Thursday, August 21, 2014

تاریخ گرمایش از کف-History of Radiant Heating


حتما در مورد گرمایش از کف شنیده اید،روشی که امروزه در ایران علاقه به استفاده ی آن بیشتر شده است.ولی آیا این روشی جدید برای ایجاد آسایش در ساختمان است؟گرمایش از کف هزاران سال پیش آغاز شد.اغلب اعتبار آن به رومیان باستان برای زندگی بخشیدن به این سیستم نسبت داده می شود، اما باستان شناسی و تحقیق در متون باستانی آسیا را به عنوان اولین توسعه دهنده ی این سیستم هزاران سال قبل از رومیان نشان می دهد.
آسیا

در مناطق شمالی چین باستان، شامل منطقه ی مانچورا و شمال کره،باستان شناسان شکل های اولیه از گرمایش تشعشعی به نام کنگ(kang)،دی کنگ (dikang) و اندول (ondol) را پیدا می کنند.کلمه کنگ به قرن 11 قبل از میلاد بر می گردد و در اصل به معنی خشک کردن بود،قبل از این به عنوان یک بستر گرم شه شناخته می شد. دی کنگ (کف گرم شده) می تواند به عنوان تئمیم داده شده ی کنگ در نظر گرفته شود که سطح گرم شده ی بیشتری دارد.سیستم گرمایش از کف سنتی کره ای اندول به معنی (سنگ گرم شده) قدری متفاوت از کنگ و دی کنگ است.اندول تمام کف اتاق را اشغال می کند.از کنگ عمدتا در شمال چین باستان استفاده می شد و یک محل خواب و زندگی گرم شده ی مطرحی بود(عکس شماره 1) و می توانست به صورت U شکل یا شکل بستر سنتی باشد.کنگ ها به طور معمول می توانست تا 50% اتاق را اشغال کند که در طول روز به سطحی برای کار و زندگی تبدیل می شد. دی کنگ در مناطق شمال شرقی ترجیح داده می شد. هر کدام با یک اجاق ساخته می شد و بسته به نوع سوخت،بدون دودکش(برای زغال چوب) یا دودکش (برای چوب) و دیگر سوخت ها ساخته می شد.









گازهای داغ به وسیله ی اشکال دودکشی در داخل بنا یا زمین هدایت می شد و گرما به سطح(خشت،آجر یا سنگ)وسپس این گرما به داخل اتاق و ساکنین به صورت تشعشع انتقال می یابد.محصولات احتراق که (نفس اژدها )نامیده می شد در بعضی موارد برای گرمایش فضا و پخت و پز استفاده می شد.شکل های تکامل یافته ی دیگری از این تکنولوژی (هیوگیانگ)نام دارد که به معنی دیوار گرم شده است.دی کنگ،کف ازدها، که بلوک های گرم شده ای بودند که در زیر بسترهای چوبی قرار می گرفتند.



مکان های باستانی در شنیانگ،چین،نشان می دهد که انسان ها از 7200 سال پیش آنجا سکونت می کردند.شواهدی از (زمین پخته شده)کف های این منطقه به بین 5300 تا 4800 قبل از میلاد بر می گردد.این فرآیند پختن ژی (zhi) یا ژیدی (zhidi) نامیده می شودو ممکن است فرآیندی باشد که دی کنگ از آن متولد شده است.در دوره ی سلسله ی ژو است که اروپا هایپوکست را در تاریخ خود ثبت می کند (در مورد هایپوکست توضیح داده خواهد شد)




کاهش اتلاف گرما به زمین به وسیله ی داکت زدن(کانال کشی) محفظه انتقال گرما زیر سطح گرم شده.


هایپوکست
هایپوکست یک سیستم گرمایش زیر زمینی رومی بود.قبلا از آن برای گرمایش خانه ها با هوای گرم استفاده می شد.این کلمه از یونان باستان گرفته شده است.هایپو به معنی(زیر) و کست به معنی (سوخته) گرفته شده است.این اختراع به سرجیوس اراتا نسبت داده می شود.




از هایپوکست برای گرمایش حمام ها استفاده می شد و خانه ها و دیگر ساختمان ها،چه عمومی و چه خصوصی، کف به وسیله ی ستون هایی از زمین بالاتر با یک لایه کاشی قرار داده می شد.سپس یک لایه بتون و دوباره یک لایه کاشی و فضایی در داخل دیوارها تعبیه می شد تا هوا و دود از کوره به داخل این فضا حرکت کرده و از دودکش روی سقف خارج شود.بنابراین بدون آلوده کردن داخل اتاق آن را گرم می کردند.اتاق های نیازمند به گرمای بیشتر نزدیک تر به کوره قرار می گرفتند و گرما می توانست با اضافه کردن چوب بیشتر افزایش پیدا کند.دایر کردن هایپوکست کار مشکلی بود چون نیازمند توجه مداوم برای نگهداری از آتش بود و تهیه ی سوخت نیز گران تمام می شد،بنابراین ازآن بیشتر در ویلا و حمام عمومی استفاده می شد.


ویتروویوس ساختار و عملکرد آنها را در کارخود(دی آر شیتکتورا) در حدود 15 قبل از میلاد مسیح را توضیح می دهد.
(اضافه کردن جزئیات در مورد این که چگونه سوخت می توانست نگهداری شود به وسیله ی طراحی اتاق گرم یا کالدوریوم برای مردان و زنان کنار یکدیگر ،در مجاورت تپیداریوم (حمام گرم رومی که از سیستم هایپوکست استفاده می کرد) تا حمام های عمومی به صورت موثر دایر شوند.او همچنین یک وسیله برای تنظیم گرما به وسیله ی یک ونتیلاتور برنزی در سقف گنبدی شکل را شرح می دهد.
بین قرن دوازدهم و هفدهم بخاری های روباز در اروپا،خاورمیانهو آمریکای شمالی استفاده می شد.بخاری روسی استینفن steinofenو کاچلفن kachelofen در اروپا و تاندور یا تب-خانه (تنور یا تبا خانه)در افغانستان مقدمه ای می شود بر توسعه ی اجاق فرانکلین می شود که به یک سیستم گرمایی مناسب در خیلی از ساختمان ها تبدیل می شود.گرمایش از کف در اروپا در طول این دوره دوباره ظاهر می شود.دیگ آب داغ هم در همین دوره معرفی شد.سیستمی با لوله های بزرگ که آب داغ از داخل آن عبور می کرد.اولین طراحی شناخته شده با این سیستم به سرجان استون نسبت داده می شود.کسی که این سیستم گرمایش با آب داغ را در بانکی در انگلستان نصب کرد.بنجامین تامپسون.کسی که گرمای ویژه موادهای مختلف و رسانایی حرارتی مواد عایق را تعیین کرد.درسال 1800 مشاهده کرد:در نزدیک پنجره در واقع امکان پذیر خواهد بود گرمای تولید شده توسط تشعشع گرمایی را احساس کرد ولی هیچ چیز نمی تواند مانع جریان هوای به دلیل سرمایش شود که بین جداره های شیشه اتفاق می افتد ولی وقتی که پنجره ها دوجداره هستند،لایه هوای حصر شده بین دو شیشه ی پنجره به یک عایق گرمایی عالی تبدیل می شود.پنجره ی داخلی به خوبی از سرمای بیرون محافظت می شود و جریان هوا که در بالا توضیح داده شد دیگر وجود نخواهد داشت.آقای هی از ادینبورگ یک شکل اولیه از ذخیره ی حرارتی برای گرم کردن ساختمان ها را پیشنهاد داد که از بخار برای گرم کردن هر اتاق استفاده می شد.دو اختراع قابل توجه که مقدمه ای بر سیستم های بر پایه ی سیال مدرن روزاست در طول همین قرن مطرح شد.اولی در سال 1841 مربوط به یک دستگاه گرمایش به وسیله ی گردش آب داغ بود.همچنین در طی این دوره ما پایان سیستم های مدرن هایپوکست را مشاهده می کنیم.
توسعه مدرن گرمایش تشعشعی در(8)1907 آغاز شد.وقتی(آرتور اچ بارکر)یک پروفسور بریتانیایی کشف کرد که لوله های کوچک آب داغ جاسازی شده در گچ یا بتون سیستم گرمایشی موثری را تشکیل می دهد.

در قرن بیستم گرمایش از کف در یک بانک انگلیسی تحت نظر دکتر فابر اجرا شد. در سیستم دکتر فابر از لوله های مسی جاسازی شده در کف بتونی و سقف های گچی که در تابستان برای سرمایش و در زمستان برای گرمایش از آن استفاده می شد.بله گرمایش از کف که از کره و ژاپن و چین به روم با نام های کنگ و اندول و هایپوکست آغاز شده اکنون در اشکال مدرن تر در فرانسه،آمریکا و کانادا استفاده می شد.اشکالی که امروزه در ایران به نام گرمایش از کف می شناسیم و هنوز آن طور که باید از آن استفاده نمی شود قرن ها توسط کشورهای پیشرفته امروزی مورد استفاده قرار گرفته است.


منابع
History_of_Radiant_Heating_and_Cooling_Part_1
History_of_Radiant_Heating_and_Cooling_Part_2
Central heating – Wikipedia
Hypocaust – Wikipedia
Ondol – Wikipedia