У XXI столітті складно уявити комфортне життя без опалення, особливо під час суворої зими. А втім, з технологічного погляду опалення є найскладнішою інженерною системою будівлі. Люди тисячі років плідно працювали, аби створити надійні та ефективні способи обігріву приміщень. Докладніше про історію опалення та його появу в Нью-Йорку і Квінзі зокрема читайте далі на queens.name.
Перші кроки
У Стародавньому світі люди часто споруджували помешкання пасивним сонячним опаленням. Це означає, що будинки проєктували так, аби вони впускали тепло й водночас повільно його віддавали задля максимального збереження комфортної температури всередині. Таке опалення не передбачає жодних технічних пристроїв та повністю залежить від конструкції та особливостей проєктування будинку. Фундаментальний принцип пасивного сонячного обігріву полягає в тому, щоби максимізувати сонячне випромінювання взимку та мінімізувати його влітку. Це досягається завдяки правильному орієнтуванню будівлі, вибору матеріалів із відповідною тепловою масою та додаванню конструктивних елементів, які регулюють надходження та втрату сонячного тепла.
Передові системи бетонних конструкцій і акведуків, розроблені в Римі, уможливили активне опалення. Гаряче повітря направлялося з печі через труби, розташовані в стінах. Після падіння Римської імперії Європа опинилася на роздоріжжі, не розуміючи подальших шляхів для розроблення опалювальних систем. Тоді ще було невідомо, що архітектори Близького Сходу створили системи утеплення цілих будівель за допомогою труб у підлозі.
Камінне опалення з’явилося у 800-х роках, а вже до 1200-х його можна було побачити в різних частинах Європи. Найбільші каміни містилися в палацах і замках. Знадобилося ще приблизно 400 років, перш ніж французький архітектор Луї Саво винайшов решітку – інновацію, яка мала вирішальне значення для циркуляційного каміна. Холодне повітря нагрівалося, а потім через отвори проходило в приміщення. Подібні ідеї поширилися в Англії.
Початки сучасного опалення
Незважаючи на те, що каміни та печі вкоренилися в Європі задовго до промислової революції, вони все ще не могли забезпечити надійне та доступне тепло. Усе змінилося в 1885 році, коли американський підприємець Дейв Леннокс створив першу клепану сталеплавильну піч. Вона використовувала конвекцію для більш ефективного обігріву. А вже в 1905 році американський металург Альберт Марш винайшов перший металевий сплав, з якого можна було виготовити дріт із високим опором – міцний і безпечний нагрівальний елемент.
У компанії Hoskins Manufacturing винахідника Вільяма Госкінса впродовж кількох років дослідники проводили експерименти. Згодом Альберт Марш запатентував ніхром. Це загальна назва жаротривких хромонікелевих сплавів, а також потрійних хромонікелезалізних сплавів з однофазною структурою твердого розчину з додаванням марганцю, кремнію та алюмінію. За цей винахід Марш був визнаний «батьком індустрії електроопалення». У 1919 році афроамериканська винахідниця Еліс Паркер отримала перший патент на систему централізованого опалення. Вона здатна забезпечити безперервний та ефективний обігрів великих приміщень. Після Другої світової війни почався активний розвиток систем HVAC (опалення, вентиляція та кондиціювання повітря).
А як було у Квінзі?
До 1885 року більшість будинків у Нью-Йорку та Квінзі зокрема, як і в інших частинах США, опалювалися цегляними камінами на дровах і похідними від чавунної печі Франкліна. Наприкінці XIX століття винайдення недорогих чавунних радіаторів забезпечило централізоване опалення. Котел, що працював на вугіллі, розміщувався в підвалі, звідки подавав трубами гарячу воду або пару до радіаторів у кожній кімнаті. Крім того, централізоване опалення відбувалося завдяки печам Дейва Леннокса, які без електрики та вентиляторів транспортували тепло повітроводами від підвальної печі до кімнат.
Як уже було зазначено вище, у 1935 році світ побачив настінний обігрівач із вугільною піччю та електричним вентилятором. Така система використовує вугілля як джерело тепла, а нагріте повітря розподіляється через повітропроводи в будинку. Невдовзі після цього газові та масляні версії печей із примусовою вентиляцією позбавили власників американських будинків від клопоту розпалювати вугілля. Згодом почали розвиватися вже згадані системи HVAC.
Найпопулярніші системи Квінза
Зважаючи на тривалий холодний сезон у Нью-Йорку та Квінзі зокрема, правильний вибір системи опалення – надзвичайно важливе завдання. Типи таких систем часто залежать від кількох факторів, як-от вік будинку, наявна інфраструктура та вимоги до модернізації. Найпоширенішими тутешніми опалювальними системами є:
- радіаторна. Ця система або використовує гарячу воду, або виробляє пару, направляючи їх по всій трубопровідній мережі та до окремих радіаторів. Популярність радіаторного опалення обумовлена простотою його проєктування, монтажу та експлуатації, а також високою надійністю і безшумною роботою. Система є універсальною та підходить для майже будь-якої поверховості й площі – від багатоповерхового житлового будинку до невеликого заміського котеджу. Дехто вбачає недолік радіаторів у тому, що вони можуть псувати дизайн інтер’єру. Крім того, застарілі системи можуть призводити до вищих витрат на електроенергію, якщо стався витік;
- примусова вентиляція. Це тип організації повітрообміну в приміщенні за допомогою витяжних вентиляторів та припливно-витяжних установок. Системи примусової вентиляції використовують піч для нагріву повітря і є одними з найпоширеніших типів систем опалення у квартирах Нью-Йорка. За допомогою примусової вентиляції можна швидко обігрівати приміщення, до того ж така система дешевша, ніж радіаторна. Недоліками є шумність, можливість нерівномірного нагрівання та втрат тепла в повітропроводах. Останні потребують періодичного очищення, аби запобігти циркуляції пилу та алергенів;
- плінтусні конвектори. Зазвичай вони використовуються як додаткове, а не основне джерело опалення. Конвектори не займають зайвого місця, забезпечують рівномірний розподіл тепла по всій площі кімнати та швидко прогрівають нижню площину приміщення. Вони використовують електроенергію для нагріву спіралі або елемента, який потім нагріває навколишнє повітря за допомогою конвекційних потоків. Обігрівачі прості в установленні й доступні в ціні. Недоліком плінтусних конвекторів є неможливість обігріти великі приміщення. Дехто також вважає їх естетично непривабливими;
- безканальні мініспліт-кондиціонери. Це комбінована система опалення та охолодження, яка не вимагає традиційних повітроводів. Система складається із зовнішнього блоку, в якому розміщені компресор і конденсатор. Внутрішні настінні блоки розподіляють нагріте та охолоджене повітря, забезпечуючи індивідуальне або зональне керування. Безканальні мініспліт-кондиціонери просто установлювати, вони запобігають втратам тепла та створюють лише мінімальний шум. Проте така система потребує великих витрат на етапі встановлення та вимагає регулярного очищення фільтра й професійного технічного огляду. Крім того, під час сильних холодів мініспліт-кондиціонери можуть бути безсилими;
- променисте опалення підлоги. У такій системі використовується мережа трубок або електричних нагрівальних елементів, вбудованих під підлогу. Це тепло поширюється на все приміщення внаслідок променистого теплообміну між опалювальними приладами і внутрішніми поверхнями огороджувальних конструкцій. Існує два види теплої підлоги: водяний і електричний. Обидва забезпечують рівномірне та постійне тепло, є енергоефективними та дають змогу обійтися без радіаторів чи інших технічних засобів, що псують інтер’єр. А втім, система складна для встановлення, дорога та непрактична для більшості багатоквартирних будинків.