Система отопления и вентиляции Зимнего дворца

Первоначально отопление Зимнего дворца было, разумеется, печным. Жилые покои обогревались каминами и печками-голландками, в постели ставили грелки — закрытые жаровни-сковородки с углями.

Жаровня с углями (грелка)

На первом этаже Зимнего дворца были установлены огромные печи, теплый воздух от которых должен был обогревать помещения второго этажа. Многоярусные печи с пышным барочным декором устанавливались и в парадных двухсветных залах.

Многоярусная печь

Однако для огромных помещений такая отопительная система оказалась неэффективной. В одном из писем, написанных зимой 1787 года, граф П. Б. Шереметьев делится своими впечатлениями: «а холод везде несносный… все комельки, а печи только для виду и не закрываются неколи». Тепла не хватало даже для расположенных на втором этаже покоев царской семьи, не говоря уже о третьем, где жили фрейлины. «По случаю великой стужи» иногда даже приходилось отменять балы и приемы — в двухсветных парадных залах температура зимой не поднималась выше 10–12°С.

Огромное печное хозяйство Зимнего дворца потребляло массу дров (зимой топили печи дважды в сутки) и представляло серьезную угрозу в смысле пожара. Хотя дымоходы и прочищались «с установленной периодичностью и особой тщательностью», катастрофы избежать не удалось.
Вечером 17 декабря 1837 г. в Зимнем дворце начался такой пожар, что окончательно потушить его удалось только к 20-му числу. По воспоминаниям очевидцев, зарево было видно за 50 верст.

Картина пожара в Зимнем дворце

В ходе восстановления дворца печное отопление решили заменить на воздушное (или как его тогда называли «пневматическое»), разработанное военным инженером Н. А. Аммосовым. К тому времени печи его конструкции уже были опробованы в других зданиях, где хорошо себя показали.
В аммосовской печи топливник со всеми дымооборотами из стальных труб был размещен в кирпичной камере с проходами, в нижней части которых предусмотрены отверстия для поступления в камеру свежего наружного воздуха или же рециркуляционного воздуха из отапливаемых помещений. В верхней части камеры печи предусмотрены отверстия-душники для отвода нагретого воздуха в отапливаемые помещения.

Чертеж калорифера системы Амосова

Одна пневматическая печь, смотря по величине своей и удобству размещения жилья, может нагревать от 100 до 600 куб. саженей вместимости, заменяя собой от 5 до 30 голландских печей

Еще одно важное отличие аммосовской системы — попытка дополнить отопление вентиляцией. Для нагрева в вентиляционных камерах использовался свежий воздух, забираемый с улицы, а для удаления из помещений отработанного воздуха в стенах были устроены отверстия, соединенные с вентиляционными каналами, которые «служат для вытягивания из помещения духоты и сырости». Помимо этого, в стенах были сделаны еще резервные или запасные каналы — на перспективу. Отметим, что в 1987 году при обследовании всего комплекса зданий Государственного Эрмитажа было найдено около 1000 каналов различного назначения общей протяженностью около 40 км.

Вентиляционные каналы Эрмитажа

Итак, основоположник термохимии Г. И. Гесс провел экспертизу печей Аммосова и дал заключение, что те безвредны для здоровья. На «устройство пневматического отопления» выделили 258 000 руб. и процесс пошел. В подвалах дворца установили 86 больших и малых пневматических печей. Нагреваемый воздух поднимался по «жаровым» каналам в парадные залы и жилые комнаты. Места выхода отопительных каналов завершались медными решетками на душниках, выполненных по рисункам архитектора В. П. Стасова:

Места выхода отопительных каналов

Для своего времени предложенная генералом Амосовым система отопления была, безусловно, прогрессивна, но не безупречна.
Вскоре дочь Николая I Ольга Николаевна пишет, что в Зимнем дворце «устроили новое отопление, подобие центрального, которое совершенно высушило воздух. Чтобы устранить этот недостаток, к нам в комнаты внесли лоханки со снегом и водой». Призвали специалистов, и выяснилось, что содержание влажности в воздухе «слишком недостаточно как для людей, так и для растений».

Через неплотности труб в калориферах дымовые газы попадали в подогретый воздух. Мало того — вместе с приточным воздухом с улицы попадала пыль. Оседая на раскаленной поверхности металлических теплообменников, пыль сгорала и в виде копоти попадала в помещения. От этого «побочного явления» новой системы отопления страдали не только люди — продукты горения оседали на расписных плафонах, мраморных статуях, картинах… Прибавим сюда значительные колебания температуры во время и в промежутках между топками: когда печи топятся, в помещениях слишком жарко, а когда их перестают топить, воздух быстро остывает.

Остатки аммосовской печи в Малом Эрмитаже. Топка и вход в воздушную камеру

Остатки аммосовской печи в Малом Эрмитаже. Топка и вход в воздушную камеру

Говорит чиновник особых поручений при Кабинете е.и.в. инженер генерал-майор М. П. Фабрициус: «недостатки аммосовской системы отопления гибельно сказываются на хранимых в Эрмитаже сокровищах. Некоторые из них, как, например, древние картины, писанные на дереве, страдают в особенности: доски то коробятся, то выпрямляются, краски лупятся, отстают от грунта, образуются в лаке и красках трещины, в кои забирается гарь и пыль. Лак изменяется химически и дает пятна».

И вот уже следующий император «Александр II, больной эмфиземой легких, страдал от аммосовского отопления, от сухого нагретого сильно воздуха, от плохой вентиляции; в спальне его форточки плохо затворялись, по ночам комната выстывала». И Александр, и хранители Эрмитажа продолжают настаивать на дальнейших поисках более безопасных и комфортных систем обогрева и вентиляции.

В 1875 году очередной представитель военно-инженерного корпуса — инженер-полковник Г. С. Войницкий представил проект водовоздушного отопления. Новый тип отопления опробовали на небольшом участке Зимнего дворца (Кутузовская галерея, Малая церковь, Ротонда), а в 1890-х распространили на всю его северо-западную часть, установив в подвале в общей сложности 16 воздушных камер. Горячую воду подвели из котельной, устроенной в одном из «световых двориков» дворца. От котлов по металлическим трубам в калориферы поступала горячая вода, и нагретый воздух по уже существовавшим жаровым каналам шел в жилые покои (естественным образом — за счет того, что теплый воздух легче холодного).

Воздушные камеры и помещения были оснащены термометрами, показывавшими температуру воздуха по шкале Реомюра, через застекленное окошко можно было контролировать работу каждой воздушной камеры. Влиять на температуру воздуха можно было двумя способами: регулируя силу воздушного потока или изменяя расход горячей воды, которая пропускалась по калориферам. Для повышения влажности подогреваемого воздуха в верхней части камеры над калориферами имелась ванна с водой.

Трубопроводы

Толстые трубы идут к калориферу, тонкая — к увлажнителю

Система Войницкого, во-первых, исключала попадание продуктов горения в помещения, во-вторых, позволяла более гибко регулировать температурный режим.

Все эти эксперименты проводились на ограниченных участках дворца, а музейные коллекции Эрмитажа продолжали страдать от недостатков аммосовского отопления. В 1910 году тогдашний директор Эрмитажа граф Д. И. Толстой и главный хранитель Э. Э. Ленц поставили вопрос ребром. Они категорически настаивали на замене воздушного отопления в любых его видах на центральное водяное, которое в тот момент считалось самым передовым. Требуемые параметры: температура 18±2 ºС, влажность 60±10 %, воздух должен был поступать хорошо отфильтрованным.

К лету 1911 года техник Кабинета е.и.в. инженер Н. П. Мельников разработал проект. Он создал в Эрмитаже две дополняющие друг друга системы: систему водяного радиаторного отопления и систему вентиляции с элементами кондиционирования. В залах установили водяные радиаторы, а по воздушным каналам подали свежий воздух — предварительно очищенный, подогретый и увлажненный до требуемого уровня в вентиляционных камерах.
Две вентиляционные камеры длиной около 6 м смонтировали на чердаке Нового Эрмитажа. На крыше дворца, за башенкой оптического телеграфа над Собственным подъездом, появилась вентиляционная башня:

Эрмитаж

Для увлажнения воздуха по всей длине воздушных камер были установлены трубки с форсунками, через которые распылялась вода. Подача воды регулировалась специальным дозирующим устройством американского производства.

Дозирующее устройство

Калориферы представляли собой теплообменники «труба в трубе». По трубе большого диаметра циркулировала горячая вода, по трубе меньшего диаметра – воздух. Здесь мы встречаем, возможно, первый случай энергосбережения – в качестве теплоносителя использовали отработанную воду тепловой электростанции Зимнего дворца. Электростанция была построена в одном из дворов Нового Эрмитажа в 1886 году, и до этого отработанную теплую воду просто сбрасывали в Неву.

Пишут, что система управления климатом в залах музея была централизована. На диспетчерский на пульт, размещавшийся в подвале, поступали электрические сигналы от тридцати гигрометров и термометров, располагавшихся в залах Большого Эрмитажа. Металлические воздуховоды, проложенные на чердаках и в подвалах, были оборудованы шиберами (задвижками) с электроприводами, и диспетчер со своего пульта, ориентируясь по приборам, мог регулировать воздушные потоки, направлявшиеся в залы. Плюс к этому каждый радиатор был оснащен трехходовым краном, что также позволяло корректировать температуру.

Работы по переустройству отопления в Эрмитаже были закончены к осени 1912 года, вентиляцию смонтировали к 1914 году. Работы обошлись в 189 511 руб. (200…250 млн.руб. в современных ценах).

Источник: http://engineering-ru.livejournal.com/

Добавить комментарий