(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Системы отопления и водоснабжения

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 05-09-2014

Метки: , , , ,

Благоустроить свое жилище человек старался всегда. С доисторических времен, когда для жилья использовались пещеры, люди сооружали кострища, чтобы спастись от холода. Позже, когда люди научились строить землянки, а потом глинобитные и каменные дома, для отопления использовались очаги и печи.

Печь, в отличие от открытого очага, имеет закрытую топку и дымоотводную систему. Дымоотвод избавляет человека от задымления дома, делая проживание более комфортным и безопасным. Однако открытые очаги использовались людьми на протяжении очень долгого времени. В русских банях «по-черному» дымоотвода нет, дым выходит из отапливаемого помещения через отверстие в крыше. Нет дымоотвода в чумах и юртах, в которых до сих пор живут северные оленеводы и степные пастухи. Наконец, своеобразным очагом является всем известный камин – отопительная печь с дымоотводом, но с открытой, как у очага, топкой.

Установленная в доме печь позволила людям создавать в домах наиболее благоприятный для проживания микроклимат – поддерживать температуру воздуха на уровне 18-20 градусов и умеренную влажность. Кроме того, печь использовалась для приготовления пищи, для обжига глиняных изделий, для нагрева воздуха в банях, для заготовки продуктов путем их сушки.

Печи широко используются и в наше время. Печи устанавливаются в сельских домах, в небольших особняках, а в северных областях, где температура воздуха зимой опускается до минус 40 градусов, и в многоэтажных домах.

Однако чаще всего используется центральная система отопления, в которой теплоноситель – вода – нагревается в котельной, а затем по трубам поступает в жилые помещения домов, нагревая воздух при помощи металлических радиаторов. Охлаждаясь, вода по трубопроводу возвращается в котельную, поступает в водонагревательный котел, где снова нагревается. Подобная система отопления называется закрытой, поскольку работает по замкнутому циклу.

А есть ли центральная система отопления открытого типа, где теплоноситель постоянно поступает в нагреватель, отапливает помещения и выбрасывается наружу? Да, такая система есть. Точнее – была. Это самая первая центральная система отопления, появившаяся в первые годы нашей эры в Древнем Риме. Центральная система использовалась для обогревания помещений жилых многоэтажных домов и залов общественных бань – терм.

Древнеримская система отопления в качестве теплоносителя использовала воздух. Говоря проще, помещения отапливались горячим дымом, который выводился из печи по сложной системе дымоходов, проложенных под полами и в стенах дома. Называлась такая система отопления гипокаустом.

Отопление жилых многоэтажных домов требовало огромного количества дров, поскольку воздушное отопление не самый эффективный способ обогрева жилищ. Большая часть тепла уходит на обогрев воздуха, который обладает плохой теплопроводностью. Но, если учесть особенности климата Апеннинского полуострова, то применение гипокауста вполне удовлетворяло потребности римлян. Зима на территории современной Италии непродолжительна, и сильных холодов нет.

И все же использовать для отопления дрова было слишком дорого. Много сил уходило на их заготовку и транспортировку, а для хранения запасов топлива требовались огромные склады. И римляне стали отапливать свои дома каменным углем, благодаря чему появилась угольная промышленность.

Каменный уголь не был первым полезным ископаемым, которое люди добывали в больших количествах. Гораздо раньше начались разработки медных, а затем и железных руд. Однако технология добычи угля гораздо сложней, чем технология разработки железорудных месторождений. Уголь – окаменевшие остатки древнейших растений. Обычно угольные пласты залегают на большой глубине, поэтому их разрабатывают при помощи штолен – наклонных туннелей, пробитых в толще пород, либо при помощи шахт – вертикальных скважин большого диаметра. Впрочем, в местах наиболее богатых месторождений угольные пласты выходят на поверхность земли, а потому могут добываться открытым способом. Вероятно, самые первые разработки велись именно так – на месте выхода угольного пласта устраивался карьер, уголь вырубался вручную, а затем грузился на повозки и отправлялся в римские города на угольные склады.

Древнеримская центральная система отопления – одно из первых коммунальных сооружений общего пользования. Но еще раньше появились термы и водопровод. О термах стоит поговорить отдельно. Первые общественные бани были построены по приказу римского императора Октавиана Августа, жившего с 63 года до нашей эры по 14 год нашей эры. Термы располагались на Марсовом поле, в низменной части левого берега Тибра, за чертой города. Позже термы возводились и другими римскими императорами – Нероном, Титом, Каракаллой.

Термы примечательны тем, что они были не только банями, но и  общественными учреждениями для занятий спортом, образованием, художественным творчеством. При термах работали спортивные залы, библиотеки, театры и художественные галереи. Культурное значение римских общественных бань доказывают археологические находки. Именно при раскопках терм Каракаллы были обнаружены статуи Геркулеса и Флоры, скульптурная группа Фарнезский бык, а при раскопках терм Тита была найдена знаменитая скульптурная композиция Лаокоон.

Наконец, термы Каракаллы в 1960 году стали местом проведения спортивных соревнований XVII Олимпийских игр. Вот вам и обычные, казалось бы, бани.

Отопление – лишь одна часть системы благоустройства жилищ. Для обеспечения комфортного проживание нужны еще и система очистки или канализации, и, что еще более важно, водоснабжения. Система канализации была изобретена только в Средние века. В городах древности для сбора и вывоза нечистот использовались придорожные канавы. С ростом городов канавы стали источником распространения опасных заболеваний. Они настолько портили вид городов, что «столица мира», старый Париж, описывался средневековыми литераторами и путешественниками, как чрезвычайно зловонный и грязный город.

Однако в древности даже очень большие города по нашим сегодняшним меркам были не настолько перенаселены, чтобы проблема очистки мешала людям жить. Другое дело – водоснабжение. Древние цивилизации возникали и развивались на территориях с субтропическим и тропическим климатом. Междуречье Тигра и Евфрата, долина Нила, территория Малой Азии отличаются засушливостью. В годы засухи от голода погибали целые народы, а население городов сокращалось в разы. Поэтому люди старались селиться вблизи рек, а районы, не имеющие водоемов, оставались незаселенными на протяжении тысячелетий.

Первые водопроводы, сооружения для транспортировки воды, появились в государствах Древнего Востока во втором тысячелетии до нашей эры. Позже, с 7 века до нашей эры, водопроводы стали сооружаться в Древней Греции. Первый известный нам каменный водопровод был сооружен в 691 году в Ассирии. Он предназначался для водоснабжения ассирийской столицы Ниневии, имел высоту 10 метров и длину 30 метров.

Древний водопровод называется акведуком. Это водовод в виде открытого желоба или трубы, расположенный под уклоном. Благодаря перепаду высот, вода по акведуку течет естественным образом, то есть без применения каких-либо водоподъемных механизмов и насосов. Обычно акведук возводился в виде арочного моста на высоких опорах. Лоток или труба для воды были одновременно основной пролетной конструкцией. Но иногда строились и подземные трубопроводы.

Наивысшего расцвета строительство акведуков достигло в эпоху Древнего Рима в конце прошлой и в самом начале нашей эры. Именно в это время были построены грандиозные акведуки в Кесарии и Тунисе, фрагменты которых сохранились до сегодняшнего дня. Акведуки стали применять не только для водоснабжения городов, но и для орошения полей.

В систему акведуков входили и водохранилища – искусственные водоемы, служащие для накопления запаса воды. При пересыхании или понижении уровня реки, из которой забиралась вода, в ход шел запас воды из водохранилища. К тому же водохранилище позволяло регулировать интенсивность подачи воды по акведуку в сезон дождей, когда уровень рек резко повышался. Поток воды ограничивался запрудами и водоотводами, при помощи которых сбрасывался излишек воды. Это позволяло избежать наводнений и разрушений водопроводной системы. Первые водохранилища появились в Древнем Египте. А сегодня на планете существует более 30 тысяч рукотворных водоемов.

Первые акведуки – предшественники нового вида транспорта, без которого невозможно представить нашу сегодняшнюю жизнь. Речь о трубопроводном транспорте, посредством которого мы получаем газ, нефть, воду для бытовых нужд. Вся наша планета опутана трубопроводными сетями. Ежегодно в разных концах Земли возводятся сотни километров новых трубопроводов. А начало всему было положено безвестными строителями древнего города Ниневия.

Древние города

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 11-04-2014

Метки: , , , , ,

В самом слове «город» нам видится нечто обособленное, отгороженное от прочего мира. И это совершенно справедливо, поскольку предшественники первых городов древности – городища – представляли собой защищенные естественными и искусственными укреплениями поселения. В качестве естественных укреплений использовались овраги и реки, в качестве естественных – рвы, земляные валы, а потом и стены.

Первые городища сформировались около 7 тысяч лет до нашей эры. В их числе Чатал-Хююк, располагавшийся в Малой Азии (на территории современной Турции), Иерихон в Палестине, Анау и Намазга-Тепе в Средней Азии. Любопытна история Иерихона. Возникнув около 7 тысяч лет до нашей эры, это древнейшее городище превратилось в крупный для тех времен город, который был уничтожен еврейскими племенами в конце 2 тысячелетия до нашей эры.

Поселение Иерихон возникло еще в докерамическую эпоху, когда люди не владели ремеслом обжига изделий из глины. Первые жилища Иерихона были построены из сырого глиняного кирпича. Но уже к 7200 году до нашей эры в Иерихоне была построена каменная стена с башней, имевшей высоту 8,5 и ширину 10 метров.

Постепенно городища превращались в города. Население первых городов отошло от сельскохозяйственного производства и занималось, в основном, ремеслами. Число жителей первых городов не превышало 5-6 тысяч человек, но для обитателей небольших поселений первые города казались огромными.

Города древности играли роль торговых и производственных центров, благодаря чему накапливали значительные материальные ценности и были лакомым куском для разного рода завоевателей. Для защиты от набегов враждебных племен вокруг городов возводились внушительные каменные стены, которые окапывались наполненными водой рвами. Но это не спасло древнейшие города от разграбления. До нашего времени ни один из них не уцелел.

Иначе обстоит дело с древними городами, возникшими в государствах Древней Греции, Рима, Египта. Некоторые из этих городов – например, Афины и Рим – живут до сих пор, сохранив свидетельства многовековой истории.

Древние города представляют для нас немалый интерес, как сложные архитектурные и инженерные сооружения. Особое развитие технология градостроения получила в Древнем Риме. Этот город, который и сегодня называют «Вечным», возник в 754-753 годах до нашей эры. По преданию его основали два брата Ромул и Рем, воспитанные волчицей. Так это или нет, но история сохранила упоминания о первых семи царях, правивших городом.

Одной из первоочередных задач древних градостроителей было водоснабжение городов. В окрестностях современного Рима до сих пор сохранились остатки акведука – водовода, посредством которого город снабжался водой. Акведуки возводились в городах Древнего Востока со второго тысячелетия до нашей эры. В 7 веке до нашей эры появились они и в Древней Греции.

Акведук – это система каналов, труб, арочных мостов, по которым вода подавалась из источников (рек) к орошаемым полям и к домам жителей городов. Обычно акведуки сооружались в виде открытых каменных лотков, проложенных с небольшим уклоном, по которым вода текла естественным образом. Для преодоления оврагов и впадин древние строители возводили открытые узкие мосты. При этом лотки и трубы, по которым текла вода, составляли часть несущей конструкции моста. На территории города вода подавалась в открытые водоразборные емкости по трубам, проложенным под землей.

Теплый климат Северной Африки позволял древним градостроителям не думать об отоплении жилищ. Но на территории  Греции и Римской империи зимы бывали достаточно холодными. Поэтому дома горожан отапливались. Причем, существовали и автономные отопительные системы – обычные печи, и системы централизованного отопления, когда теплый воздух от расположенной в подвале печи подавался в помещения дома по специальным воздуховодным каналам.

Вообще, современному горожанину уклад жизни древних городов представляется довольно странным. Знаете ли вы, к примеру, что среди многочисленных торговых лавок Древнего Рима не было заведений, которые торговали хлебом? Снабжение города продовольствием осуществлялось необычным для нас образом – муку городские власти раздавали жителям бесплатно. Этим удавалось решить сразу две проблемы – избежать массового голода и предупредить общественные волнения.

Другая любопытная подробность из жизни «Вечного» города. В Древнем Риме существовали самые настоящие правила дорожного движения. Они состояли всего из двух пунктов. Первый пункт предписывал всем верховым наездникам и людям, управляющим повозками и колесницами, держаться левой стороны дороги. А второй – запрещал повозкам появляться на городских улицах в дневное время.

Эти нехитрые правила имели определенный смысл. Во-первых, в период расцвета Древний Рим был достаточно населенным городом, в котором приходилось решать проблему дорожного движения. Левостороннее движение обуславливалось тем, что погонщик или всадник держали кнут или хлыст в правой руке. В опасной ситуации они могли отогнать животное (а то и зазевавшегося пешехода), чтобы избежать несчастья. Что касается запрета на передвижение повозок в дневное время, то этим первые правила дорожного движения избавляли Рим от уличного шума и дорожных заторов.

За порядком на городских улицах следила специальная дорожная полиция. А нарушители правил движения наказывались так же, как и уголовные преступники.

Одним из самых необычных городов древности был крупнейший город доколумбовой Америки Цибильчальтун. Площадь этого города,  выстроенного индейцами майя, достигала 50 квадратных километров. При чрезвычайном обилии многоэтажных зданий – храмов и жилых домов – город на самом деле был плохо приспособлен для жизни. Трудно даже представить, сколько труда потребовалось на возведение этого грандиозного центра цивилизации майя. И это при том, что индейцы Америки не знали колеса и многих металлических инструментов.

А самым необычным современным городом можно назвать столицу современной Мексики город Мехико. Расположенный на высоте 2240 метров в условиях разреженной атмосферы, Мехико является крупнейшим городом планеты. В 1990 году его и ближайшие пригороды населяли около 18 миллионов человек. При этом Мехико располагается в зоне сейсмической активности и постоянно подвергается воздействию землетрясений.

Современные мегаполисы, вобравшие в себя множество более мелких городов, имеют мало общего с великими городами древности. Совсем иная планировка, совсем иной уровень систем жизнеобеспечения, совсем иное количество жителей. Их объединяет только стремление людей жить вместе.

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru