-XII веков прошлого тысячелетия сооружение, которое поразительно напоминает современную мини котельную. Принцип действия этой системы был таков. Рядом с домами строилась большая отопительная печь. Горячий воздух из этой печи через систему подземных глиняных труб поступал в жилище, под которым трубы продолжались, и обогревал не только полы, но и специальные каменные диваны. Ученые предполагают, что эта технология была позаимствована у древних римлян. Это, с одной стороны, похоже, доказывает существование связей между Древней Русью и Древним Римом, но с другой -не объясняет того, почему римская "штучка" обнаружена аж под Самарой, а не в Киеве. Ну а сегодня открытием археологов заинтересовались энергетики, которые профинансировали дальнейшее проведение раскопок. News.Battery.Ru — Аккумулятор Новостей, 18.12.2002 Источник: РИА "Новости"

Ярославль. Церковь Рождества Христова 1635 и 1644.
Над Никольским приделом находится придел Петра и Павла. Сохранились фрагменты интересной системы отопления: горячий воздух поднимался из печи подклета по вертикальному внутреннему каналу и обогревал верхний придел.
http://sobory.narod.ru/yaroslavl/yarosl_ci. ozhd_chr..

«Редкий памятник — гражданская постройка, состоя¬щая из двух помещений, пол которых был расположен несколько ниже уровня земли. В постройке обнаружены фрагменты богатого убранства интерьера . Здесь же найдены керамические водопроводные трубы. По-видимому, это остатки бани, построенной епископом Ефремом. http://www.archi.ru/lib/publication.html?fl=5&id=..
Ефрем, ставший переяславльским епископом в 1077 г.»

Из комментов: «На Руси так издавна отапливались храмы, особенно деревянные, сочетая отопление с вентиляцией, что очень важно для деревянных построек. Также отапливались дворцы удельных князей и, даже, дома купечества. Интересно, что до сих пор некоторые старые потомственные печники могут сотворить такое чудо на дровяном отоплении. http://forum.materinstvo.ru/index.php?showtopic=272922
«Наши предки многие века назад ставили маленькую печурку в подвале терема или в подклете церкви, и за ее счет обогревали весь терем или храм. Горячий воздух от печки по системе капилляров отапливал все пространство.»
«..в разных частях храма в стенах были устроены маленькие печурки. их было несколько. Их топили и обогревали и стены и внутреннее пространство. в нижнем ярусе храма делали истопную»
Большое количество дров (а это были целые брёвна!) укладывали на колосники и разжигали. На то время, пока топливо горит, открывалась дымовая заслонка. Затем её закрывали, и открывали заслонку тепловую, и жар по тепловым каналам распространялся внутри стен, обогревая помещения длительное время. Даже в зимнее время такую печь было достаточным топить один раз в неделю. http://www.tulahistory.com/viewtopic.php?f=7&t=6753
«Нашел интересный момент в отоплении, вот храм тибетский к примеру. Там под полом идет целая система ходов для дыма, и огромный храм отапливала какая то жалкая печка ! Представляете? Дым выходил почти холодным уже (как писали эксперты). Наши предки многие века назад ставили маленькую печурку в подвале терема или в подклете церкви, и за ее счет обогревали весь терем или храм. Горячий воздух от печки по системе капилляров отапливал все пространство. http://forum.rmnt.ru/threads/otoplenie-v-starinu-kak-..

Фундаменты. «Некоторые из памятников каменной архитектуры построены на деревянном фундаменте, т.е. на сваях, или на свайках, или на ростверках, или на лежнях, или на стульях. Эти открытия невольно наводят на мысль, что на всем протяжении веков существования России её зодчими применялись деревянные конструкции под фундаментами каменных зданий.»
«Однако под настилом пола обязательно делали специальный слой подготовки. В памятниках XI в. уже можно видеть различные варианты таких подсыпок. Очень разнообразны слои подготовки пола в памятниках XII в.: это прослойки песка, глины, суглинка, земли, известкового раствора, мелкого кирпичного или известнякового щебня. Состав слоев и их сочетание были самыми разными, а общая толщина до весьма значительных величин.»
Среди несколько более ранних построек подъем пола примерно на 1 м выше уровня земли обнаружен в витебской церкви Благовещения. http://tehlib.com/arhitektura/stroitel-ny-e-konstrukt.. Древнерусское зодчество: полы. П. А. Раппопорт.
П. А. Раппопорт.Строительное производство Древней Руси (X-XIII вв.)
http://www.russiancity.ru/books/b36b.htm#c6

«В Древнем мире. Самый простой и древний способ отопления путем сжигания топлива внутри помещения соседствовал с центральными установками водяного и воздушного отопления. ..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 .. была устроена так: наружный воздух нагревался в подпольных каналах, предварительно прогретых горячими газами, и поступал в отапливаемые помещения. ..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 дворцах устраивалось центральное огневоздушное подпольное отопление, обнаруженное при раскопках на территории Хакасии в Сибири, Древних Китая и Греции.»

«Львов оборудовал Муринскую церковь "воздушными", или "духовыми", печами своей конструкции. Такие печи, благодаря оригинальным ходам, проложенным в стенах для воздушного потока с улицы, не только обогревали помещение, но и проветривали его. Увлеченный совершенствованием печного отопления, Львов в своем двухтомном труде "Русская пиростатика. " подробно описал "воздушные" печи, рассчитывая, что они могут быть с пользой применены в любом доме, но особенно там, где скапливается много людей, — в больницах, церквах, воспитательных домах, богадельнях.» http://www.fondlvova.ru/index.php?m=62&p=154
http://www.russiancity.ru/books/b36b.htm#c6
http://gubernia.pskovregion.org/number_452/07.php

В феврале 2016 москвичей ждет интересная историческая лекция с очерками храмостроения на Руси под названием "Когда и зачем стали отапливать храмы?". Об этом расскажет в ходе бесплатных лекций историк и краевед Александр Ракитин. Но не нашла лекцию. Может кто –то и слышал ее. )

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию