Мировая история развития теплоснабжения и теплофикации

Встречался и другой способ отвода дыма из избы - через отверстие непосредственно в потолке («верхник», «дыра»). Дым уходил сначала на чердак, а затем через неплотности кровли - наружу. Сама печь обычно сбивалась из глины или складывалась на глиняном растворе из камней.

Печь-каменка в жилой избе даже в XV в. встречается сравнительно редко. Тем не менее, она надолго сохранилась как отопительный прибор в народных русских банях. За многовековой период своего существования печь-каменка принимала различные конструктивные формы.

Так, например, в Новгородских банях устраивалась трехстенная печь-каменка из кирпичей с решетчатым кирпичным сводом, на который набрасывалась сверху груда «диких» камней. В расположенный под сводом топливник закладывались дрова и туда же бросались «дикие камни» (булыжник). Печь топилась «по-черному», т.е. с выходом дыма непосредственно в помещение бани. После протопки печи раскаленный в топливнике булыжник бросали в кадку с водой, вода нагревалась и использовалась для мытья в бане.

В своем описании путешествия в Московию Адам Олеарий говорит, что в 1634 г. в богатых частных домах в Москве можно было встретить бани, которые отапливались также печью-каменкой, но уже с отводом дыма непосредственно наружу. В помещение бани выходило от печи-каменки второе отверстие, закрываемое на время топки крышкой или глиной. После протопки печи и перекрытия отверстия для отвода дыма указанное отверстие внутрь бани открывалось и через него поливали водой раскаленные на своде печи «дикие камни». Пар выходил в баню через это же отверстие и согревал помещение бани.

Отвод дыма от курной печи осуществлялся также различно. Как упоминалось выше, наиболее простым и очевидно более ранним способом следует считать отвод дыма через входную дверь, которая открывалась во время топки печи. Затем для этой цели стали устраивать отверстие в стене или «верхник», т.е. четырехугольное отверстие в потолке избы. После окончания топки отверстие для отвода дыма закрывалось деревянной втулкой или мешком, набитым тряпками.

В конце XV в. над крышами некоторых изб уже появились деревянные трубы «дымницы». Дымницы первоначально устанавливались лишь над отверстием в кровле для организованного удаления дыма из чердака, куда последний поступал через «верхник» или из сеней.

Позднее стали возводить деревянную трубу непосредственно над отверстием в потолке избы, причем, сама труба делалась из толстых «тесин» или чаще всего из «дупла», т.е. ствола гнилого дерева (осины), которое предварительно распиливалось вдоль, выдалбливалось и связывалось жгутами из ивовых прутьев.

Следующим этапом в усовершенствовании черной курной печи или, вернее, устройство для отвода от нее дыма было размещение «верхника» непосредственно над устьем печи с устройством также над устьем примитивного колпака, который соединялся с отверстием в потолке только на время топки печи. Так появилась печь «полубелок», упоминание о которой мы находим в некоторых документах XVI в. Печь-«полубелок» непосредственно предшествовала нашей обычной русской печи, которая в некоторых селах до сих пор называется «белой» печью. Она отличается от печи-«полубелка» лишь тем, что имеет сквозную трубу для отвода дыма непосредственно наружу из-под колпака над устьем печи. Первоначально труба перекрывалась кирпичами через отверстие, на чердаке. Сверх кирпичей насыпался песок для закрытия щелей. Сама труба от «белой» печи, как и прежняя «дымница», долгое время устраивалась из дерева, часто с обмазкой изнутри глиной. «Белая» печь появилась на Руси во всяком случае не позднее середины ХУЛ в.

Дымовая труба этой печи не всегда проходит вертикально через чердак. Иногда она во избежание выбрасывания искры «заламывается» на чердаке, т.е. переходит в горизонтальный «лежак», а затем уже выводится стояком наружу.

Еще задолго до появления «белой» русской печи зажиточные горожане отапливали так называемую чистую половину своей избы обычной курной печью, топка которой была выведена через стену в смежное помещение сеней или кухни. Этим избегалось задымление и излишнее охлаждение парадных покоев во время топки курной печи. Такой прием установки печей в проеме деревянной стены сохранился и после того, как печь стала топиться «по-белому», т.е. с отводом дыма через трубу. 

 

Мастеровые люди и школы

В период создания централизованного Русского государства и вплоть до второй половины XVII в. гончарские концы больших русских городов и в первую очередь Москвы являлись основными центрами развития русского печного искусства. Здесь зарождались новые конструкции и новые архитектурные формы отопительных печей, здесь изготовлялись многокрасочные поливные художественные изразцы для облицовки печей, здесь изготавливался печной кирпич и печной прибор. Здесь же подготовлялись и высококвалифицированные печных дел мастера и «ценинные мастера большой руки» - специалисты по технике изготовления мурамленых и ценинных изразцов.

Сложный комплекс работ гончарской слободы требовал специализации по отдельным профессиям.

В рассматриваемый период отопительные изразцовые печи были еще предметом роскоши и украшения богато отделанных, преимущественно дворцовых помещений. В домах даже зажиточных горожан их можно было встретить сравнительно редко. В частности сохранившихся, далеко не полных записях дворцового строительного дела за первую половину ХУЛ в. упоминается имя «печника ценинных печей» Мартына Васильева, который в 1616 г. делал ценинные печи в покоях царицы Марии Владимировны и в других зданиях царских дворцов.

В тех же записях за 1624 и 1625 гг. многократно упоминается староста гончарной слободы Ермолка Иванов, который поставлял для московских дворцов глину, кирпич, печные изразцы, печные железные связи, заслоны и кочерги, а также брал подряд на кладку и ремонт изразцовых печей в дворцовых палатах.

В 1625 г. возглавляемая Ермолкой Ивановым артель по устройству печей в дворцовых светлицах для мастериц состояла из самого Иванова, пяти печников и шести ярыг. Очевидно, Иванов также работал в качестве печника, имея при себе, как и другие печники, одного помощника - ярыгу.

Позднее в числе крупных мастеров Московской гончарной слободы мы встречаем имя «мурамленника» (ценинных дел мастера) иноземца Евермера Орнольд (1631 г.). К периоду его работы здесь относится и введение иностранного термина «кафель» (изразец).  

 

 

 

Памятники древнерусской техники

Никто не оставил нам хотя бы краткого описания конструкции изразцовых печей XV-XV|| вв. Даже в Дворцовых записках строительного дела мы находим лишь лаконичные указания:

... «а у печей тех  нутры сделать, как ведетца в государевых хоромах»,

или:

...«и все то дело  сделать, как ведетца порядком!».

Судя по сохранившимся зарисовкам и снимкам, печи XVI-ХУП вв. имели топливник с глухим подом, высоко (до 1 м) приподнятым над уровнем пола, и снабжались «душниками» для нагревания комнатного (а возможно и забираемого снаружи) воздуха.

Известно также, что некоторые, очевидно особо массивные, печи устраивались «двоечельные», т.е. с двумя отдельными топками, что каждая печь была снабжена железной массивной вьюшкой или железным заслоном и что кладка печи по периметру имела кованые железные связи.

Отрывочные сведения из описи дворцов того времени заставляют думать, что дымообороты, а также и трубы некоторых отопительных печей ХУЛ в. имели весьма значительные размеры для удобства очистки от сажи. Такие печи (например, в теплом храме Измайловского дворца постройки 1665-1669 гг.) были снабжены «от воровского люда» железным затвором и «вислым замком большой руки» или же «нутреным замком в наличном устье печи». 

 

Возникновение промышленного производства материалов для печного отопления

В 1709 г. в России появились первые десять изразцовых так называемых «шведских» печей, изготовленных по именному указу Петра I. Производство более дешевых поливных изразцов (гладкие белые, а по ним травы синей краской) было сосредоточено сначала лишь в Н. Иерусалимском монастыре, а затем перешло на московскую частную фабрику «трубочных и ценинных дел» купца А. Гребенщикова.

В то время фабрика купца Гребенщикова уже не была единственной, специально занимающейся производством изделий для печного отопления, по свидетельству Василия Рубана, около Петербурга также находился «завод, где образцы печные писаные и всякие урны или горшки муравленые... и прочую муравленую посуду делают».

Около Петербурга еще при Петре I было широко развито заводское кирпичное производство, а Тульский завод уже продавал стальные и чугунные нетеплоемкие печи, стальные вьюшки и другие металлические изделия для комнатных печей.

Таким образом, существовавшее ранее кустарное производство всех основных материалов и изделий для печного отопления в начале ХУЛ в. уступило место производству фабрично-заводскому, что свидетельствует о резком росте выпуска продукции и о возросшем спросе на материалы для данной отрасли техники.

Указом от 20/VI 1718 г. Петр I начинает решительную борьбу против постройки в Петербурге черных изб и курных печей или печей с деревянными трубами. В этом указе предлагается: «такие печи и черные избы... ломать, и черных бы изб на дворах отнюдь не было».

Через 4 года (10/ХП 1722 г.) аналогичный указ выдается Петром I и по Москве.

Любопытно, что, начиная с 1714 г., все печи в обязательном порядке снабжались такими дымовыми трубами, в которые «могли бы входить люди и чистить их пожарного ради случая». Только в 1722 г. был издан указ, позволяющий «в малых строениях делать трубы по пропорции строения».

Указом от 29 апреля 1721 г. в Петербурге вводится обязательная ежемесячная чистка всех дымовых труб, которых (по данным 1720 г.) во всем Петербурге, не считая Васильевского острова, оказалось: 12 труб в трехэтажных домах, 210 - в двухэтажных и 8752 - в одноэтажных домах, а «сего, следовательно, 8974 трубы».

Для чистки всех этих труб создается специальный штат из 30 трубочистов и одного мастера с подмастерьем. За чистку каждой трубы с обывателей взималась особая плата.

В июле 1722 г. вводится обязательная чистка труб в Москве (4 раза в год) под руководством присланных сюда из Петербурга двух печных подмастерьев, а в сентябре 1728 г. дается аналогичный наказ губернаторам и воеводам по всем городам России.

За невыполнение правил по чистке труб и нарушение других противопожарных мероприятий при Петре I взимался с обывателей штраф.

«Дабы люди могли знать, каким образом потолки с глиною и печи делать», Петр I, кроме опубликования детальной инструкции, распорядился в 1722 г. выстроить в Москве «в Пристойном месте образцовую избу и того смотреть, дабы делали по тому образцу».

Значительно ранее этого были построены образцовые мазанки и в Петербурге, по их образцу «всем прочим жителям строить повелено, о чем и печатными указами подтверждено накрепко было апреля 4 дня 1714 года». 

 

 

 

Русские конструкции отопительно-вентиляционных устройств XVIII в.

В XVIII в. русская отопительная техника далеко продвинулась вперед и создала свои совершенно оригинальные конструкции комнатных отопительных «дрова сберегающих» печей.

Начиная с 1736 г., в Петербурге получила широкое распространение печь с горизонтальными дымооборотами, заменившая собой в домах горожан прежний тип примитивной печи, известной под названием «огненного ящика».

Русские мастеровые люди заимствовали из конструкции голландской печи лишь то немногое, что могло быть разумно использовано для создания своей оригинальной печи, более теплоемкой и более совершенной не только с теплотехнической, но и санитарно-гигиенической точки зрения.

Эта созданная нашими мастерами печь, выложенная «змеевиком», проникла с течением времени и в русскую деревню.

Приблизительно с 1742 г. в Петербурге и несколько позднее в Москве и других городах стала применяться отопительная печь «колодцами», т.е. с вертикальными последовательными дымооборотами, успешно конкурировавшая с печью, выложенной «змеевиком». К этому времени уже было замечено, что печь «змеевиком» обладает двумя существенными недостатками: появление горизонтальных трещин в кладке наружных стенок печи и скопление сажи в горизонтальных участках дымооборотов. 

 

 

  

 

От ремесла к науке

1795 г. был ознаменован  выходом в свет первой оригинальной русской работы по отопительно-вентиляционной технике Н.А.Львова — «Русская пиростатика» (рис. 1). Зодчий и писатель Н.А.Львов многое сделал для развития нашей отечественной отопительной техники. Он обратил особое внимание русских техников на преимущества устройства комнатных отопительных печей с поддувалом и колосниковой решеткой, указал на недостатки конструкции каминов и предложил для увеличения КПД последних устраивать боковые стенки камина со скосом под углом 60°. Н.Львов предложил собственную оригинальную конструкцию.  

 

Русское и иноземное

Чисто голландские печи, ввезенные в Россию Петром I, являлись зачастую лишь предметами внутренней отделки дворцовых помещений, а не отопительными приборами. Так, например, исключительно для украшения помещений были поставлены голландские изразцовые печи во дворце Петра I в Летнем саду в Петербурге; печи эти снабжены бутафорскими, из дубовых досок, дымовыми трубами, облицованными лишь снаружи кирпичом, а для отопления здесь служили камины, кухонный очаг и русская печь с насадными кирпичными трубами.

Те печи, которые действительно были использованы для отопления помещений (например, в Каменном дворце Меньшикова в Петербурге), представляют собой лишь неудачную попытку голландских мастеров увеличить применительно к нашему климату теплоемкость этих печей путем чрезмерного утолщения наружных стенок за счет уменьшения размеров и числа дымооборотов печи. В результате такой «модернизации» получились печи, у которых наружные теплоотдающие поверхности прогревались до высшей температуры (около 85 °С) лишь через 35-40 часов после топки. Эффективность теплоотдачи печи несколько повышалась лишь благодаря наличию дополнительных внутренних воздушных каналов, сообщающихся внизу с наружным (или комнатным) воздухом, а вверху (через специальные душники) - с отапливаемым помещением. В часы топки печи нагрев проходящего по этим каналам воздуха достигался пропуском воздуха через регистр чугунных труб, расположенных друг над другом, обычно в три ряда, непосредственно в топливнике печи и омываемых снаружи пламенем горящего в печи топлива. Топливник печи - глухой, высотой около 0,8 м; дымообороты - горизонтальные («змеевиком»), переходящие в отдельных случаях в вертикально-последовательные; форма печи в плане - чаще всего прямоугольная, иногда треугольная.