История вентиляции и ее развития от истоков до современности

Сегодня вентиляцией в квартирах, офисах, общественных помещениях сложно кого-либо удивить. Но ведь так было не всегда – чтобы добиться комфортного микроклимата в помещениях, приходилось придумывать всевозможные способы. В течение сотен тысяч лет вентиляция заметно эволюционировала – начиная от привычного и простого проветривания, заканчивая автоматизированной системой контроля микроклимата. Но разберемся, что собой представляет вентиляция в принципе.

Что такое вентиляция и для чего она нужна?

Вентиляция по сути предполагает собой процесс удаления из помещения загрязненного воздуха на смену свежему. Именно благодаря этому, удается организовать благоприятный микроклимат в комнатах любого назначения, воздух насыщается кислородом.

Первым делом помещение с хорошей аэрацией способствует хорошему самочувствию и здоровому функционированию человеческого организма. Также поддержание оптимального микроклимата – гарантия длительной сохранности различных предметов, материалов, продуктов, а также замедление разрушения строительных конструкций.

Вентиляция позволяет справиться с:

• излишним теплом;
• чрезмерной влагой;
• пылью, грязью;
• вредными веществами, парами, газами.

Историей вентиляции мало кто интересуется, но это на самом деле долгий путь, который идет из глубокой древности.

Вентиляция и отопление зданий в Древнем мире и Средних веках

Еще при сооружении дворцов, царских палат, культовых зданий поднимался вопрос циркуляции воздуха в помещениях. Но отсутствие должных знаний и опыта не позволяло вентиляционной системе полноценно выполнять возложенные на нее функции. Со временем попытки были более успешными – с каждым разом удавалось организовывать более совершенную вентсистему.

Какой была вентиляция в Древнем Египте?

Один из ярких примеров – пирамида Хеопса. Строители того времени на удивление предусмотрели отлично функционирующую вентиляционную систему – расположение воздуховодов было четко продумано. Из камер «Царя» и «Царицы» направлены шахты в южном и северном направлениях (ширина – в пределах 20-25 см). Каналы-воздуховоды из первой имеют выход наружу на склонах внизу и вверху всей конструкции. Из камеры «Царицы» шахты не находят выход на улицу – к тому же, имеют даже специальные перекрытия в виде дверок с ручками. За той, которая расположена в южной стороне, исследователями было выявлено незначительное свободное пространство и еще одна каменная дверь. С обратной стороны последней обнаружены петли и какие-то обозначения. Эти находки совсем недавние – некоторые начинают сомневаться, что описанные «пути» являются воздуховодами. Появилась теперь противоположная версия, что дверки – открывают дорогу душам умерших, а символы помогают попасть им в царство Анубиса.

Но даже, учитывая эти противоречия, выводы сделаны: и при таком расположении воздуховодов обеспечить должную, отлично функционирующую вентиляцию довольно сложно. С учетом того факта, что вентиляция пирамиды теперь необходима не только древним жрицам и царям, а и туристам. Да и важен момент – как можно дольше сохранить конструкцию и предотвратить преждевременное разрушение.

В связи с этим на сегодняшний день в пирамиде Хеопса в качестве дополнительного оборудования используется такое, которое бы позволило нормализовать микроклимат внутри, устранить лишнюю влагу.

Знания и опыт приходили к египтянам со временем и порой неприятным опытом. Например, те же работники, непосредственно занимающиеся обработкой камня, замечали разницу между работой в пыльном помещении и на улице. Первый вариант не только был некомфортным – в итоге у людей проявлялись серьезные заболевания дыхательных путей. Это стало толчком к тому, чтобы задуматься об отведении каменной пыли с рабочего места – а для этого требовалось предусмотреть свободное движение воздуха.

Путь к совершенствованию вентиляции от Древнего Рима

Уже тогда было стремление к управлению газами и воздушными потоками в помещениях. Яркими примерами стали дома титулованных особ – те, кто впервые начал строить очаги в жилищах. Под полом были продуманы каменные каналы для дыма, исходящего от главного источника обогрева. В то время именно при помощи него решался вопрос отопления – лишь пройдя свой «подпольный» путь, дым выводился через дымоход наружу. По такому уже принципу обустраивались римские бани.

На самом деле, такой подход считался настоящим технологическим прорывом. Ведь удавалось не только качественно обогревать помещения, а и оставлять воздух свежим в доме с вентиляцией.

Средневековые выводы: когда начались исследования состава воздуха

В это время начали уделять внимание заболеваниям, возникающим у людей на фоне совместного пребывания в помещениях с недостаточным воздухообменом. Тогда же началась интенсивная борьба с угарным газом, а именно способом его выведения из жилых помещений во время обогрева огнем. Отличился английский монарх Карл І, который в 17 веке выдал указ о запрете строительства жилых зданий с потолками меньше 3 метров. С того времени и оконные проемы должны быть большими, с высотой, преобладающей над их шириной. Такой подход предполагал следующее – увеличение объема помещения, а значит и значительного снижения концентрации вредного продукта сгорания.

В том же 17 веке начались эксперименты над животными касательно вопроса вентилирования. Подопытных накрывали колпаками из стекла, зажигали там же свечу и затем гасили. В результате животное погибало – и это привело ученых к выводу о том, что в образовавшейся среде присутствует некий газ, губительно и отравляюще воздействующих на живой организм. Спустя целое столетие нашелся ученый (Антуан Лоран Лавуазье), давший название газу «углекислый» и прописавший его формулу. Он сделал выводы, что удушье наступает не по причине отсутствия в помещении кислорода, а переизбытка указанного вредного компонента.

Разные взгляды на суть вентилирования

С годами подходы и способы правильной организации вентиляции изменялись. Главным отличием была изначально поставленная цель. Например:

• Со стороны врачей важно было минимизировать количество болезнетворных микроорганизмов, провоцирующих возникновение серьезных заболеваний.
• Инженерам в первую очередь важно было организовать, чтобы качественно выводились неприятные запахи через вентиляцию, углекислый газ, а взамен поступал постоянный приток чистого свежего воздуха.

Свести к «единому знаменателю» подход к организации вентиляции удалось инженеру Томасу Тредгольду. В 19 веке им был предложен оптимальный объем воздуха на одного человека, при котором обеспечивалась бы нормальная жизнедеятельность – это 7,2 м3. И это была первая норма, касающаяся вентиляции.

Во время Крымской войны (1853-1855 гг) было отмечено, что 7.2 м3 воздуха на индивидуума оказывается недостаточно. Об это свидетельствовали случаи частых смертей солдат, которые не имели связи с их ранениями. Исходя их этого, был выведен новый стандарт обязательного наличия у каждого бойца 50 м3.

С энергетическим мировым кризисом пришло изменение этой нормы. После многочисленных исследований датских ученых было решено обозначить оптимальный показатель объема воздуха – норма вентиляции на человека 27 м3. Окончательно стандарт был принят в 80-х годах и обрел название FSHRAE/ANSI 621989. Он и получил одобрение большинства.

От естественной вентиляции к искусственной: грамотный дуэт

Впервые структурировано разъяснил особенности естественного перемещения воздушных масс М.В. Ломоносов. Он издал трактат и даже изобрел специальный прибор, благодаря которому удавалось измерять направление и скорость передвижения воздушных потоков (анемометр).

Но как бы глобально не пытались изучать естественную вентиляцию, однозначно – полностью решить вопрос качественного воздухообмена в помещении она не позволит. И главными причинами этому становятся:

• Отсутствие необходимой мощности, которая необходима для достижения человеком комфортных для него окружающих условий.
• Прямая зависимость от многих факторов (таких как погода и т.д.).

Именно такая ситуация стала своеобразным толчком для «подключения» механических вентиляционных систем.

Начал попутно возникать вопрос, как охладить замкнутое помещение, обеспечить нормальный уровень влажности и т.д. И здесь началась история изобретения вентилятора – придуман он был в 18 веке. Это был прибор, который запускался при помощи паровой машины – применялся в здании английского парламента. Далее устройство совершенствовалось: для запуска в работу постепенно начали использоваться вода, двигатели, функционирующие за счет спирта и керосина.

Четкие расчеты о вентиляции были представлены в 1754 году Леонардом Эйлером. Эти базовые принципы и до нашего времени используются проектировщиками. Первая немеханическая вентиляция заработала впервые в Дерби в 1810, вскоре был выдан патент на этот метод – французу Ж. Шабаннесу. Теперь речь шла не только о комфортной вентиляции жилых комнат, а и качественном их кондиционировании. Но настоящее климатическое оборудование, предназначенное для охлаждения воздуха в помещении, было изобретено в 1902 году – так называемая «холодильная машина» Уиллиса Карриера.

В 1882 году был изобретен потолочный вентилятор – «люстра Диеля». Филипп Диель занимался также швейными машинками – доработав их двигатель ему удалось буквально «взорвать» массы и вызвать грандиозный спрос на автономную и очень удобную в эксплуатации венттехнику. Позднее, 10 лет спустя, А.А. Саблуков разработал центробежный вентилятор. Первое его применение было отмечено на Алтае (с целью продувки Чагирского рудника).

Русским инженером Иваном Флавицким был взят курс на внедрение централизованной вентиляции (приточно-вытяжной системы). Благодаря активному рекуператору воздух в помещении сохранял нужную температуру при качественной смене потоков (свежего и отработанного). Инженером было отмечено заметное влияние на комфорт микроклимата:

• температуры;
• давления;
• влажности;
• интенсивности перемещения воздушных масс в комнате с людьми и т.д.

Также Флавицкий был убежден, что воздуховоды различных по назначению помещений должны располагаться отдельно.

Сегодня отличное решение – это централизованная вентиляция со всей предусмотренной комплектацией и мощным оборудованием. Обязательными составляющими являются:

• вентиляционный блок;
• вентиляторы;
• рекуператоры;
• фильтры;
• воздуховоды;
• решетки;
• панели управления, пульты д/у и пр.

Среди современных объектов с продуманной естественной вентиляцией остается терраса Дома Мила, где высокие вентиляционные трубы напоминают каменные античные изваяния и прекрасно дополняют этот имитирующий природные формы ансамбль.

Установка рекуператора позволяет решить множество вопросов. Помимо того, что обеспечивается качественная аэрация в жилом, общественном или производственном помещениях, экономятся средства – нагретый или охлажденный воздух перемещается на улицу, но передает тепло поступающим извне потокам.