ВВЕДЕНИЕ

Тепло и чистый воздух имеют одно из первостепенных значений для жизни и деятельности человека.

Тепло необходимо для поддержания в помещениях в холодное время года температуры, благотворно влияющей «а находящихся в них людей. Тепло также требуется для предохранения помещений от сырости, которая часто приводит к преждевременному разрушению строительных конструкций зданий.

Воздух, которым дышит человек, должен быть достаточно чист и не содержать каких-либо посторонних вредных примесей. Так как естественные климатические условия обычно не удовлетворяют этим требованиям, люди стали создавать такие условия искусственно. В результате стали появляться разнообразные отопительные и вентиляционные устройства, обеспечивающие нужную температуру и чистоту воздуха в помещениях.

Уровень современной техники теплоснабжения и вентиляции позволяет в настоящее время искусственно создавать в помещениях любой климат.

Климат на значительной части территории Советского Союза суровый, и отопительный период времени продолжителен, что приводит к значительным расходам топлива. На отопление и вентиляцию зданий расходуется около одной третьей части всего топлива, добываемого в нашей стране. Это обязывает правильно выбирать конструкцию той или иной системы отопления и вентиляции и правильно их эксплуатировать.

Настоящая книга является учебным пособием по курсу «Отопление и, основы вентиляции» для учащихся техникумов по специальности «Санитарно-технические устройства зданий». В соответствии с учебным планом в книгу не включены материалы, изучаемые в смежных дисциплинах. Так, в разделе книги «Отопление» не рассмотрено устройство печного и газового отопления, котельных установок и тепловых сетей. Во втором разделе книги «Основы вентиляции» рассмотрены основные вопросы вентилирования помещений жилых, общественных и производственных зданий. Во избежание дублирования смежных дисциплин в этом разделе книги приведены лишь общие типы калориферов, вентиляторов и кондиционеров, применяемых в вентиляционной технике.

Для лучшего усвоения курса «Отопление и основы вентиляции» в книге приведено достаточное количество всевозможных примеров расчета.

В действующих строительных нормах и правилах (СНиП), в справочниках и в технической литературе, которыми будут пользоваться учащиеся техникумов, принята техническая система единиц МКГСС (м, кгс, сек) и внесистемные единицы (об/мин, мм рт. ст., мм вод. ст. и др. ). Все расчеты, приведенные в учебнике, составлены по этим единицам.

Соотношение указанных единиц с единицами Международной системы единиц СИ, которая должна применяться как более предпочтительная, приведено в приложении 26.

Краткий обзор развития отопительно-вентиляционной техники. Суровые климатические условия заставляли людей с очень давних времен заниматься обогревом своих жилищ. В первоначальном виде, на заре развития человечества, единственным способом обогрева жилища служил костер, а вентиляционным приспособлением являлось проделанное в кровле хижины отверстие. В дальнейшем с целью сохранения тепла в жилищах стали применяться так называемые печи-каменки и курные печи.

Печь-каменка представляла собой груду валунов и булыжников, которые нагревались продуктами горения от расположенного под ними огневого очага. В Древней Руси для отопления жилищ применялась курная печь. Курная печь имела сводчатую глинобитную топку, сложенную из камней на глиняном растворе. Основанием под печь служила песчаная подушка в обвязке из четырех брусьев. Каменка и курная печь топились «по-черному», т. е. с выходом продуктов горения непосредственно в жилище.

При этом для отвода дыма из жилища использовались или входная дверь, или четырехугольное отверстие, оставляемое в кровле. С середины XVII в, на Руси находит применение «русская печь». При простом устройстве она удовлетворяла все потребности крестьянского быта: обогревала жилище, служила для приготовления пищи, использовалась для сушки белья и одежды и пр. Эта печь топилась «по-белому», т. е. дым из нее попадал ;не в жилище, а выбрасывался наружу через трубу, сложенную из кирпичей на глиняном растворе и заканчивающуюся наверху колпаком, который предохранял печь от попадания в нее атмосферных осадков. Конструкция русской печи на протяжении целого ряда столетий вызывала восхищение иностранцев.

В первой половине XIX в. большое распространение получило так называемое амосовское воздушное отопление (по фамилии его автора Н. А. Амосова). Этой системой отопления были оборудованы такие крупные здания, как Зимний дворец в Петербурге, Большой Кремлевский дворец и Грановитая палата в Москве и др.

Интересные оригинальные конструкции печей и калориферов были созданы русскими зодчими Н. А. Львовым, С. Б. Лукашевичем и И. И. Свиязевым.

Первые попытки устройства системы парового отопления были сделаны в Англии. В 1802 г. в России была опубликована статья А. Нартова о возможности применения системы парового отопления, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая паром.

К 1834 г. относится устройство первой в России системы водяного отопления с естественной циркуляцией по проекту П. Г. Соболевского. Однако широкого распространения эти системы в то время не нашли.

Во второй половине XIX в. крупные производственные здания, как правило, отапливались паровыми системами, наряду с которыми для отопления жилых и общественных зданий стали впервые применяться системы пароводяного отопления, весьма целесообразного из гигиенических соображений.

Проф. Московского высшего технического училища, основоположник русской отопительной школы В. М. Чаплин разработал и в 1903 г. применил оригинальную систему пароводяного отопления, в которой для побуждения движения воды был использован элеватор. Он же явился автором водоводяной системы теплоснабжения, получившей в настоящее время исключительно широкое распространение. В этой системе отопления теплоноситель вода нагревается водой с более высокой температурой, либо пропускаемой через теплообменник, либо непосредственно подмешиваемой к Нагреваемой воде водоструйным прибором.

В 1909 г. русский инженер Н. П. Мельников впервые использовал для отопления зданий водяную систему с насосным побуждением.

В начале XX в. в Петербурге для отопления ряда корпусов городской детской больницы была устроена система теплоснабжения. Проект этой системы был разработан проф. А. К. Павловским и инженером В. В. Дмитриевым. В 1905 г. инж. В. А. Яхимович изобрел и использовал на практике систему паро-бетонного отопления, в которой нагревательные приборы состояли из стальных труб, заделанных в бетонные панели, расположенные в наружных стенах здания и перегородках. Это устройство явилось прообразом современных систем панельного и лучистого отопления.

Большой путь развития прошла вентиляционная техника. В 1763 г. величайший русский ученый М. В. Ломоносов разработал теорию естественного движения воздуха в каналах (трубах). Еще в то время он доказал, что воздух движется в каналах (трубах) под действием разности веса столбов холодного и теплого воздуха и что при этом скорость движения воздуха прямо пропорциональна разности объемных весов наружного и нагретого воздуха и высоте канала. Современные методы расчета каналов (воздуховодов) систем вентиляции и воздушного отопления продолжают базироваться на этом положении.

Наш соотечественник В. X. Фрибе в 1795 г. установил принцип вентилирования помещений через неплотности ограждений под влиянием температурного и ветрового давления, положив своими работами начало учения о нейтральной зоне.

В 1834 г. инженер А. А. Саблуков изобрел и применил для проветривания рудников первый центробежный вентилятор, получивший всемирную известность.

В 1861 г. инженер И. И. Флавицкий пересмотрел французские нормы воздухообмена для помещений применительно к нашим климатическим условиям и дал гигиеническую оценку состояния воздушной среды. Он же в 1874 г. разработал и построил систему приточной вентиляции с использованием нагревательных приборов системы отопления, получившую широкое распространение не только в России, но и за рубежом, где она применяется и в наши дни.

Следует отметить, что отсутствие отечественной промышленности в дореволюционное время не давало возможности строителям использовать научные достижения русских ученых. В результате здания с центральными системами отопления были в России редкостью.

Рост благосостояния людей, увеличение жилого и промышленного строительства в нашей стране после Великой Октябрьской революции послужили толчком развитию отопительно-вентиляционной техники. В годы Советской власти отопительно-вентиляционная техника стала развиваться по новому пути, с использованием автоматического управления и новейших достижений науки и техники. В связи с огромным ростом промышленного и жилищного строительства стала применяться комбинированная выработка тепла (для систем отопления и вентиляции) и электроэнергии (для силовых установок), получившая название теплофикации. В настоящее время Советский Союз занимает первое место в мире по строительству теплоэлектроцентралей.

Одновременно с развитием теплофикации в нашей стране были сооружены крупные системы газоснабжения, использующие природный газ, значительная часть которого расходуется на нужды отопления.

Для создания комфортных условий в общественных и ряде жилых зданий стали применяться установки кондиционирования воздуха, позволяющие поддерживать в помещениях искусственный климат.

Уже с середины тридцатых годов в СССР начат выпуск отопительно-вентиляционного оборудования. За последние годы Советский Союз по выпуску санитарно- технического оборудования занял второе место в мире.

За годы Советской власти у нас в стране создана большая сеть научно-исследовательских и проектных институтов, успешно развивающих отопительно-вентиляционную технику и методы расчета систем отопления и вентиляции.

Для проектирования и сооружения систем теплоснабжения, отопления и вентиляции разработаны строительные нормы и правила «СНиП»-, а также целый ряд других нормативов.

Михайлов Федор Семенович ОТОПЛЕНИЕ И ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ - М.: Стройиздат, 1972.