Рынок углеводородов не только играет важнейшую роль в экономике, но и определяет основные принципы мировой политики. Зачастую именно энергоносители дают толчок к развитию целых регионов и направлений бизнеса. В нашем проекте «ТЭК 360» мы рассмотрим ключевые тренды отрасли, перспективы ее развития, влияние на другие сферы экономик.
Тема
месяца
ТЭК в повседневной жизни

Как энергетика изменила архитектуру

Уже на заре цивилизации люди понимали, что им приходится делать зимой выбор между различными пещерами — высокими или низкими. В высокой пещере дым от костра уходил вверх, но с ним улетучивалось и тепло. Для готовки мяса такой костер годился, но обогреться им было сложно. В низких пещерах приходилось страдать от дыма, зато и тепло как бы растекалось по всей пещере. 

По-иному действовал костер в чуме (он же вигвам). Коническое жилище имеет отверстие в верхней части, куда уходит дым и часть тепла. Но люди располагаются вокруг очага, от ветра и мороза их защищают полотнища, сшитые из шкур зверей. Здесь главное не тепло нагретого воздуха от огня, а тепловое излучение, исходящее от него и поглощаемое как самими людьми, так и предметами, и стенами. Такое жилье не требует для отопления много дров, потому что нет пустого расхода энергии. 

Когда люди стали строить большие здания, то уже понимали, что отопление каминами (то есть открытыми очагами) не могло согреть в морозы большие помещения. Древние римляне разработали для этого систему отопления дворцов, при которой горячий воздух от больших печей проходил под полом, но такая система не могла стать массовой — в том числе и потому, что требовала очень большое количество топлива. 

Это привело к появлению раздельных зон жилья — на зимнюю и летнюю. Летняя зона не обогревалась, но была просторной. Зимняя зона сосредотачивалась вокруг печей. Рост их тепловой эффективности позволял увеличивать обогреваемую площадь. В XVIII веке и в холодных регионах Европы, таких как Скандинавия, Россия и Восточная Европа, стало развиваться строительство каменных зданий и совершенствовалась конструкция печей. 

Появление угля как источника энергии, более эффективного и доступного, чем дрова, позволило задуматься и о других системах отопления. Прежде всего хотели отказаться от необходимости таскать уголь или дрова по всему дому, разнося грязь. Словосочетание «черный ход» не связано с тем, что там ходила прислуга, — он зачастую действительно был черным, так как истопники именно там носили мешки с углем или связки дров.

В начале XIX века в Британии стали задумываться об использовании пара для отопления оранжерей и жилых помещений. Идея оказалась отличной — в здании или рядом с ним делалась одна общая котельная, где и работали кочегары. Нагретый пар расходился по системе труб по всему зданию. Размещение теплообменников под окнами давало двойной эффект — освобождалось место от печи, а с другой стороны — возникала тепловая завеса, которая изолировала помещение от холода, исходящего от окна. 

В 1877 году в России была продемонстрирована первая в Европе квартира с другой системой отопления — водяной. Вода нагревалась в змеевике, который был расположен в кухонной печи, и расходилась в плоские батареи по всей квартире. Считалось, что такая система более эффективная, ведь каждая семья могла сама выбирать — отапливать ли ей квартиру и до какой температуры. Впрочем, были и системы водяного отопления с общей котельной. 

Системы водяного и парового отопления сделали возможным появление зданий самых удивительных архитектурных форм, поскольку установить обогревательный элемент стало возможно даже в эркерах, которые при печном отоплении не прогревались и были бы просто промерзающими закутками. Архитектура конца XIX — начала XX века — так называемый модерн (он же югендстиль и арт-нуво) — обязана своему появлению котельным с паровым или водяным отоплением. 

В то же время на арену выходит новое топливо — мазут. А в 20-е годы ХХ века — и природный газ. Энергетическая эффективность этих видов топлива, а также удобство их использования привлекли внимание архитекторов. Это был период, когда топливо стоило дешево, и расчет энергоэффективности зданий просто не производился. Поэтому архитекторы смело экспериментировали с пространством, а инженеры-строители — с упрощением конструкций массового жилья. 

В СССР был сделан упор на создание централизованных систем теплоснабжения от мощных теплоэлектростанций, которые использовали остаточное тепло для обогрева промышленных и жилых зданий. Хотя эта идея — использовать получаемое в результате электрогенерации тепло — применялась и применяется повсеместно в северных регионах, в СССР она приобрела особую популярность. 

Однако минус советского центрального теплоснабжения заключался в том, что топливо стоило буквально копейки, и поэтому проблему потерь при транспортировке тепла решали просто большей его подачей с теплоцентрали. Не случайно иностранцы удивлялись, что в морозы форточки москвичей открыты настежь, так как в квартирах было очень жарко. Но стоило выключить подачу тепла — и в домах становилось очень холодно. Говоря современным языком, эти здания просто грели атмосферу. Но это никого не заботило, и в стране возводились жилые и общественные здания, в которых гуляли сквозняки. 

В Скандинавии, Канаде, США, где большое распространение имеет индивидуальное жилье, огромное значение имело развитие отопительных систем на газе и жидком топливе. Печи просто исчезали — на их место стали приходить камины, несущие чисто декоративную функцию. Автоматические котлы могли обеспечить равномерное отопление всего дома. Дома стали менять свою форму, компактность уже не имела большого значения, и можно было увеличить отапливаемую жилую площадь. 

В конце ХХ века для отопления стало массово использоваться электричество, которое также в основном вырабатывается на тепловых электростанциях. Электрическое отопление осуществляется посредством нагревательных элементов, которые могут быть расположены где угодно. Но наибольший эффект достигается при размещении их в полу. Использование электричества в качестве отопления упрощает проектирование зданий и в ряде случаев является наиболее выигрышным вариантом. 

На данный момент самым экономичным и удобным способом отопления в городах считается водяное отопление от районных теплоцентралей, которые работают на природном газе, но в аварийных случаях могут начать использовать и другие виды топлива и даже электричество. Эта система связана с многочисленными датчиками, которые позволяют постоянно регулировать необходимую температуру воды в теплоцентрали. Системы в самих зданиях также следят и регулируют забор теплоносителя из системы. В результате экономится ценный природный газ и другие топливные ресурсы.