В XXI веке сложно представить комфортную жизнь без отопления, особенно в суровую зиму. Впрочем, с технологической точки зрения отопление является самой сложной инженерной системой здания. Люди тысячи лет плодотворно трудились, чтобы создать надежные и эффективные способы обогрева помещений. Подробнее об истории отопления и его появлении в Нью-Йорке и Куинсе, в частности, читайте дальше на queens.name.
Первые шаги
В Древнем мире люди часто воздвигали жилье с пассивным солнечным отоплением. Это значит, что дома проектировали так, чтобы они пускали тепло и одновременно медленно его отдавали для максимальной сохранности комфортной температуры внутри. Такое отопление не подразумевает никаких технических устройств и полностью зависит от конструкции и особенностей проектирования дома. Фундаментальный принцип пассивного солнечного обогрева состоит в том, чтобы максимизировать солнечное излучение зимой и минимизировать его летом. Это достигается благодаря правильному ориентированию здания, выбору материалов с соответствующей тепловой массой и добавлению конструктивных элементов, регулирующих поступление и потерю солнечного тепла.
Передовые системы бетонных конструкций и акведуков, разработанные в Риме, сделали возможным активное отопление. Горячий воздух направлялся из печи через трубы, расположенные в стенах. После падения Римской империи Европа оказалась на развилке, не понимая дальнейших путей для разработки отопительных систем. Тогда еще было неизвестно, что архитекторы Ближнего Востока создали системы утепления целых зданий с помощью труб в полу.
Каминное отопление появилось в 800-х годах, а уже к 1200-м его можно было увидеть в разных частях Европы. Крупнейшие камины размещались во дворцах и замках. Понадобилось еще около 400 лет, прежде чем французский архитектор Луи Саво изобрел решетку – инновацию, которая имела решающее значение для циркуляционного камина. Холодный воздух нагревался, а затем через отверстия проходил в помещение. Подобные идеи распространились в Англии.
Начало современного отопления
Несмотря на то, что камины и печи укоренились в Европе задолго до промышленной революции, они все еще не могли обеспечить надежное и доступное тепло. Все изменилось в 1885 году, когда американский предприниматель Дэйв Леннокс создал первую клепанную сталеплавильную печь. Она использовала конвекцию для более эффективного обогрева. А уже в 1905 году американский металлург Альберт Марш изобрел первый металлический сплав, из которого можно было изготовить проволоку с высоким сопротивлением – прочный и безопасный нагревательный элемент.
В компании Hoskins Manufacturing изобретателя Уильяма Хоскинса на протяжении нескольких лет исследователи проводили эксперименты. Впоследствии Альберт Марш запатентовал нихром. Это общее название жаростойких хромоникелевых сплавов, а также тройных хромоникележелезных сплавов с однофазной структурой твердого раствора с добавлением марганца, кремния и алюминия. За это изобретение Марш был признан «отцом индустрии электроотопления». В 1919 году афроамериканская изобретательница Элис Паркер получила первый патент на систему централизованного отопления. Она способна обеспечить непрерывный и эффективный обогрев больших помещений. После Второй мировой войны началось активное развитие систем HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).
А как было в Куинсе?
К 1885 году большинство домов в Нью-Йорке и Куинсе, в частности, как и в других частях США, отапливались кирпичными каминами на дровах и производными от чугунной печи Франклина. В конце XIX века изобретение недорогих чугунных радиаторов обеспечило централизованное отопление. Котел, работавший на угле, размещался в подвале, откуда подавал трубами горячую воду или пару к радиаторам в каждой комнате. Кроме того, централизованное отопление происходило благодаря печам Дэйва Леннокса, которые без электричества и вентиляторов транспортировали тепло по воздуховодам от подвальной печи в комнаты.
Как уже было сказано выше, в 1935 году мир увидел настенный обогреватель с угольной печью и электрическим вентилятором. Такая система использует уголь как источник тепла, а нагретый воздух распределяется через воздуховоды дома. Вскоре после этого газовые и масляные версии печей с принудительной вентиляцией избавили владельцев американских домов от хлопот разжигать уголь. Впоследствии стали развиваться уже упомянутые системы HVAC.
Самые популярные системы Куинса
Учитывая длительный холодный сезон в Нью-Йорке и Куинсе, в частности, правильный выбор системы отопления – чрезвычайно важная задача. Типы таких систем часто зависят от нескольких факторов, таких как возраст дома, инфраструктура и требования к модернизации. Самыми распространенными здешними отопительными системами являются:
- радиаторная. Эта система либо использует горячую воду, либо производит пар, направляя их по всей трубопроводной сети и к отдельным радиаторам. Известность радиаторного отопления обусловлена простотой его проектирования, монтажа и эксплуатации, а также высокой надежностью и бесшумной работой. Система универсальна и подходит для почти любой этажности и площади – от многоэтажного жилого дома до небольшого загородного коттеджа. Некоторые видят недостаток радиаторов в том, что они могут портить дизайн интерьера. Кроме того, устаревшие системы могут приводить к более высоким затратам на электроэнергию, если произошла утечка;
- принудительная вентиляция. Это тип организации воздухообмена в помещении с помощью вытяжных вентиляторов и приточно-вытяжных установок. Системы принудительной вентиляции используют печь для нагрева воздуха и являются одними из самых распространенных типов отопительных систем в квартирах Нью-Йорка. С помощью принудительной вентиляции можно быстро обогревать помещение, к тому же такая система более дешевая, чем радиаторная. Недостатками являются шумность, возможность неравномерного нагревания и потери тепла в воздухопроводах. Последние нуждаются в периодической очистке, чтобы предотвратить циркуляцию пыли и аллергенов;
- плинтусные конвекторы. Обычно они используются в качестве дополнительного, а не основного источника отопления. Конвекторы не занимают лишнего места, обеспечивают равномерное распределение тепла по всей площади и быстро прогревают нижнюю плоскость помещения. Они используют электроэнергию для нагрева спирали или элемента, который затем нагревает окружающий воздух посредством конвекционных потоков. Обогреватели просты в установке и доступны в цене. Недостатком плинтусных конвекторов является невозможность обогреть большие помещения. Некоторые также считают их эстетически непривлекательными;
- бесканальные мини-сплит-кондиционеры. Это комбинированная система отопления и охлаждения, не требующая традиционных воздуховодов. Система состоит из наружного блока, в котором размещены компрессор и конденсатор. Внутренние настенные блоки распределяют нагретый и охлажденный воздух, обеспечивая индивидуальное или зональное управление. Бесканальные мини-сплит-кондиционеры просто устанавливать, они предотвращают потерю тепла и создают лишь минимальный шум. Однако такая система требует больших затрат на этапе установки и требует регулярной очистки фильтра и профессионального технического осмотра. Кроме того, во время сильных холодов мини-сплит-кондиционеры могут быть бессильны;
- лучистое отопление полов. В такой системе используется сеть трубок или электрических нагревательных элементов, встроенных в пол. Это тепло распространяется на все помещение вследствие лучистого теплообмена между отопительными приборами и внутренними поверхностями ограждающих конструкций. Существует два вида теплых полов: водяной и электрический. Оба обеспечивают равномерное и постоянное тепло, они энергоэффективные и позволяют обойтись без радиаторов или других технических средств, которые портят интерьер. Впрочем, система сложная для установки, дорогостоящая и непрактичная для большинства многоквартирных домов.