Современные системы отопления
Содержание
Введение
1 Система отопления в древние времена
2 Система обогрева помещений в древнем Риме
3 Печное отопление
3.1 Русская печь
3.1.1 Топка по черному
3.1.2 Топка по белому
3.1.3 Влияние русской печи на быт людей
3.1.4 Влияние русской печи на медицину
3.1.5 Влияние русской печи на производство кирпича
3.2 Камин
3.2.1 Средневековье
3.2.2 Эпоха возрождения
3.2.3 Новое время
3.2.4 Влияние камина на быт людей
4 Современные системы отопления
4.1 Паровое отопление
4.2 Водяное отопление
4.3 Лучистая система отопления
Заключение
Введение
Системы отопления уже давно и прочно вошли в нашу жизнь, и мы даже не можем представить, что когда то они были другими, а если и были, то это скорее напоминает страшный сон. Отопление является очень важным моментом в нашей жизни. Оно идет в ногу с человеком, начиная с древнейших времен, совершенствуясь и преобразовываясь на каждом историческом этапе. Помогала человеку выживать, развиваться и познавать истину. На протяжении длительного времени система отопления, для человека, стала больше чем источник тепла. За свою историю она обросла традициями, предметом поклонения, модой, искусством, культурой, иными словами системой бытия.
Актуальность курсовой работы. Системы отопления неразрывно связана с человечеством, без него невозможно представить жизнь людей.
Предметом курсовой работы является система отопления
Предметом курсовой работы является влияние нововведений на систему отопления.
Целью курсовой работы является проследить развитие системы отопления, начиная с древних времен и определить ее роль в жизни человека.
Задачи, которые необходимо решить:
1) рассмотреть нововведения в системе отопления
2) рассмотреть влияние системы отопления на быт людей
3) сделать вывод
1 Система отопления в древние века
Единственный источник тепла, защищающий жилище от злых духов, — очаг не зря называли священным с древних времен. Он стал складываться еще в эпоху неолита как круг из камней, "оправа" для огня, на которой древние люди готовили себе пищу.
Человек поклоняется огню с незапамятных времен. Древнейшей формой религии, существовавшей еще у неандертальцев, стало обожествление солнца и огня. Скульптура и рисунки позднего палеолита, найденные в пещерах ориньякской культуры на территории современной Франции, воплощают мифологический образ женщины — хранительницы очага.
Подобные женские статуэтки
нередко находили при
С того времени, когда человека перестали удовлетворять природные пещеры, и он начал строить жилище для безопасного убежища на ночь или от непогоды, возникла необходимость его обогрева с помощью огня. Первоначально это был открытый огонь, служивший для приготовления пищи и освещения. В климатических условиях Средней Европы он являлся необходимой частью любого помещения.
Первый очаг располагался в центре жилища человека, что было продиктовано, как мы сказали бы сегодня, мерами противопожарной безопасности. Дым выходил наружу через отверстия в крыше. Топка располагалась на земле и обрамлялась камнями. Над ней подвешивался котелок или устанавливался вертел. Отсутствие специальной вытяжки для удаления газообразных продуктов сгорания представляло угрозу не только для здоровья людей, но и для жилища по причине легкости его возгорания [1].
2 Система обогрева помещений в древнем Риме
Первые камины появились в римско-античный период. Их порталы вырубались в стенах со ступенчатыми косяками и отличались простотой и скромностью. Для обогрева нескольких помещений одновременно в Древнем Риме были разработаны отопительные каналы, которые находились под окнами и подавали в дома горячий воздух. Такие системы применялись в банях (термах) и на виллах.
Один из самых авторитетных зодчих эпохи Возрождения — Андрео Палладио в своем знаменитом трактате об архитектуре, опирающемся на традиции античности, описывал римские камины: "Древние имели обыкновение нагревать свои комнаты следующим образом. Строились на середине камины с колоннами, поддерживающими архитравы, над которыми высилась пирамида, куда уходил дым". То есть, в Древнем Риме камин представлял собой самостоятельную конструкцию с балками, поддерживающими трубу, но не связанными со стенами дома.
Намного позднее камин переместился к одной из стен, и лишь следующим шагом в его развитии стало слияние топки и дымохода со стеной [2].
Несмотря на скромность облицовки, камин в те времена играл сакральную роль (оберегал от злых духов, поддерживал жизнь человека), и роль хранительницы очага была необычайно важна и значима. Разрушение врагом места для огня в доме было равносильно осквернению святыни.
3 Печное отопление
3.1 Русская печь
Русская печь — массивная печь с лежанкой (полатями), используемая для приготовления пищи и обогрева помещений, широко распространённая в России, Белоруссии. Традиционно русская печь топится дровами (берёза, осина, липа, сосна, ель, ольха и др. породы), углём и отходами производств деревообработки (щепа, горбыль, кора, брак производства). В безлесых частях страны, где отапливаться дровами могли позволить себе только состоятельные семьи, печь топили бурьяном, соломой, тростником и другими травянистыми растениями, а также торфом и кизяком (прессованными и высушенными на солнце брикетами из смеси навоза и соломы) [3].
3.1.1 Топка по черному
Сначала русские печи топились по-черному, отчего избы назывались курными. Первоначально русские печи были глинобитными и не имели трубы. Но уже в Древней Руси в Х в. были русские печи из кирпича, с кирпичной трубой. А возраст печи по-черному, по всей вероятности, насчитывает несколько тысяч лет.
Дым из печи поступал в избу, здесь отдавал свое тепло и уже изрядно остывший через специальное волоковое оконце в стене под потолком выходил на улицу. В XIV веке печи в курных избах стали сооружать с деревянной дымовой трубой - дымницей. Дымницы делали из толстых досок, но отходили они не от печи, а на довольно большом отдалении от нее. Через такую дощатую дымницу дым на улицу выводился уже довольно остывший.
Недостаток таких печей в том, что велика вероятность возникновения пожара от искры, поэтому в печи нельзя разводить очень сильный огонь, чтобы не вызвать вылетающих из устья горящих искр. Для этого надо все время следить за интенсивностью горения дров в печи. Топить печь по-черному - большое искусство, требуется большой навык. Хозяйка, не умеющая топить такую печь, и сама от дыма в избе могла задохнуться, и домочадцев уморить, а то и вовсе пожар устроить.
А если такую печь по-черному топить с умом и знанием дела, то дым, выйдя через устье из печи, поднимется вверх к потолку и тонким слоем будет двигаться к открытому под потолком волоковому оконцу, отдавая при этом все тепло воздуху в избе. У умелых хозяек в курных ибах даже сажи на потолке не накапливалось, а стены в избе вообще были нисколько не закопченые. Кроме отмеченных недостатков, связанных с пожароопасностью и запахом дыма в доме, у курных изб были и великие преимущества. Горячий воздух и горячий дым из печи весь свой жар отдавали избе, просушивали и согревали воздух, создавали весьма здоровый микроклимат. Воздух, потолок и стены в такой избе дезинфицировались, что было очень важно для борьбы с заразными болезнями, неприятными насекомыми. А подвесив под потолком рыбу или мясо, можно было их закоптить в режиме холодного копчения. ечи с трубой на Руси начали делать, когда освоили изготовление кирпича. Но не сразу люди отказались и от печей по-черному. Печь с дымоходом и трубой менее экономичная, она требует больше дров, так как тепло с горячим дымом уходит, что называется, в трубу - на обогрев улицы. Кроме того, дезинфекции избы не происходит, а искры из трубы на крыше очень опасны, особенно в ветреную погоду. Крыши раньше часто крыли соломой, дранкой, а в сухую погоду этот материал мог воспламеняться от малейшей искры.
Современные люди думают, что если топить по-черному, то все стены будут закопчёнными, а жильцы такой избы будут ходить измазанные в саже, как золушка из сказки Андерсена. Этнографы, описывавшие такие избы на Руси, неизменно с удивлением обнаруживали, что стены-то в курных избах светлые, а закопчен только потолок и стены вниз от него по ровной линии на 20-30 см. Просто надо было уметь правильно подбирать дрова и соблюдать режим их горения в печи. Чтобы избежать сажи и копоти, тщательно выбирали вид деревьев, заготавливали и хранили дрова. На растопку использовали сухую сосну, осину или ольху. А когда дрова в печи хорошо разгорятся, добавляли поленья из ели, березы.
Сажа скапливалась лишь у верхней притолоки избы или возле специального «волчка» (так называемого волокового оконца, то есть проделанной в стене щели в диаметр бревна, которая, когда печь не топилась, закрывалась задвижкой - наволокой).
Печи по-черному были широко распространены у русских в Сибири в XVII-XVIII вв. даже среди знати.
3.1.2 Топка по белому
В конце XV века глину все чаще стал заменять обожженный кирпич, а над крышами поднялись деревянные дымники, а вскоре их место заняла труба из теса.
Вскоре изобрели новый способ отвода дымовых газов. Над устьем горнила появился колпак-дымосборник. Функции его разнообразны, поэтому можно слышать разные названия: чело – верхняя часть фасада печи, щиток – защита помещения от дыма, перетрубье – участок газохода перед трубой. Дымник опустился до самого чела, а его верхней части, возвышающейся над крышей, стали придавать затейливую форму. Требовалась безопасная кирпичная труба. русские печи по-белому появились в домах богачей - бояр да князей, но к XVII веку широко распространились и среди среднего сословия. Основным центром печного искусства и выучки мастеров печных дел в период со времени создания Русского государства и до второй половины XVII в. были города Владимир и Москва. Здесь зарождались прогрессивные конструкции и новые архитектурные формы отопительных печей, разрабатывалась технология изготовления печных изразцов, строились кирпичные заводы и чугунолитейные фабрики, изготовлявшие печные приборы - задвижки, дверки, ухваты и т.д. В XVIII веке кирпичное производство приобрело массовый характер, в это время было возведено много церквей в городах и селах. Но русские не спешили отказваться от дерева в качестве строительного материала. Избы строили из бревен и богатые, и бедные. В домостроении если кирпич и использовали, то из него делали первый нежилой этаж, а жилым этажом был второй деревянный. Долгое время и церкви каменные и деревянные сосуществовали в одном селе рядом друг с другом. Каменная холодная церковь была летняя, а деревянная - теплая зимняя.
В русской печи внутренняя поверхность кирпичей и воздух во время топки разогревается до 200 градусов Цельсия. Высокая температура в печи может сохраняться часами без дополнительной топки печи. Для приготовления пищи – это идеальные условия [4].
3.1.3 Влияние Русской печи на быт людей
С печью связаны весь быт, вся жизнь крестьянина. Существует загадка: "Стоит терем, в тереме ящик, в ящике мучка, в мучке жучка"? Её отгадка: стоит изба, в избе печка, в печке зола, а в золе - жар. Войдя в избу, на печь сразу обратишь внимание: она занимает почти пол-избы. Народ недаром наделял печь волшебными свойствами, а образ печи стал традиционным для русских сказок: она прячет Машу и её братца от злых гусей-лебедей, везёт Емелю к царю и т. д. Печь сладывали из кирпича, а сверху обмазывали глиной. Такой русская печь дожила и до наших дней. Человек, который умел класть печь, - печник - пользовался почётом и уважением. Слава о хорошем печнике шла по всей округе. Важно было не просто сложить печь: она должна была как можно дольше держать тепло, а дров требовать как можно меньше [5]. Печь в крестьянском доме по значимости уступала только крыше и стенам. Все остальные детали: окна, двери, пол и т.п. были второстепенными. Можно сказать что печь была "универсальным комбинатом бытового обслуживания".
Русская печь сохраняла свою неизменную форму более тысячелетий. Ее использовали для отопления, приготовления пищи людям и животным, для вентиляции помещения. На печи спали, хранили вещи, сушили зерно, лук, чеснок. Зимой под опечком держали птицу и молодых животных. В печах парились. Причем считалось, что пар и воздух печи более здоров и целебен, чем воздух бани. Парение в печи полагалось самым целебным средством от многих болезней. Так, если заболевал грудной ребенок, его считали “недопеченым” и проводили обряд “перепекания” — на время засовывали в протопленную, но несколько остывшую печь на хлебной лопате. Плиты для жарения стали пристраивать к русским печам лишь с конца XIX века, хотя в городах они были известны со времени Петра I. В отличие от очага, огонь разводился внутри печи, что позволяло долго сохранять тепло. Но отдельных камер для топки и для варки, как это устроено современных “голландках”, не было.
Для того, что бы оценить весь функционал Русской печи, рассмотрим схематическое изображение.
Под устьем (=уста, рот) печи (его еще называют "хайло", поэтому понятно народное выражение "хайло раззявил" = широко открыл рот) здесь не нарисовано подпечье, где могли храниться разные приспособления, дрова или там могли даже содержать кур в сильные морозы [6].
Около трубы видна деревянная кадушка, которая стоит на лежанке - самое почетное место, для старших. На фотографии от печи в две стороны идут балки, используемые сейчас в декоративных целях как полки для выставленных горшков. Но вообще-то на них настилались доски во всю длину до стены и получался помост под потолком - полати, преимущественно для детей.
Основное пространство избы занимала печь. В иных избах с русской печью создается впечатление, что сама изба строилась вокруг печи. В большинстве изб печь располагали сразу справа у входа устьем к передней стене, к свету (окнам). Избы с печью слева от входа русские крестьянки пренебрежительно звали “непряхами”. Прясть обычно садились на “долгую” или “бабью лавку”, тянущуюся по противоположной длинной стене дома. И если бабья лавка находилась справа (при левом расположении печи), то прясть приходилось спиной к передней стене дома, то есть спиной к свету.
По наличию печи в постройке судили о ее предназначении. Если печи не было, то постройка считалась нежилой. Недаром в русской загадке спрашивается: “Чего из избы не вытащишь?” Отношение хозяев к гостю резко менялось, если ему доводилось посидеть на их печи. Он становился “своим”.
Практически все обряды перехода того или иного члена семьи в новый статус включали ритуальное обращение к печи. Так при родах, помогая роженице, открывали все заслонки в печи. В заключение свадебного пира бросали в печь пустой горшок, приговаривая: “Сколько черепья, столько молодых ребят!” В печи, поддавая пар квасом и пивом, проводили обряд очищения невесты перед свадьбой (“невестина баня”).
Часто для сохранения
формы глинобитной печи в ее
углы помещали вертикальные “
Тот из воронцов, который
шел к длинной боковой стене,
называли еще “брусом полатным”
Второй воронец, шедший
от печного столба до передней
стены, часто называли “чуланным
брусом”. Он использовался хозяйкой
в качестве полки для
Оба воронца делили
избу на три функционально
разные части. Под полатями у
двери располагался задний
Задний угол исстари
был мужским. Здесь помещали коник
— короткую широкую лавку, врубленную
вдоль задней стены. Коник имел
форму ящика с откидной
Зато печной угол — царство женщины. Здесь у самого окна (у света) против устья печи всегда ставили ручные жернова (два больших плоских камня), поэтому угол называли еще “жерновым”. Вдоль стены от печи к передним окнам шла широкая судная лавка — своеобразный кухонный стол. На стене висели наблюдники — полки для посуды.
В печном углу женщины
готовили пищу, отдыхали. Здесь во
время больших праздников, когда
приезжало много гостей, они ставили
для себя отдельный “женский”
стол. Мужчины даже своей семьи
зайти в печной угол без
особой надобности не могли. Появление
же там постороннего мужчины
расценивалось как грубое
Будущая невеста во
время всего сватовства должна
была слушать разговор из
3.1.4 Влияние Русской печи на медицину
Несомненно, печь оказала большое влияние на медицину. До сегодняшнего дня используются лечебные методы, ставшие традиционными сотни лет назад, благодаря появлению и использованию русской печи. Это одна из многих причин, почему на Руси ей отвадилась важная роль.
Метод пропарки. Иногда, чтобы прогреть больного, применялся более экономный и щадящий метод пропарки. В печи нагревались емкости с водой и несколько больших камней. После чего горячая вода заливалась в большую бочку и в нее помещали заболевшего. Если (по мнению лекарей) температура воды была недостаточно высокой, в воду погружали раскаленные камни. После окончания процедуры заболевшего вытаскивали из бочки, вытирали, одевали в чистую, сухую одежду и поили различными травяными настоями и взварами (из плодов и листочков сушеной малины, соцветий липы, травы мать-и-мачехи и тысячелистника). Затем пациента укладывали на печную лежанку, причем так, чтобы его пятки касались разогретых кирпичей. Кстати, все лекарственные средства для лечения заболевших, готовились исключительно в русской печи. И не только потому что это было удобно - ведь в печи можно использовать как открытый огонь, так сохраняющийся в течении многих часов жар. Народные целители считали, что русская печь обладает особой магической силой, и эта чудодейственная сила переходит в приготовленные в печи снадобья.
Печная зола. Народные методы лечения использовали также продукты сгорания древесины. Особенно часто для лечения многих заболеваний применялась печная зола. Например, зола дуба убивала вшей, помогала при кровотечениях и болях в желудке. Зола виноградной лозы излечивала головную боль и язвы кишечника. Сваренный из печной золы щелок использовался не только для мытья, но и служил основой всевозможных мазей, настоек, примочек и, даже, клизм. Иногда знахари, чтобы увеличить лечебный эффект золы, собирали ее в трех или семи печах. Некоторые лекари добавляли в золу пепел (еловый, можжевеловый, терновый и других лекарственных трав) и разные вещества (яичный белок и желток, сливочное и оливковое масло).
Древесный уголь. Даже древесный уголь не оставался без внимания. Неграмотные крестьяне интуитивно чувствовали, что это эффективное средство при отравлениях и расстройствах пищеварения. А у хорошей хозяйки рядом с печью всегда стояла бадейка с толченым углем. При ожогах достаточно было смочить обожженное место водой и посыпать толченым углем - через час у больного спадала краснота и стихала боль.
Практически все, что так или иначе было связано с русской печью, использовалось для приготовления различных лекарственных снадобий и проведения разнообразных лечебных процедур. Это лечение опечиной (пережженной глиной из кладки), лечение дымом от сжигаемых лекарственных растений (дым вдыхали или окуривали им избу). Даже обычный, нагретый в русской печи кирпич, превращался в грелку или ингалятор.
Однако, все эти способы относились к разделу «интенсивной терапии», основным же народным методом лечения было лечение теплом. Многие хронические заболевания, такие как ревматизм и радикулит, требовали длительного прогревания. Тут то и помогали народные методы лечения теплом. Например, при радикулите достаточно было несколько часов полежать на разогретых камнях протопленной печи, и боль отступала.
Польза дыма. Даже выходящий из русской печи дым не пропадал понапрасну. В домах, где печь топилась по-черному, дым дополнительно прогревал избу и забирал из воздуха лишнюю влагу. В прокопченных этим дымом стенах не заводилась плесень и грибок. Не уживались в таких избах и всякие вредные насекомые (клопы, тараканы). Если же печь топилась по-белому, то периодически в таких избах устраивали «санитарный день» - закрывали заслонку не до конца протопленной печи и уходили на сутки к соседям. После такой обработки тараканов и клопов практически не оставалось, особенно, если перед уходом на угли накидывали конопляной соломы...
Многие из этих технологий сохранились по сей день, и используются в современной медицине [8].
3.1.5 Влияние русской печки на производство кирпича
Одна из причин, почему долгое время печи топили по-черному - это дороговизна кирпича. Обожженный кирпич был действительно очень дорог, поэтому крестьяне печи нередко делали из необожженного кирпича - сырца, а из обожженного устраивали только под и свод печи. Для более качественного и надежного отопления человеку били необходимы новые материалы. Однако, вскоре предки научились обжигать кирпич, но он стоил очень дорого. Вследствие чего массово строились кирпичные заводы, чуть ли не в каждой деревне.
Переворот в технике производства произошел лишь во второй половине XIX века. В 1855 г. был изобретен ленточный кирпичеделательный пресс, в 1858 г. изобретена кольцевая обжиговая печь постоянного действия, которая позволила снизить расход дров в 4 раза!
3.1.6 Влияние русской печи на приготовление пищи
В печи готовили пищу, и она получалась удивительно вкусной и питательной. Секрет заключается в том, что жар печи распределяется равномерно, и температура долго не меняется. Посуда с пищей не имеет прямого контакта с огнём, позволяя содержимому прогреваться со всех сторон равномерно, не пригорая. Кроме того, в печи сушили грибы, ягоды, рыбу. В русской печи пекли прекрасные оладьи и блины. Жар на тесто воздействует не только от дна и боков сковородки, но и сверху, так как в печи воздух сильно раскален. Таких как в русской печи оладьев и блинов не испечь ни в духовке, ни тем более на плите. Сковородой управляли при помощи сковородника - металлической прихватки, насаженной на длинную палку. Такой сковородник, как и ухваты разного обхвата, имелись в каждом доме. Русская печь - это отличная хлебопекарня. Раз в 4-5 дней хозяйка пекла хлеб. Тесто готовили с вечера в большой квашне, где оно выхаживало на шестке. В квашне всю ночь в смеси муки с водой бурно размножались дрожжи. Чтобы дрожжи хорошо размножались, квашню ставили в теплое, но не горячее место. Утром тесто замешивали, добавляя в него муку до нужной консистенции, и раскладывали в железные формы или на противень. Печь после топки вычищали от углей и золы, немного остужали и сажали в печь формы и противни с тестом с помощью деревянной лопаты.
Хлебопечение - непростое дело, не у каждой хозяйки и не всегда хлебы получались отменными. На качество хлеба влияло многое: и мука, и дрожжи, и температура в печи, и замес. Чтобы хлеб получался вкуснее, делали различные добавки в тесто: вместо воды брали сыворотку, добавляли корицу и многие другие ингредиенты. В русской печи пекли очень вкусные пироги: открытые, как этот, или закрытые, когда начинка помещалась внутрь пирога. С чем только не пекли пироги: с творогом, с яйцом, с клюквой, с малиной, с картошкой, с капустой, с рыбой... Тесто для пирогов готовилось иначе, чем для хлебов. Мука для пирогов использовалась обдирная пшеничная, дрожжи обязательно свежие, а не закваска, сто раз использовавшаяся. Хлеб - это еда повседневная, а пироги - праздничная. В моей деревне шутили: "А пироги-то хлебу большая замена" [9].
Русская печь послужила аналогом для современных духовок, и приборов для приготовления пищи, а так же послужила началом для многих рецептов, которые не могли быть доступны до ее появления.
3.2 Камин
Камин — элемент архитектурного дизайна, представляет собой печь с дымоходом, предназначен для обогревания помещения или нагревания пищи непосредственно пламенем горящего в ней топлива. В качестве топлива используют газ, уголь или древесину. В городских квартирах популярны электрические камины.
3.2.1 Средневековье
В Средневековье камины становятся более декоративными, в феодальных замках для них создаются целые помещения — каминные залы, наиболее любимые хозяевами и их гостями. Именно здесь хранятся военные и охотничьи доспехи, оружие, гобелены, стяги и другие средневековые знаки важности.
В Средние века камины отличались большими размерами, так что рыцари-паломники могли целиком изжарить в них быка. Во французском городе Пуатье в замке герцога Беррийского можно полюбоваться тройным камином во всю торцевую стену. В каждое из трех его отделений мог бы уместиться небольшой двухэтажный дом. Очаг украшен галереей с ажурной балюстрадой, тремя причудливыми арками, каменным готическим кружевом.
Однако в большинстве средневековых домов камины были скромнее по размерам. Их обычно встраивали в стену, а дымовая труба опускалась над очагом шатровым навесом, который опирался на консоли или резные столбики. Навес по возможности украшали: штукатурили, белили, расписывали.
Каменные и кафельные печи стали появляться в богатых домах, начиная с XIV века. С отопительной задачей такие печи справлялись лучше каминов, потому что печи обогревают помещение не прямым излучением от огня, а накапливают тепло всей своей массой и постепенно отдают его вследствие конвекции.
3.2.2 Эпоха Возрождения
Во время Ренессанса камины стали предметом серьезного интереса художников-оформителей. Порталы камина делались из гранита и мрамора, украшались флорентийской мозаикой. Их композиция включала в себя колонны, пилястры, элементы антаблемента. Увеличились размеры дымосборника и площадь камина вдоль стены, появились резные украшения над каминными досками. В искусстве барокко и рококо надкаминные украшения делались меньшего размера, но отличались исключительным разнообразием и изысканной декоративностью.
Каминные аксессуары также становятся объектами художественного интереса. С начала XV-го столетия для защиты стены от интенсивного нагревания и в качестве украшения в задней части топки появляется отлитая из чугуна декоративная доска.