Малоизвестный вред печного отопления домов для здоровья человека

Вред печного отопления

Дрова, уголь и другие виды твердого топлива использовался для отопления жилищ и приготовления пищи во всех существовавших человеческих цивилизациях. До появления новых источников энергии в XX веке печное отопление было основным видом отопления домов по всему миру. И сегодня первое, с чем ассоциируется загородный дом или дача – это очаг с пылающими поленьями, дарящий дому тепло и уют. Испокон веков печи были основным способом отопления на Руси — будь то простая крестьянская изба или Императорский дворец. Однако и в настоящее время печное отопление в России не спешит сдавать свои позиции: результаты переписи населения в 2010 году показали, что печное отопление является основным в 40% сельских домохозяйств (дома и квартиры), в 14% домохозяйств в поселках и в 6% городских жилищ. По сравнению с результатами переписи населения России 2002 года число домохозяйств, использующих печное отопление, снизилось на четверть. Для сравнения в 2008-2009 годах только 1% домовладений в Великобритании имели печное отопление на дровах или угле. В Германии и Франции доля таких жилищ составляла 4%, а в США 2%. В небогатой Литве доля домовладений с печным отоплением гораздо выше – 23%. Основным источником энергии для отопления домов в зарубежных странах служит магистральный газ (34-82% домовладений) и электроэнергия (9-35%). Печное отопление, как самый дешевый вид, традиционно используют семьи с низкими и средними доходами. В период экономических кризисов количество домовладений с печным отоплением возрастает. В индустриально неразвитых странах Африки и Юго-восточной Азии дровяные печи используются для отопления и приготовления пищи в 77% и 61% домовладений, соответственно. Обычно, чем ниже уровень жизни семей, использующих печное отопление, тем хуже качество отопительных приборов, больше нарушений правил их установки и эксплуатации и хуже вентиляция помещений. В среднем до сих пор примерно 40% человеческой популяции до сих пор использует дрова и уголь для отопления домов, нагрева воды и приготовления пищи.

Несмотря на то, что печное отопление является, пожалуй, самым доступным видом отопления, а дрова являются возобновляемым и зачастую почти бесплатным энергетическим ресурсом при самостоятельной заготовке, Европейский союз, США, Канада и другие развитые страны принимают ряд законодательных и экономических мер для сокращения числа существующих систем печного отопления, замену старых печных отопительных систем на современные и недопущения их появления в новых домах в их традиционном виде дровяных печей старой конструкции. Например, в некоторых округах в Калифорнии разрешено использовать печи, камины и водонагреватели на дровах только в том случае, если они являются основным источником тепла в доме.

Почему же развитые страны стараются по возможности сократить отопление на дровах? Очевидные ответы – это низкий КПД традиционных дровяных печей, неудобство использования печного отопления с невозможностью автоматизации, неудобство или невозможность использования печного отопления пожилыми людьми или людьми с ограниченным возможностями, высокая пожароопасность дровяных отопительных систем и риски отравления угарным газом при нарушении свободного дымоудаления. Серьезным аргументом сокращения печного отопления является и сокращение выброса парниковых газов в атмосферу. Всего одна дровяная печь устаревшей конструкции выделяет столько же твердых частиц в атмосферу, сколько 5 одновременно работающих старых дизельных двигателей. Не случайно европейская программа «202020», предусматривает 20% сокращение выбросов парниковых газов, 20% потребление энергии из возобновляемых источников и увеличение на 20% энергоэффективности в период до 2020 года) и перспективный переход на бескарбоновую энергетику (сокращение использования углеродосодержащих видов топлива на 80% в период до 2050 года).

Однако, все эти факторы, хотя и являются весьма значимыми, уступают основному, практически неизвестному в России негативному аспекту использования печного отопления: в причинении существенного вреда здоровью людей, выражающемуся в провоцировании серьезных заболеваний, приводящих к преждевременной смерти, таких как онкологические заболевания, заболевания дыхательной и сердечнососудистой системы. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила продукты горения твердого органического топлива, попадающие во внутреннюю атмосферу дома в топ-10 ведущих рисков возникновения заболеваний дыхательной системы (удельный вес 2,7% среди всех остальных рисков), приводящих к преждевременной смерти ежегодно 2 миллионов человек от воспалительных заболеваний легких, хронической обструктивной болезни легких, рака легких и других видов онкологических заболеваний. Хотя долгое время считалось, что недолговременное (недели и месяцы) воздействие продуктов горения не оказывает такого существенного вреда здоровью, как постоянная многолетняя экспозиция, последние исследования показали, что даже кратковременное воздействие продуктов горения – в частности, твердых взвешенных частиц, способны вызывать не только заболевания органов дыхания, но и сердечнососудистой системы. Так исследования на добровольцах показали, что даже кратковременное воздействие продуктов сгорания древесины приводит к увеличению сворачиваемости крови, увеличения жесткости артерий, развитию системного воспаления и нарушений в сосудистых стенках, что в совокупности является предрасполагающими факторами для сердечнососудистых заболеваний.

С чем связана опасность воздействия на человека продуктов горения?

При сжигании древесины и угля в печах, каминах и котлах в окружающую атмосферу и во внутреннее пространство дома поступает целый ряд загрязнителей, оказывающих вредоносное воздействие на организм человека. При идеальных условиях горения, весь углерод в древесине и других видах топлива при освобождении энергии будет полностью превращается в диоксид углерода (СО2). Это идеальная 100% эффективность сгорания. К сожалению, эффективность горения традиционных дровяных печей может составлять от 15% до 60%, а современных печей с дожигом дымовых газов или с использованием катализатора – от 75% до 88% у лучших образцов. При горении топлива в неидеальных условиях, включая низкие температуры сгорания, недостаток кислорода (условия, возникающие в т.н. «печах длительного горения», печах с «тлеющим режимом») неоптимальную циркуляцию воздуха, перегрузка топки дровами, использование дров с влажностью более 20% образуется и поступает в атмосферу большое количество вредных твердых и газообразных продуктов неполного сгорания. Продукты горения древесины содержат не менее 14 канцерогенных соединений и 4 соединения, потенциирующих возникновение рака. Не случайно и сажа бытовая отнесена Международным агентством по исследованию рака (IARC, 2012) к веществам, канцерогенным для человека, а сам процесс сжигания органического топлива для отопления дома или приготовления пищи является вероятным канцерогеном (IARC, 2010). Загрязнение внутренней среды дома происходит всегда, несмотря даже на полноценно работающий дымоход. В плотной жилой застройке существенным фактором загрязнения внутренней среды жилищ является инфильтрация эмиссии продуктов горения от соседских домов с печным отоплением. Наиболее подвержены рискам возникновения заболеваний и преждевременной смерти в связи с хронической экспозицией продуктам неполного сгорания древесины и угля женщины и дети. Воздействие продуктов горения древесины и угла на беременных связано с увеличением количество мертворождений и снижения массы тела новорожденных младенцев.

Вредные для здоровья продукты горения древесины и угля.

1.Твердые взвешенные частицы PM2,5, BC, OC

Твердые частицы диаметром 2.5 мкм и менее (PM2,5) является одним из основных загрязнителей воздуха, образующихся в результате сжигания твердого топлива. Негативное воздействие этих частиц на организм человека наиболее хорошо изучено, и показатель их эмиссии является объектом экологических нормативов. Твердые взвешенные частицы древесного дыма оказывают негативное воздействие за счет прямого токсического действие на клетки, за счет окислительного стресса, нарушения обновления поврежденных клеток и токсического воздействию на генетический материал, в результате чего повышается риск возникновения онкологических заболеваний.

Концентрация частиц PM2,5 уменьшается в дымовых газах при увеличении эффективности горения (более полном сгорании топлива). Воздействие частиц PM2,5 является одной из основных причин преждевременной смертности людей, вызванной воздействием неблагоприятных факторов среды обитания. По классификации Международного агентства по исследованию рака (IARC, 2014) Концентрация частиц PM2,5 во внутренней среде дома во время протопки и, особенно, во время приготовлении пищи на огне возрастает до сотен и тысяч мкг/м 3 при ПДК, рекомендованной ВОЗ для среднесуточной концентрации 25 мкг/м 3 . По статистике ВОЗ, при увеличении концентрации твердых взвешенных частиц в воздухе на каждые 10 мкг/м 3 суточная смертность возрастает на 0.2-0.6%.

Угольные частицы BC – один из компонентов частиц PM2,5. Состоящий из черного угля, обладающих наиболее вредоносным воздействием на организм человека за счет адсорбции и переноса газообразных полициклических ароматических углеводородов, являющихся по классификации IARC канцерогенами I и 2 группы (бензопирена (группа 1), бензаантрацен (группа 2В), дибензоантрацен (группа 2А). Даже увеличение эффективности горения не приводит к сокращению концентрации BC частиц.

Частицы недоокисленного органического углерода OC – частицы, вступающие в отсроченные химические реакции в атмосфере.

Дровяное отопление вносит существенный вклад и в загрязнение окружающей среды. Например, в Хельсинки в 2005-2009 годах вклад дровяного отопления в выбросы в атмосферу частиц РМ2,5 за шесть месяцев холодного сезона составил 19-28% в черте города и 31-66% в пригородах. В 2010 году печное отопление было ответственно за эмиссию в атмосферу 21% твердых взвешенных частиц в Центральной Европе и 13% в Восточной Европе.

Соли: калия сульфаты, калия хлориды и карбонаты цинка. При увеличении эффективности горения увеличивается эмиссия солей.

Газообразные загрязнители.

Продукты горения древесины содержат целый ряд газообразных загрязнителей воздуха, оказывающих негативное влияние на состояние здоровья: угарный газ, полициклические ароматические углеводороды, оксиды азота, летучие органические соединения (такие как акролеин, формальдегид (канцероген 1 группы), бензол (канцероген 1 группы), бутадиен (канцероген 1 группы), кислородсодержащие органические соединения (хиноны, фенолы и органические кислоты и спирты). Сжигание угля часто проводит к эмиссии оксида серы. Кроме того при сжигании угля происходит интенсивное загрязнение воздуха фтором, мышьяком, ртутью и свинцом.

Например, при протопке печи или при приготовлении пищи на огне внутри сельского дома концентрация бензпирена (канцероген 1 группы) возрастает до 70 нг/м 3 при норме по рекомендациям ВОЗ 0, 12 нг/м 3 ; концентрация формальдегида (канцероген 1 группы) возрастает до 26 мкг/м 3 при норме по рекомендациям ВОЗ 9,9 мкг/м 3 (для зимнего время); концентрация бензола (канцероген 1 группы) возрастает до 30-45 мкг/м 3 при норме по рекомендациям ВОЗ 1,7 мкг/м 3

Из всего спектра вредных веществ, выделяющихся при горении наиболее выраженным канцерогенным действием обладают PM2,5 и полициклические ароматические углеводороды.

Сочетанное вредоносное действие печного отопления и радиоактивных почвенных газов.

В сочетании с проживанием в малоэтажных домах в радоноопасных районах, при отсутствии защиты дома от радона, в легкие помимо твердых взвешенных частиц попадают радиоактивные частицы изотопов альфа-активного дочернего 214Po (полония-214) и 218Po (полония-218), повреждающие клетки за счет радиоактивного излучения при распаде. Запыленность атмосферы дома с сочетании с повышенной концентрацией радона значительно увеличивает риски возникновения рака легких и преждевременной смерти.

Кроме того, использование печей, каминов и котлов, расположенных внутри общего контура дома (а не в изолированных котельных или в отдельных постройках) создает понижение давления внутри здания, по сравнению с окружающей дом атмосферой, особенно при отсутствии отдельного приточного воздуховода для отопительного прибора, забирающего атмосферный воздух не от поверхности земли и не из подпола (к сожалению, такая схема подачи воздуха к отопительным приборам практически не используется в России). В этом случае, значительно увеличивается поступление (инфильтрация через щели и поры, поступление по воздуховодам с невысоким воздухозабором) радиоактивных почвенных газов от поверхности земли и из подполий за счет градиента давлений.

Преимущества и особенности конструкции печного отопление для частного дома

Печное отопление частного дома и до сегодняшних дней является одним из самых популярных во всех российских регионах.

Печное отопление частного дома — эскиз

Ранее для отопления большого дома использовалось несколько печей, которые устанавливались в разных комнатах, но это не самый экономный вариант, так как требует большого количества твердого топлива.

Сегодня благодаря разработанным современным схемам, а также тому, что в продаже появилось множество различных современных видов печей, организовать отопление стало намного проще. Оно бывает разных видов и с применением различного топлива. Чтобы выбрать для своего дома самый приемлемый вариант, который будет подходить по всем параметрам, нужно рассмотреть некоторые виды поближе и узнать их принцип работы.

Выбор системы отопления в зависимости от размера дома

• Для маленьких, хорошо утепленных домов, состоящих из одной-двух комнат и кухни, вполне будет достаточно одной отопительно-варочной печи, сложенной из кирпича.
• Для более крупных строений необходимо хорошо продумать систему отопления таким образом, чтобы от одной печи можно было отопить весь дом. Для этого используется отопление с помощью водяного или парового контура.
• Для одноэтажного строения такой контур может быть подключен к кирпичной печи или же изготовленной из чугуна. При устройстве системы в двух — или трехэтажном доме, скорее подойдет чугунная печь-котел .

Следующее, с чем нужно определиться — это вид топлива. Система может отапливаться дровами, углем , торфом, газом, дизельным топливом, электричеством или несколькими из них. От этого выбора будет зависеть, какую печь отопления приобретать.

Кирпичная печь

Итак, как говорилось выше, для небольшого строения достаточно построить одну печь, которая будет отапливаться дровами или углем .

Модель печи нужно выбрать таким образом, чтобы она могла не только отопить помещения, но и быть помощницей в приготовлении пищи.

Чтобы это отопительное сооружение не приносило каких-либо неудобств и было максимально эффективным, для него нужно выбрать подходящее место. Удачно поставленная печь сможет без труда согреть две комнаты и кухню.

Такая печь с успехом обогреет несколько смежных помещений

Например, эта представленная на рисунке модель будет удачным вариантом для обогрева трех помещений. Нужно знать, что теплоотдача от печи зависит от площади поверхности строения, т.е . если в комнату выходит одна сторона печи, она будет полностью обогрета. Кроме этого, массивная конструкция намного дольше остывает. Натопив строение с вечера, можно быть уверенным, что оно будет до утра отдавать тепло в комнату.

Печь нужно закладывать при строительстве дома, но ее фундамент должен быть отделен от общего фундамента строения. Возможно установить кирпичную печь и в уже выстроенном доме, но это будет сделать сложнее, так как придется поднимать часть пола и проделывать отверстие в потолке и кровле для устройства дымохода.

Общая схема устройства печного отопления дома

На данной схеме хорошо видно конструкция постройки, устройство фундамента, каналы дымохода и прохождение трубы через перекрытия со всеми необходимыми параметрами, которых нужно придерживаться.

Какого размера дом можно отопить с помощью кирпичной печи с водяным контуром?

Кирпичную печку можно приспособить и для отопления больших площадей, если при ее постройке около топки поместить теплообменный элемент, через который будет проходить теплоноситель, нагреваясь и далее циркулируя в разведенной по дому системе отопления. В данном случае, возможно, потребуется подключить водяной насос, который будет ускорять движение теплоносителя в системе.

Самодельный эффективный теплообменник

Теплообменные элементы могут быть разных форм, на фото представлен один из них. Он вмуровывается в конструкцию печи около топочной камеры, чтобы, проходя через него, вода быстро нагревалась и поступала в трубы и батареи.

Трубы входа и выхода из теплообменника выводятся из конструкции печи наружу, и к ним подключается контур отопления. Далее система заполняется водой, которая и будет исполнять роль теплоносителя.

Разводку можно выполнить металлопластиковыми или полипропиленовыми трубами

В данном случае для разводки и подключению к контуру использованы металлопластиковые трубы.

Схема дровяной печи с водяным контуром отопления

На этой схеме теплообменник расположен над топкой и показан в виде решетки красного цвета. Синей линией отмечен остывший теплоноситель, который проходит через циркуляционный насос и поступает в теплообменник — эта часть контура называется обраткой . Красной линией отмечена нагретая вода, поступающая в радиаторы.

Также в отопительном контуре устанавливается мембранный бак, который может быть расположен в любом доступном месте контура, но желательно его установить на трубе обратки .

Его еще называют расширительным баком закрытого типа. На его верхней части находится ниппель, через него в верхнюю камеру закачивается воздух. При нагреве воды в системе она расширяется, и ее избыток поднимается в бак, растягивая мембрану. При остывании и соответствующем падении давления, вода дожимается обратно в систему. Таим образом сглаживаются возможные скачки давления в трубах, сводится к минимуму риск разрушения целостности системы от перегрева.

Видеозарисовка: интересный вариант печи-камина с контуром отопления

Чугунная печь

Чугунные печи хотя и имеют небольшой размер, способны обогреть достаточно большую комнату объемом до 80 — 90 куб . метров. Этот вариант будет идеален для дачного домика, так как в приборе предусмотрена функция варочной плиты. Благодаря изящному дизайну, сегодня их с удовольствием устанавливают и в дорогих особняках, так как они являются украшением интерьера.

Чугунная отопительная печь

Лучший вариант из всех чугунных моделей — это печь длительного горения. Она способна долгое время отдавать тепло в помещение при том, что закладка дров в нее производится один раз за все время топки. Такой эффект достигается за счет внутренней конструкции печи, которая позволяет уменьшить активное пламя до медленного тления.

Котел-печь длительного горения может иметь и водяной контур.

Чугунные печи с водяным контуром

Печи из чугуна, имеющие водяной контур, производятся разной мощности и рассчитаны на отопления различной площади. Некоторые из них способны обогреть двух — и трехэтажный дом. Устройство отопительного контура производится по той же системе, что и у кирпичных печей.

Чугунная печь длительного горения с контуром отпления

Производятся печи из чугуна и комбинированного типа , т.е . имеющие электрический подогрев, который включается автоматически, при снижении температуры тлеющих дров. Такая комбинация функций печи поможет всегда поддерживать систему отопления в нужном температурном режиме.

Одна из возможных схем отопления двухэтажного частного дома

Чугунные котлы-печи могут быть предусмотрены и для двухконтурной системы отопления, т.е . плюс к теплу в доме хозяева будут иметь еще и подогретую воду.

Что нужно учесть при выборе и устройстве печи?

Выбирая, какая отопительная печь будет установлена в доме, нужно правильно сформулировать требования к ней, и, опираясь на них, приобретать или возводить отопительный прибор.

• Прогреваемость всей конструкции кирпичной печи очень важна. Поэтому если решено устанавливать такую печь, нужно выбрать правильный проект и обеспечить идеальное возведение строения.
• Экономичность работы отопительной системы также будет зависеть от конструкции и разводки водяного контура, а также выбора радиаторов для системы отопления. Существуют схемы печей, которые могут работать в летнем и зимнем режиме — этот фактор тоже способствует экономной работы прибора.
• К части экономии можно отнести и долгое остывание печи, что позволит использовать меньшее количество топлива.
• Важным моментом является простота в эксплуатации и техническом обслуживании.
• Конструкция должна соответствовать всем правилам пожарной безопасности по своему месторасположению и монтажу.
• Правильно выполненная конструкция будет иметь требуемую тягу, что обезопасит дом от попадания в помещения угарного газа.
• Печь должна быть расчита на на длительные период эксплуатации.
• Конечно же, неплохо было бы , чтобы печь стала настоящим украшением дома, а не только была функциональной лишь с практической точки зрения.

Положительные и отрицательные моменты печного отопления в частном доме

В большинстве случаев печное отопление устраивается в случае необходимости, при отсутствии магистрального природного газа. Но отопление с помощью печи имеет свои достоинства и недостатки, о которых тоже неплохо было бы знать.

Какие недостатки?

К отрицательным моментам можно отнести:

• Достаточно долгое нагревание печи, а значит — и помещений. Это происходит из-за длительного прогревания стенок и теплоносителя в системе.
• Не очень высокий КПД кирпичного строения. Чтобы его увеличить, приходится устраивать более высокий дымоход, делать его лабиринтного типа, чтобы тепло дольше оставалось внутри конструкции.
• Кирпичная печь занимает достаточно большую площадь, но только при таких масштабах она способна обогреть несколько комнат одновременно.
• В отличие от от опления природным газом печь долж на на протяжении всей ее топки находиться под присмотром, так как кирпичные варианты требуют постоянного добавления топлива. Чугунные печи длительного горения являются исключением, так как закладка дров производится один раз за сеанс топки.

Положительные моменты

Есть у печного отопления немало и положительных качеств, которые часто бывают решающими в выборе именно его для устройства в частном доме.

• Автономность, а значит — надежность . Дом будет всегда обогреет, даже при отключении электричества и воды.
• Доступность по цене возведения и эксплуатации конструкции.
• Экономичность в приобретении топлива и отсутствие счетов за магистральное снабжение газом или горячей водой, которые, к сожалению,
• Простота в эксплуатации — печь не требует программирования, а если возникают проблемы, то их вполне можно устранить самостоятельно, без привлечения специалистов.
• Так как печь для своей эксплуатации не требует проведения коммуникаций, ее можно установить или возвести в доме, расположенном в любом регионе и населенном пункте.

Видео: как самостоятельно построить печь с отопительным контуром

В связи с тем, что и на сегодняшний день не везде проведены газовые магистрали, печное отопление остается актуальным и незаменимым. Запастись топливом заранее и поддерживать огонь в печи — это все, что требуется от хозяина дома с печным отоплением. Поэтому в некоторых домах даже при наличии газового отопления не спешат избавиться от надежных кирпичных строений, а также устанавливают чугунные печи-камины для создания в доме не только теплой , н о и у ютной атмосферы.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!