Отопление — искусственное нагревание пространства внутри зданий. Источником нагревания служит теплота, развиваемая горением топлива и передаваемая окружающему воздуху: 1) непосредственным лучеиспусканием топлива во время горения — простейший, но и самый несовершенный способ (см. ниже, камины); 2) посредством хороших проводников тепла (О. малой теплоемкости) и 3) посредством дурных проводников тепла (О. большой теплоемкости). На этих трех способах действия теплоты основано устройство различных нагревательных приборов. Полный нагревательный прибор состоит: 1) из топливника (горнило, топка), т.-е. огражденного пространства (с отверстиями в стенках для притока воздуха и выхода дыма), которое служит для сжигания топлива; 2) из дымопровода или трубы и 3) из приемников теплоты, т.-е. частей, устраиваемых с целью задержать надолго теплоту, выделяемую горением. В древнем Риме общественные здания иногда отапливались следующим способом: полы первого этажа делались из плит, перекрывавших подвальные столбы; между этими столбами циркулировал дым от топок, помещавшихся внизу или вне здания. В России первообраз нагревательного прибора — курная печь (без трубы). Она служит для приготовления пищи и состоит из глиняного горизонтально поставленного короба с одним отверстием (очелком) для наполнения топливом и для выхода дыма в избу. Дым удаляется в волоковое окно — отверстие в стене у потолка. При рассмотрении современных систем О. приходится различать приборы для местного и центрального О. Кроме всех других различий, существующих между местными и центральными приборами, первые отличаются от вторых тем, что обеспечивают помещению естественную вентиляцию своими дымовыми трубами, тогда как приборы центральные без особых устройств и приспособлений этой вентиляции обеспечить не могут, и потому, при устройстве своем, требуют неизбежных расходов на вентиляцию искусственную, а также и на аппараты для увлажения воздуха. К местным приборам относятся: I. Все приборы для приготовления пищи (очаги) и для других целей, располагаемые внутри зданий и одновременно действующие как нагреватели помещений (см. ниже: Печи). II. Камины, действующие исключительно непосредственным лучеиспусканием пламени, т.-е. топливник их остается открытым со стороны отапливаемого помещения. На черт. 1 и 2 представлены в разрезах два простейших вида камина. Здесь А — топливник, В — часть его, на которую кладется топливо, называемая «под»; D — дымовая труба. Для избежания неравномерного притока воздуха к топливу делают под решетчатым, в виде отлитой цельной чугунной решетки; ее кладут на таганчики (а, черт. 2), к которым спереди прикреплена барьерная решетка (b), предупреждающая выпадение топлива на пол. Эти части, отлитые вместе, вставляются в каминную топку (нишу), боковые стенки которой, для увеличения отражения теплоты, составляют с задней стенкой углы в 60° и 45°. Топка такого камина облицовывается огнеупорным кирпичем, но, по эстетическим соображениям, в чистых комнатах предпочтительнее устраивать камины с чугунной внутренней обделкой. В XIV ст. каминам стали придавать массивные формы. С половины XVII века в Англии начинают применяться два важных усовершенствования камина: решетчатый под (для каменного угля) и наклонные боковые стенки топливника. Дальнейшие усовершенствования камина все клонятся преимущественно к тому, чтобы воспользоваться частью теплоты дыма: 1) в дымоход ставят металлическую трубу; в нее поступает наружный воздух, и, нагревшись от дыма, выходит через отверстия вверху трубы в комнату, или отводят дым до известной высоты металлической трубкой, в пространство около которой впускают наружный воздух, выводимый затем в комнату; 2) боковыe стенки каминов утолщают и делают в них дымообороты, нагревающие воздух в окружающих эти обороты воздушных каналах. Такое устройство приводит, мало-по-малу, к конструкции так называемых камино-печей. Коэффициент полезного действия каминов, нагревающих только лучеиспусканием горящего топлива и нагретых поверхностей стенок, простирается только от 5% до 15%. Затем, какими бы дымоходами и оборотами ни был снабжен камин, нельзя достигнуть полезного действия более 25%. В виду своей неэкономности и также малой удовлетворительности в качестве вентиляционных приборов, камины в северных странах мало употребительны, а если и устраиваются в более роскошных жилых помещениях, то, кроме них, должны быть еще печи. — III. Печи имеют назначение нагревать не только лучистой теплотой горящего топлива, но и тем теплом, которое оно передает своим продуктам горения. Для этого заставляют дым проходить по более или менее длинным «оборотам» дымовой трубы, передающим тепло, отнятое у него, комнатному воздуху или также и нагреваемым предметам (очаги). Конструкции печей чрезвычайно разнообразны, однако, все они могут быть разделены на печи «малой теплоемкости» и печи «большой теплоемкости». Первые греют лишь, пока в них горит топливо, и делаются из чугуна и железа; они уместны в более теплых климатах, где топить приходится немного времени в году, и где поэтому жители привыкли довольствоваться временным согреванием комнат. Печи большой теплоемкости делаются из кирпича — вещества, плохо проводящего тепло; поэтому они согреваются медленно, зато сохраняют в себе запас тепла на сутки и более, до следующей топки, отдавая его понемногу комнатному воздуху чрез лучеиспускание и конвекцию. Иногда в печах устраивают внутренние воздушные камеры, в которые входит снизу, по особому каналу, свежий, внешний воздух и нагретым выходит в комнату: такие печи называются «камерными» с притоком наружного воздуха. Дрова представляют топливо, неудобное для печей малой теплоемкости: они сгорают слишком быстро; поэтому все усовершенствованные печи этого рода, существующие в продаже, снабжаются топливниками, специально приспособленными для кокса или каменного угля. Простейшая форма — всем известная «чугунка», цилиндрическая для угля, или в виде продолговатого ящика, для дров. Необходимой принадлежностью такой чугунки служит длинная труба из кровельного железа: с помощью первого «колена» она поднимается прямо кверху, затем под потолком идет чрез всю комнату, в дымовую трубу. Сама чугунка во время топки накаливается до-красна, но в железной трубе дым успевает сильно охлаждаться, и в стенную трубу поступает уже столь холодным, что в ее верхней части осаждается всегда содержащаяся в продуктах горения вода в капельном виде. Накаливание чугуна печки производит особый неприятный запах, потому что органическая пыль в воздухе пригорает. Дознано также, что сквозь раскаленный чугун может диффундировать окись углерода в очень незначительном количестве из продуктов горения в окружающий воздух. Внимание изобретателей было обращено на устранение накаливания чугуна в печках. Когда печка не слишком мала, для этого топливник выкладывают кирпичем, а чугунные стенки в местах, где к ним прикасается пламя, снабжают внутренними и внешними приливными ребрами. Ребра эти настолько быстро охлаждаются снаружи притекающим воздухом, что температура стенок не может подняться до каления. За границей употребляются печи фаянсовые и глиняные, с чугунными частями, но они не прочны, и у нас не распространены. В нашем климате гораздо важнее печи большой теплоемкости, которые стали появляться в достаточных русских домах уже с конца XVI ст. под именем голландских и в наше время очень усовершенствованы, по почину архитектора Свиязева, многими русскими техниками. Существенные части голландских печей: закрытый «топливник» и «дымовые обороты». Старинная голландская печь делалась очень большой, она занимала на полу около квадратной сажени, ставилась обыкновенно в углу, с такими значительными отступами от деревянных стен комнаты, что топочные дверцы можно было делать со стороны стены. В парадных помещениях богатых людей печи эти облицовывались изразцами или кафлями, которые в старину умели делать на Руси со своеобразным изяществом. Под влиянием тесноты городских жилищ в начале XIX ст. выработались типы голландской печи, значительно меньшего размера, но такого же внутреннего устройства: печи «угловые» и «средизальные», обе могут быть «проемными», т.-е. помещаться частью в проеме капитальной стены и выходить в две комнаты зараз. В деревянных зданиях голландские печи нижних этажей основывают на особых фундаментах: обыкновенно во впутреннем углу выводят коренную трубу, в несколько дымов, и к ней приставляют печи в прилегающих комнатах. В верхних этажах деревянных зданий нельзя ставить тяжелых голландских печей на балки или стены, потому что от этого происходит значительная осадка стен, трещины карнизов, штукатурки и отставание печи от коренной трубы. Во избежание этого обыкновенно довольствуются легкими железными печами, или основывают голландские печи на рельсах, заделанных в кладку массивной коренной трубы. В каменных же зданиях голландские печи основывают на особых железных балочках, заделанных концами в стены. Кладка печи начинается с слоя кирпича плашмя, на глине. На этот слой ставят «шанцы», ряды кирпичей, положенных плашмя в два слоя, с промежутками в полкирпича. Шанцы накрываются двойным слоем кирпича, служащего подом топливника, стенки которого выводятся не тоньше одного кирпича, чтобы избегнуть накаливания наружной поверхности. Над топливником, на деревянных кружалах (которые сгорают при первой топке), складывают свод, оставляя в нем хайло для прохода дыма в первый оборот. Обороты эти в настоящее время делают вертикальными во всю вышину печи, числом от 4 до 8, и основывают на своде и стенках топливника. Наружные и внутренние стенки оборотов делают в полкирпича, складывая их из двух рядов кирпичей, поставленных на ребро, в перевязку. Горизонтальные дымоходы оказались непрактичны: их нельзя прочищать, не разбирая всей печи. «Колодцы» дымохода соединяются между собой попеременно, то снизу, то сверху, а последний соединяется, непременно снизу, «патрубком» с трубой в стене, немного выше дверец для вьюшек. Обыкновенно в этих дверцах дым идет сверху вниз, проходит чрез «подвертку» трубы в стене н только затем поднимается. Таким устройством достигается полное отделение печи от дымовой трубы после закрытия вьюшек. Изразцовая облицовка кладется одновременно с кирпичной кладкой. Недостатки голландских печей, вызвавшие последующие их усовершенствования, следующие: 1) Во время топки, когда дрова вполне разгорелись, количество воздуха только-что достаточно для полного сгорания; практика давно выработала соответственные размеры дымохода (от 3×6 до 6×6 вершков) и дверец. Но, когда дрова начинают прогорать, н особенно при конце, когда остается уже немного углей, чрез топливник проходит в несколько раз больше воздуха, чем нужно. Воздух этот, попадая в трубу сильно нагретым, уносит с собой очень много тепла и понижает полезное действие голландских печей до 30—40% всего тепла, даваемого сгоревшим топливом. Вентиляция комнаты, достигаемая при этом, может быть получена более экономическим способом, устраивая душник непосредственно в той же дымовой трубе, под потолком, чтобы извлекать воздух без лишнего подогревания. Искусной топкой можно уменьшить эту потерю: по мере прогорания дров надо прикрывать дверцы топки и пригребать уголья к устью, чтобы они сгорели скорее, тогда печка нагревается значительно больше. 2) Самая большая теплоемкость голландской печи часто ведет к чрезмерному потреблению топлива: недостаточное количество дров нагревает обороты, но тепло до поверхности печи не дойдет, и полезное действие окажется еще меньше, чем при обильной топке. 3) Обороты тем менее нагревают поверхность печи, чем они дальше от топливника, поэтому сильно греет лишь малая часть поверхности печи. Первое по времени удачное усовершенствование голландской печи было сделано в 1820 г. Утермарком, придумавшим круглую печь с облицовкой листовым железом и воздушной камерой внутри, так что и теперь иногда называют печь такого вида «утермарковскими», хотя их внутренняя конструкция сильно изменена. Железная облицовка оказалась весьма удачна: она прочна, задерживает дым, просачивающийся из трещин кладки, когда тяга в трубе недостаточна, но не задерживает тепла. Утермарковские печи нагреваются скорее голландских и от меньшего количества дров, сожженного в холодной печке. Поэтому они кажутся экономнее голландских и действительно сжигают меньше дров на счет равномерности достигаемой комнатной температуры. Сверх того, они дешевле и легче, так что их обыкновенно ставят прямо на балках, делая только особый полик, чтобы не снимать печку в случае необходимости исправлять пол комнаты. Самые существенные усовершенствования голландской печи сделаны были архитектором Свиязевым; в 1830-х гг. он сузил топливник, расположил более рационально обороты, с целью замедления движения горячего дыма, и уплотнил их стенки. Свиязев стал строить печи с разветвленными в стенах дымоходами. Но такие печи оказались значительно дороже обыкновенных и большого распространения не получили. Из современных типов голландских печей наиболее рациональным представляется печь Лукашевича; он усовершенствовал топливник Свиязева, поместив на его дне решетку и прибавив поддувало. Дальнейшее развитие идеи Свиязева получили в печах Войницкого и Степанова. Особый тип представляет «русская печь», служащая и очагом для приготовления пищи. Он выработался из древней «курной» печи: перед «очелком» складывали «щит», воронкообразный колпак, переходящий в трубу, как в кузнице, чтобы дым выходил наружу, не расходясь по комнате. Эти печи ныне выходят из употребления в городах, потому что занимают много места и потребляют много дров: кухонный очаг, так наз. «английская плита», оказывается много удобнее. Ее топливник устраивается с поддувалом и решеткой. Продукты горения направляются или вокруг котла для воды в трубу чрез «задвижку» или, при другом расположении, обходят сначала вокруг «пирожной печи». Над плитой делают железный «колпак», из-под которого в дымовую трубу устраивается особое отверстие для выхода чада. Для солдатских кухонь, где пища варится в котлах, топливники этих котлов устраивают так, что сначала пламя проходит под дном, а затем еще раз огибает верхнюю часть котла по горизонтальному кольцеобразному ходу. Котлы закрываются плотными крышками, передние части которых открываются на шарнирах, а задняя снабжается трубой, соединенной с дымовой, для отвода пара. Дороговизна топлива вызвала многие видоизменения кухонных очагов; на юге Европы очагом служит большой камин: в нем варят пищу на таганах, над огоньком из хвороста, а для жарения разводят на время большой огонь и жарят на вертеле, пользуясь одним лучеиспусканием топлива. В Париже пользуются газовыми плитами с особой горелкой для каждого нагреваемого предмета: кроме удобства в регулировании пламени, такое устройство дает большую экономию, потому что газ не приходится жечь напрасно. В больших хозяйствах выгодны и удобны паровые кухни: для большинства кушаний нужна темп. в 100° Ц. или немного выше, не превышающая температуру пара в обыкновенных паровых котлах. Поэтому кухонная печь может состоять из одного котла с топкой и необходимого числа сосудов с двойными стенками или змеевиками для пропускания пара. В 1915 г., при значительном вздорожании дров в Петрограде, техническо-строительным комитетом министерства внутренних дел была выработана и издана инструкция «Как следует топить печи и всякого рода очаги», главнейшие правила которой заключаются в следующем: 1) Печи и очаги следует топить таким образом, чтобы в печь поступало возможно меньше воздуха, так как, чем больше воздуха поступает в топку, тем больше тепла уносится в дымовую трубу. 2) В печах и очагах с решетками топочные дверцы должны быть всегда плотно закрыты, поддувальные же дверцы должны быть открыты очень немного, если же в поддувальных дверцах есть прорезы, то сами дверцы должны быть также плотно закрыты. 3) В печах и очагах с глухим подом (без решетки) топливо следует располагать ближе к топочным дверцам, которые следует держать неплотно закрытыми; если же топочная дверца двойная, то наружную следует держать во время топки открытой, а внутреннюю неплотно закрытой; если же она имеет отверстия, то следует закрывать плотно. 4) К концу топки, когда остаются крупные куски обуглившегося топлива, необходимо последнее придвигать ближе к топочным дверцам, а если есть решетка, то располагать его ровным слоем по всей решетке. 5) Если тяга очень сильна, и в топке слышно сильное гудение, то для устранения бесполезной потери тепла следует уменьшить тягу или прикрытием задвижек, или уменьшением сечения дымохода около вьюшки, что легко сделать, вложив в дымоход (подвертку) больший или меньший кусок кирпича (последняя работа исполняется печником).
К центральным системам О. принадлежат: IV. Система пневматического (воздушного) О. Впервые применена в 1792 г. при постройке госпиталя в Дерби (духовые печи). Печи эти были известны под именем коробовых, помещались в подвалах и состояли из больших железных кожухов, в которых складывались топливники из кирпича. Дым или прямо направлялся в трубу, или перед тем циркулировал по горизонтальным металлическим трубам. В пространство, окружающее прибор, входил воздух подвала и, нагревшись, направлялся особыми каналами во внутренность комнат. С 1836 г., благодаря Аммосову, значительно подвинувшему совершенствование приборов воздушного О. своими калориферами, этот род О. начинает быстро распространяться в России и затем, трудами, главным образом, русских инженеров, достигает к нашему времени значительного развития (системы инж. Войницкого, Лукашевича и др.). Коэффициент полезного действия рационально устроенного калорифера 70%—80%. По простоте конструкций, сравнительной дешевизне, удобству ремонта и несложности ухода за ними, калориферы, особенно большой теплоемкости, представляют приборы весьма совершенные, но эти достоинства в значительной мере парализуются недостатками всех вообще калориферов, главнейшие из которых следующие: 1) они не дают равномерного распределения тепла по горизонтальному и вертикальному направлению помещения; 2) централизация их крайне ограничена тем, что они могут доставлять горячий воздух лишь на длину радиуса в 3 сажени, по горизонтальному направлению от места их расположения, и лишь иногда для 3-го и верхних этажей радиус этот может быть доведен до 6 саж. Вследствие этого в больших зданиях приходится ставить значительное число калориферов, что уменьшает удобство системы в смысле ухода за ней, и делает здание менее безопасным в пожарном отношении. Неупомянутые более мелкие недостатки устранимы при рациональном устройстве системы, но устранение их значительно увеличивает первоначальную стоимость устройства. — V. Система водяного О. Согревание помещений помощью горячей воды, движущейся по трубам, было известно еще в древности, что видно из сказаний Геродота, Плиния, Сенеки и др. Римские термы нагревались течением горячей воды по сверткам медных труб. К жилым помещениям водяное О. начинает применяться с 30-х годов прошлого столетия и с этого времени, постепенно совершенствуясь, достигает к нашим дням значительного распространения. Сообразно степени нагрева воды, водяное О. носит названия: 1) низкого давления (вода нагревается от 80°—100° Ц.); 2) высокого давления (вода нагревается от 260°—360° Ц.) и 3) среднего давления (температура воды от 165°—170° Ц.). Система водяного О. низкого давления, как она применяется в наше время, состоит: 1) из водогрейного котла, располагаемого, по возможности, центрально в подвальном или первом этаже здания; 2) из разного рода нагревательных местных приборов, при посредстве которых циркулирующая вода отапливает здание; 3) из распределительных труб, доставляющих горячую воду от котла к нагревательным приборам (в некоторых случаях эти трубы заменяют вполне или отчасти нагревательные приборы) и из отводных труб, отводящих охлажденную воду обратно к котлу; те и другие носят общее название циркуляционных труб; 4) из бака или так назыв. расширительного сосуда, расположенного в самой высшей точке системы, в котором должен вмещаться весь избыток расширенного нагреванием объема воды. Этот же сосуд, в большинстве случаев, приспособляется для пополнения убыли воды в системе, происходящей от испарения и утечек в стыках труб, и 5) из вспомогательных частей. Водогрейные котлы, наиболее удобные для системы водяного О. низкого давления (в нашем климате) — горизонтальные цилиндрические, большого объема, обделанные кирпичными стенками и с кирпичными топливниками. Циркуляционные трубы следует располагать в зданиях (предпочтительно перед другими способами) так, как показано на черт. 3. Одной подъемной трубой b, идущей от котла a к расширителю c, ведут воду на чердак и оттуда (из трубы e) спускают разводящие вертикальные трубы (d, d, d), отделяя от них горизонтальные отростки к нагревательным приборам (f, f) и соединяя их с горизонтальной трубой, идущей по подвалу (h) обратно к котлу. Трубы делаются чугунные или железные. Горизонтальные трубы следует укладывать с подъемом от 1/100 до 1/200 в сторону расширительного сосуда. С целью дать трубам возможность при нагреве их свободно изменять длину, лучше, укрепляя их к стенам, положить их на ролики, надеваемые на штыри, вбитые в стену. С этой же целью вводят в сеть труб приборы, называемые компенсаторами. Простейший нагревательный прибор водяного О. есть так назыв. батарея с приливными ребрами (черт. 4 и 5). Она может быть поставлена горизонтально или вертикально. Цель приливных ребер — усиление передачи теплоты увеличением поверхности соприкосновения с воздухом. Батареи выделываются иногда из отдельных элементов, могущих свинчиваться в желаемом числе. Чаще всего батареи располагаются под подоконниками, но могут быть располагаемы и в других местах, у наружных и внутренних стен: первое (т.-е. у наружных стен) предпочтительнее, так как устраняет течение от наружных стен холодного воздуха, но имеет и свои недостатки (пятна на стенах). Чтобы с успехом регулировать температуру каждого отдельного помещения, независимо от соседних, соединение нагревательных приборов с системой труб должно быть произведено так, как показано на черт. 4 и 5. Здесь для регулирования быстроты циркуляции воды, а следовательно и нагревания, служат краны (r, r, r); при закрывании такого крана изменяется степень нагрева лишь относящейся к нему батареи, вода же в трубах двигается дальше вполне беспрепятственно. Система водяного О. низкого давления дает до 80% полезного действия. Будучи правильно проектирована и тщательно устроена, она обладает большими достоинствами, а именно: 1) равномерностью температуры, доставляемой помещением; 2) простотой регулирования температуры в каждом отдельном помещении; 3) малым нагревом труб и приборов, что важно в гигиеническом отношении; 4) равномерным распределением тепла как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости; 5) безопасностью в пожарном отношении. Все это делает систему весьма удобной к применению в зданиях, предназначенных для постоянного пребывания людей. Но в отношении удобства обслуживания она уступает системам паровой, паро-водяной и паро-воздушной, так как для зданий значительных размеров требует установки котлов в нескольких пунктах. Уход за системой проще, чем за системами паровыми, но значительно сложнее ухода за системой пневматической. Как система, обладающая, сравнительно с паровыми системами, большей теплоемкостью, система водяного О. низкого давления должна быть предпочтена для стран с суровым климатом. К недостаткам системы следует отнести: 1) дороговизну первоначального устройства и ремонта; 2) возможность порчи приборов и труб от замерзания в них воды, если во время сильных морозов О. не производится, и вода не выпущена из системы; 3) возможность образования течей в здании от разрыва циркуляционных труб и от неплотностей в их стыках. — Водяное О. высокого давления состоит из замкнутой сети труб, распределенных по зданию и местами свернутых спиралями. Одна из этих спиралей находится в пламени топливника. Сообразно высокой температуре воды (до 300° Ц.) и значительному давлению в трубах опасность взрыва весьма велика. Деревянные части здания, расположенные вблизи труб, подвергаются опасности загореться. В виду этих недостатков система водяного О. высокого давления почти не применяется. — Водяное О. среднего давления представляет несколько измененный вид водяного О. высокого давления. Заключая в себе малый объем, система эта отличается малой теплоемкостью, а потому в России, где, по климатическим условиям, необходимы системы большой емкости, применяется весьма редко. Но в странах с менее резким и суровым климатом, благодаря быстроте, с какой она нагревает помещения, система водяного О. среднего давления получила большое распространение. Вода системы не нагревается выше 170° Ц., а следовательно давление в трубах не превышает 8 атмосфер. Сравнительно с водяным О. низкого давления оно отличается: 1) быстротой нагревательного действия; 2) сравнительной дешевизной; 3) малыми размерами труб и приборов и 4) удобством их укладки в зданиях, вследствие ненадобности уклона труб. Недостатки его следующие: 1) возможность взрыва вследствие случайной порчи трубы или приборов; 2) необходимость предупредительных мер против обугливания деревянных частей, близко лежащих к трубам; 3) возможность замерзания воды при остановке топки, зависящая от малой теплоемкости системы, и 4) необходимость беспрерывной топки для поддержания в помещениях равномерной температуры. — VI. Система парового отопления доставляет зданиям необходимую теплоту посредством пара, циркулирующего по трубам. Охлаждаясь в этих трубах и в связанных с ними нагревательных приборах, пар отдает помещениям заключенную в нем скрытую теплоту испарения. Этот род О. предложен англичанином Куком в 1745 г., но применен впервые лишь в 1784 г. С 1872 г., благодаря, главным образом, трудам Женеста и Гершера (О. зданий новой ратуши и нового лицея в Париже, нового суда в Брюсселе и др.), в систему вводятся существенные улучшения, и к нашему времени она числится уже в ряду наиболее совершенных систем. Паровое О. бывает низкого и высокого давления. Первое название имеет место при давлении пара, не превышающем 1,5 атмосферы. Паровое О. высокого давления допускается только в мастерских, но при условии особо внимательного устройства соединений труб. Трубы в этом случае не должны быть чугунными, а котлы выносятся в отдельные пристройки. При паровом О. низкого давления, с соблюдением некоторых мер предосторожности, котлы без опасения могут располагаться и внутри здания; трубы же больших диаметров могут быть сделаны и из чугуна. В состав системы парового О. входят: 1) паровой котел с арматурой; 2) паропроводные трубы; 3) трубы конденсационные, т.-е. те, по которым полученная от охлаждения пара вода движется обратно к котлу или к водостокам здания; 4) нагревательные приборы и 5) вспомогательные части, к которым относятся: а) регуляторы давления; б) различные краны: для регулирования пропуска пара в отдельные ветви труб, для выпуска воздуха при наполнении системы паром, для впуска воздуха при прекращении топки и т. д.; в) прибор для питания водой котла. Подобно циркуляционным трубам водяного О. низкого давления, паропроводные трубы должны быть расположены с соблюдением возможности прекращать или уменьшать нагревание каждого помещения независимо от других. На черт. 6 представлен план и разрез здания с показанием одного из способов распределения по зданию паропроводных труб. Котел A, расположенный в подвале, развивает необходимый пар. От котла поднимается труба B, входящая на чердаке в регулятор давления C. Начиная от него, пар движется по трубе D, постепенно склоняющейся к точке E, где помещается первый конденсационный прибор. Отсюда труба обратной ветвью NN приходит к баку O, куда отводится вся конденсационная вода системы. По всей длине трубы D отходят вниз в желаемых местах второстепенные парораспределительные трубы F, F, имеющие на концах конденсационные приборы JJ, пропускающие воду в обратную трубу N. От распределителей FF отходят трубы GG, снабженные регулирующими (запорными) кранами, ведущие пар к нагревательным приборам HH, за которыми снова расположены конденсационные приборы LL, пропускающие воду в вертикальные трубы M′M, а оттуда в трубу N. Горизонтальные трубы должны иметь уклон в сторону течения пара в 1/100 своего протяжения. Этим обеспечивается свободный сток конденсационной воды. Уклон в противоположную сторону или неимение его вовсе вызывают в трубах удары, подобные пистолетным выстрелам, беспокоящие обитателей и настолько сотрясающие трубы, что портятся их стыки, а самые трубы, если они чугунные, могут даже лопнуть. Если труба, склоняясь, дойдет до такого места в этаже, где дальнейшее понижение ее неудобно, то делают в ней соответственной высоты колено вверх и затем продолжают трубу с уклоном в прежнем направлении, а от нижнего сгиба колена ведут конденсационную трубу. То же делается при обходе трубами дверей и других отверстий в стенах. Обилие конденсационных приборов в системе сильно повышает стоимость ее первоначального устройства и ремонта. Пар — самое сильное средство О. Коэффициент полезного действия паровых систем в тех случаях, где конденсационная вода возвращается к котлам в незначительной мере охлажденной, превышает коэффициенты всех прочих систем. Паровое О. в смысле централизации — лучшее, так как не только допускает нагревание из одного центра самых больших зданий, но может доставлять тем же способом теплоту целой группе отдельно стоящих зданий, расположенных друг от друга на значительных расстояниях. На этом основании паровое О. — и самое безопасное в пожарном отношении. В зависимости от более высокого нагрева, размеры труб и приборов при паровом О. меньше, чем при водяном, а потому устройство парового О. дешевле. Быстрота, с которой может быть нагрето помещение, и с которой нагревание может быть прекращено, составляет также важное преимущество парового О. Наконец, теплота, даваемая им, может быть распределена в отдельном помещении, вполне равномерно по всем направлениям. К недостаткам парового О. относятся: 1) затруднительность регулирования температуры в отдельвых помещениях малого размера; 2) невозможность без затрат, уменьшающих относительную дешевизну конструкции системы, гарантировать ее вполне от шума и треска; 3) неудобства отведения к котлам конденсационной воды при крупных установках, чем понижается полезное действие системы; 4) затруднительность и сложность ухода за системой и управления ею. Специальным недостатком системы для стран с климатом, подобным климату большей части России, является малая теплоемкость системы. Последнему, главным образом, следует приписать сравнительно малое распространение этой системы в России. Тем не менее, там, где есть возможность пользоваться мятым (отработавшим в машинах) паром, система эта в экономическом отношении незаменима никакой другой. — VII. Паро-водяное О. Эта система в первый раз применена в Бристоле в 1829 г. бр. Прис. Развитие ее значительно опережает паровые системы в особенности у нас, где системам большой теплоемкости всегда обеспечен наибольший успех. По устройству она разделяется на систему с центральными нагревателями и систему с местными нагревателями. Первая состоит в том, что пар из центрального котла проводится в водогрейные котлы, от которых нагретая паром вода разводится трубами по отапливаемому зданию. Как видно, здесь система пароводяного О. очень мало разнится от О. водяного. Система с местными нагревателями состоит в проведении пара от котла к водяным печам, расположенным по всем отапливаемым помещениям, и, следовательно, весьма мало отличается от парового О. Этот последний способ пароводяного О. у нас весьма мало применяется в виду его меньшей теплоемкости. Центральные пароводяные приборы имеют вид, схематически представленный на черт. 7. Это вертикальные или горизонтальные котлы, внутри которых, в виде змеевика, проводятся паровые трубы; a — паропроводная труба; a′ — конденсационная, при начале которой ставится конденсационный прибор; b — подъемная, b′ — обратная труба, c — расширительный сосуд. Местные пароводяные приборы — те же водяные печи, снабженные лишь паропроводными и конденсационными трубами и конденсационными приборами. Иногда конденсационная вода проводится в самую печь и затем удаляется оттуда в водостоки. Вообще пароводяное О., представляя соединение двух систем, паровой и водяной, вносит в ту и другую весьма существенные улучшения, а именно: водяному О. придается большая централизация, дающая возможность, поставив несколько водогрейных котлов, иметь одну топку. Расположение водогрейных котлов, таким образом, ничем не стеснено, а распределение по зданию циркуляционных труб может быть доведено до большой простоты и удобства, что, в свою очередь, обеспечивает прочность системы. Паровое же О. получает с местными водяными нагревателями удобство регулирования температуры, даже и малых отдельных помещений и, хотя незначительно, выигрывает в теплоемкости. Если затем для паро-водяной системы с местными нагревателями все остальные недостатки системы паровой остаются в силе, то для системы с центральными нагревателями останутся неустраненными лишь недостатки, заключающиеся в дорогом устройстве и в относительной сложности ухода за системой и управления ею. Увеличение стоимости первоначальной конструкции этой системы против стоимости системы водяной покрывается выгодами централизации и пользованием паром, как нагревателем. А потому из всех систем О. паро-водяное с центральными нагревателями, для нашего климата — система наиболее совершенная. — VIII. Системы: водяная-воздушная, паро-воздушная и паро-водяная-воздушная представляют все особенности вышеописанного пневматического О., но во многом превосходят его, сообразно тем достоинствам централизации и возможности регулирования температуры, которые свойственны отдельно взятым системам водяной, паровой и паро-водяной. Нагревательные приборы каждой из этих систем, как и для системы собственно воздушной (калориферы), могут быть местные и центральные. Последние отличаются от нагревательных приборов соответствующих систем, главным образом, своими размерами. Каждый нагревательный прибор водяной, паровой или пароводяной, заключенный в известную оболочку с отверстиями для притока комнатного или наружного воздуха и для выпуска обогретого воздуха в помещение, есть местный калорифер соответствующей системы. Каждый соответствующих размеров нагревательный прибор (или комбинированная система приборов) водяного, парового или пароводяного О., расположенный в воздушной камере обыкновенного центрального калорифера, представляет (вместе с жаровыми и приточными каналами камеры и стен здания) соответствующую центральную воздушную систему. Отсюда понятно все разнообразие, которое существует в устройстве различных калориферов упомянутых систем. Достоинства и недостатки той или другой комбинированной воздушной системы отвечают достоинствам и недостаткам основных систем. Для рассчета нагревательных приборов принято назначать температуру: для школ от 15 до 18° Р.; для госпиталей н жилых комнат вообще от 16 до 18° Р.; для казарм и тюрем 15° Р.; для госпиталей раненых 12° Р. Бани должны иметь: в раздевальной 20—25° Р., в мыльной 25—30° Р. и в парильной 30—40° Р. Затем, в зависимости от предполагаемого скопления людей, назначается температура: для зал собраний 12—14° Р., для театров 13—14° Р. и для церквей 10—12° Р., кроме ризниц и алтарей, где желательна температура в 15° Р. — Литература. И. Флавицкий, «Вентиляция и О. общественных и жилых зданий»; П. Степанов, «Устройство разного рода печей»; Г. Войницкий, «О. и вентиляция»; С. Лукашевич, «Курс О. и вентиляции»; А. Веденяпин, «Курс О. и вентиляции»; курсы О. и вентиляции, читаемые в институте гражд. инженеров и других высших техн. учебн. заведениях. Новейшее соч. по печам: И. Цыганенко, «Кирпичные комнатные печи большой теплоемкости» (М., 1913, две части с атласом).
О. с санитарной точки зрения. — Устройство О. должно соответствовать требованиям, предъявляемым к ним с точки зрения гигиены. Прежде всего необходимо, «чтобы температура помещений, назначенных для пребывания человека, всегда могла быть доведена до той высоты, которая ему приятна, при которой он чувствует себя хорошо». Практика показывает, что для обыкновенных жилых помещений самая приятная температура 14—16° по Реомюру (17,5—20° Ц.); в спальнях температура может быть даже несколько ниже, но спать зимой в неотапливаемой или нетопленной комнате не может быть рекомендовано с санитарной точки зрения, так как стены подобных помещений легко отсыревают. В мастерских, где работа совершается при употреблении значительного физического напряжения, температура может быть ниже, чем в жилых помещениях. В театрах, концертных залах, больших аудиториях и других местах скопления людей первоначальная темп. не должна быть выше 10—14° по Р., потому что публика, а нередко и приборы искусственного освещения развивают там большие количества тепла. Маленькие дети, старики, выздоравливающие, нуждаются в несколько более высокой температуре, чем люди взрослые и здоровые. Регулирование температуры в частных домах может быть в известной степени предоставлено субъективному ощущению жильцов, в различных комнатах температура может быть и не совсем одинакова; но в общественных зданиях, где собираются люди с различными привычками, температура обязательно должна держаться на известной средней высоте. Для облегчения контроля здесь могут оказать хорошие услуги электрические термометры, немедленно дающие знать, что температура поднимается выше или опускается ниже установленной предельной величины. Для того, чтобы и при наибольшем, наблюдаемом на данном месте, холоде, можно было всегда иметь в помещениях надлежащую температуру, при устройстве приборов О. требуется согласование величины нагревательных поверхностей с условиями охлаждения помещения, т.-е. с величиной и характером охлаждающих поверхностей — наружных стен, окон, дверей и проч., так как ими определяется количество тепла, теряемого помещением при известной температуре в известное время. Во всяком замкнутом помещении, в присутствии людей или других источников тепла, в особенности же при искусственном О., существуют условия, благоприятствующие неравномерному распределению тепла: так как теплый воздух удельно легче холодного, то в отапливаемых помещениях, при отсутствии усиленной вентиляции, температура воздуха под потолком всегда выше, чем непосредственно над полом, и эта разница, при неблагоприятных условиях, может дойти до 5—10 и больше градусов. Точно также около внутренних стен и близ нагревательных поверхностей воздух всегда теплее, нежели у окон или вообще около наружных стен и вдали от приборов О., так что и в горизонтальном направлении не существует вполне равномерного распределения тепла. Рациональное О. стремится к тому, чтобы разности температур в различных слоях комнатного воздуха и в различных частях помещения были по возможности незначительны и не превышали 1—2° Ц. в горизонтальном и 2—3° Ц. в вертикальном направлении. В значительной степени неравномерное распределение теплоты по отапливаемому помещению может быть устранено целесообразным распределением самих источников тепла, так, чтобы комнатному воздуху сообщалось наибольшее количество теплоты именно там, где теряется всего больше тепла, т.-е. около окон и у наружных стен вообще. Большое влияние на равномерное распределение тепла имеет и характер нагревательных поверхностей, т.-е. материал, из которого состоят приборы О. При центральном О., при воздушном и водяном О. помещения, находящиеся в верхних этажах, нагреваются сильнее, чем помещения нижних этажей, — явление, зависящее от физических свойств нагретого воздуха и горячей воды. Большое значение в санитарном отношении имеет характер тепла, сообщаемого отапливаемому помещению. Нагревательные поверхности печей или других источников тепла отдают теплоту или путем излучения, или посредством проведения, т.-е. непосредственного нагревания соприкасающегося с ними воздуха. Лучистая теплота производит сильное и быстрое, но одностороннее нагревание ближайших к источнику тепла предметов и лиц, получающих, таким образом, сразу большое количество теплоты на стороне, обращенной к нагревателю, тогда как на другой стороне может являться ощущение холода, в особенности, если окружающие предметы не успели нагреться. Теплота, получаемая воздухом через прикосновение с источником тепла, распределяется в помещении равномернее; и находящиеся в нем как бы омываются теплом со всех сторон. Гигиена отдает поэтому решительное предпочтение таким нагревательным приборам и способам О. жилых помещений, которые нагревают преимущественно путем прикосновения, а излучение тепла доведено до возможного минимума. О. должно по возможности мало изменять состав комнатного воздуха и не портить его примесью небезразличных в санитарном отношении веществ. При нагревании воздуха, если он не воспринимает водяных паров со стороны, происходит уменьшение относительной влажности его; воздух становится относительно-сухим и с большей жадностью, чем прежде, поглощает влагу, отнимая ее у всех влажных поверхностей, с которыми приходит в соприкосновение — у стен (в особенности в новых каменных домах), у находящихся в таком помещении людей и проч.; такой воздух вызывает у человека ощущение сухости, если относительная влажность его понижается до известного минимума, лежащего приблизительно при 30%. При нагревании воздуха содержащаяся в нем органическая пыль, осевшая на поверхности приборов О., подвергается сухой перегонке («пригорает»), при чем получаются различные газообразные продукты неполного сгорания, сообщающие воздуху неприятный запах и вызывающие раздражение слизистых оболочек рта, зева, горла. Только соблюдение самой тщательной чистоты как комнатного воздуха, так и поверхности нагревательных приборов, а равно и устранение чересчур высокой температуры последних могут предохранять от порчи воздуха этим путем. Нецелесообразное устройство нагревательных приборов или неумелое и небрежное обращение с ними могут сделаться причиной порчи комнатного воздуха, потому что они иногда дают повод к переходу в помещение продуктов горения или неполного сгорания топлива — углекислоты, окиси углерода, частиц несгоревшего углерода («копоть»). Если в дымогарной трубе существует надлежащая тяга, так что печные газы беспрепятственно могут подниматься кверху, все эти продукты переходят в дыме из печи непосредственно в трубу. Если же почему-либо условия правильного движения печных газов по дымогарной трубе нарушаются, то дым обращается назад, выступая через очаг или через неплотности в печных стенках в помещение, где производится топка. Такое обратное течение дыма наблюдается большей частью в начале топки, когда по какой-либо причине (продолжительное прекращение топки, дождь) труба остыла или отсырела, или когда ветер задерживает выход дыма из верхнего отверстия трубы; это влияние ветра обнаруживается обыкновенно на таких трубах, которые не выведены над коньком крыши или вблизи которых находятся стены высоких домов или другие предметы, господствующие над верхним концом дымогарной трубы и отражающие ветер, при известном направлении его, книзу. Особенного внимания, с санитарной точки зрения, заслуживает то увеличение давления внутри печей, которое происходит от слишком раннего закрывания вставленных в дымоотводные трубы заслонок, клапанов или вьюшек, имеющих целью сберегать тепло. Наибольшую опасность такой выход печных газов в жилые помещения представляет ночью, потому что в этом случае он легко ускользает от внимания обывателей. От отравления угаром люди погибают почти исключительно во время сна. Во избежание несчастных случаев необходимо совершенно устранить клапаны или вьюшки в дымоходах и заменить их так наз. герметическими топочными дверцами, дозволяющими, по усмотрению, регулировать доступ воздуха к топливу, а, вместе с тем, и движение печных газов по дымоходам. — Санитарные свойства комнатных печей могут быть весьма различны, смотря по конструкции их и по качествам того материала, из которого они построены. В этом отношении комнатные печи разделяются на две главных группы: быстрогреющие и массивные печи. К первой группе принадлежат печи, сделанные из хороших проводников тепла (чугуна, железа), ко второй — те, которые состоят из дурно-проводящих тепло материалов (кирпич, глина, изразцы). Печи, состоящие исключительно или преимущественно из хороших проводников тепла, имеют существенные недостатки с санитарной точки зрения: они отличаются малой теплоемкостью, т.-е. нагреваются быстро и сильно, но, не представляя благоприятных условий для накопления тепла, по прекращении топки быстро остывают. Они, следовательно, могут дать в короткое время значительное количество тепла, и эта цель, при небольших размерах печей, достигается исключительно сильным — при простых железных печах даже чрезвычайным — накаливанием их стенок. Отсюда следует, что они греют, главным образом, лучистой теплотой; о равномерном распределении тепла, при таком способе О., не может быть и речи. Наконец, на раскаленной поверхности их всегда прогорают носящиеся в воздухе органические пылевые частицы, которые при этом издают неприятный запах, никогда вполне не отсутствующий в помещениях, отапливаемых металлическими печами; этим же обстоятельством объясняется и ощущение сухости воздуха, вызываемое этим способом О. Отрицательные, в санитарном отношении, свойства металлических печей исчезают по мере того, как при устройстве дымоходов или печных стенок железо заменяется кирпичом, шамоттом, глиной, изразцами, одним словом — дурными проводниками тепла, т.-е. по мере того как печь приближается к типу массивной печи. В таком случае стенки ее не так сильно накаливаются, она лучше и дольше «держит» тепло и меньше портит воздух продуктами пригорающей пыли. Лучшим представителем массивных печей может служить голландская печь, которая, с теми или другими видоизменениями в своем устройстве, употребительна во всех странах с более или менее суровым климатом. Она дает сравнительно мало лучистой теплоты и нагревает воздух преимущественно прикосновением; она допускает довольно (хотя не абсолютно) равномерное распределение тепла; раз нагревшись, она удерживает тепло в течение продолжительного времени; при правильном устройстве и надлежащем уходе, она не портит комнатного воздуха. Некоторое значение, с санитарной точки зрения, имеет превращение голландской печи в настоящую вентиляционную печь, устройством в ней особых воздухоходов, сообщающихся внизу с наружным, а наверху — с комнатным воздухом. В общественных зданиях, а в последнее время и в обыкновенных жилых домах, печное О. все больше и больше уступает место центральным системам О., при которых развиваемое в одном или в нескольких центрах тепло передается отдельным помещениям посредством воздуха, воды или пара. Таким образом получаются типические формы центрального О. — воздушное, водяное и паровое, которые техниками исполняются или в чистом виде, или с различными видоизменениями и в различных комбинациях. С точки зрения санитарной воздушное О. имеет некоторые недостатки, зависящие отчасти от того принципа, на котором оно построено, отчасти от неудовлетворительного исполнения. Справедливые жалобы на воздушное О. раздаются там, где воздух нагревается металлическими калориферами (так назыв. Амоссовское О.), которые, накаливаясь до-красна и снабжая воздух горячим, сухим и дурно пахнущих воздухом, вызывают головные боли и общее недомогание. Неравномерное распределение тепла при воздушном О. отчасти устранено новейшими усовершенствованиями в конструкции печей и воздухогрейных камер, в расположении проводящих гретый воздух каналов и пр. Наиболее существенным, и в то же время неустранимым, недостатком воздушного О., является тесная связь между О. и вентиляцией: один и тот же воздух выполняет две задачи: нагревает помещение и в то же время вентилирует его. Эта связь невыгодна для вентиляции, происходящей здесь не при помощи настоящего, так сказать «натурального» наружного воздуха, а посредством воздуха сильно нагретого и, вследствие этого, до известной степени измененного в своем составе. — При санитарной оценке водяного О. необходимо различать водяное О. низкого и высокого давления. Между ними существует та весьма важная разница, что при низком давлении температура воды внутри труб никогда не может подниматься выше 100° Ц., тогда как при высоком давлении оно доходит до 150—200 град. и выше. Так как, с санитарной точки зрения, сильное накаливание нагревательных поверхностей, по вышеприведенным причинам, нежелательно, то гигиенисты отдают предпочтение системе водяного О. низкого давления; здесь температура труб достигает обыкновенно лишь 50—60° Ц. и только во время сильных морозов поднимается выше. Преимущества водяного О. низкого давления могут быть комбинируемы с достоинствами системы высокого давления (быстрое нагревание благодаря узким трубам и небольшому количеству воды), если при последней системе в отапливаемых помещениях поставить довольно объемистые водяные печи, вода в которых нагревается трубами О. Одно из самых важных достоинств водяного О. заключается в том, что ведущие теплую или горячую воду трубы могут быть проводимы повсюду, где в них является необходимость; в комнатах они всегда прокладываются там, где происходит наибольшее охлаждение, т.-е. по наружным стенам, под окнами, при чем, для увеличения нагревательной поверхности, труба проводится по стене в несколько рядов, или же снабжается значительным количеством приливных ребер (так назыв. «батареи»). С точки зрения чистоты гладкие трубы следует предпочитать батареям. При современном устройстве водяного О. распределение теплоты как по этажам, так и в различных местах одного и того же помещения получается весьма равномерное. Водяное отопление, в противоположность воздушному, вовсе не связано с вентиляцией помещений, и при устройстве его в частных квартирах можно обойтись без сложных приспособлений для искусственной вентиляции. Паровое О., как по принципу устройства, так и по многим деталям технического исполнения, имеет большое сходство с О. гретой водой. За исключением мастерских на фабриках, оно редко употребляется в чистом виде, а большей частью комбинируется с водяным О., при чем оно устраивается или с центральными, или с местными нагревателями. В санитарном отношении паро-водяное О. обладает теми же преимуществами, как и водяное О. низкого давления. Главная выгода его в техническом и экономическом отношениях заключается в том, что при помощи пара можно передавать теплоту, в горизонтальном направлении, на далекое расстояние, и потому этот способ О. может служить для нагревания из одного источника целых городских кварталов. Паровоздушное О., при котором воздух в воздухогрейных камерах, вместо обыкновенных калориферов, нагревается паровыми трубами, в санитарном отношении не существенно отличается от огневоздушного О.