Выпуск 1

Steam CitySteam CityГород пара

Паровое отопление незримо держит Манхэттен на своих плечах

14.01.202217 минут чтения

Облик Нью-Йорка во многом оформлен па́ром – часто незримо, прямо под носом очередного прохожего.

Многие знакомы с паровыми отводами на улицах города: высокими пластиковыми трубами, оранжевыми в белую полоску, из которой наверх поднимается густой пар.

Кроме отопления помещений, у пара в Нью-Йорке – множество функций. В больницах его используют для стерилизации медицинских приспособлений. В Музее Гуггенхайма на Пятой авеню – для регулирования влажности воздуха, что важно для выставленных там картин. В сыроварнях – для поддержания температуры сыворотки, пока будущий сыр перемешивается в огромных стальных чанах.

Пар заслужил популярность в городе благодаря своей долгой истории – истории, которая была бы невозможна без другой характерной черты Нью-Йорка: небоскрёбов.

Итак...

Добро пожаловать в Готэм.

Во­дя­ные сис­те­мы Хол­ли

История парового отопления начинается недалеко от города Нью-Йорка: в городе Локпорт, штат Нью-Йорк. Уже на этом этапе связь между небоскрёбами и паром становится на удивление материальной.

Системы парового отопления в Соединённых Штатах существовали как минимум с середины 1800-х, однако первой коммерчески-успешной системой, отапливающей несколько домов от центрального котла, была система американского инженера Бёрдсила Холли—младшего.

Холли всю жизнь занимался водяными системами, в том числе гидравликой. С ранних лет он показал себя весьма плодовитым изобретателем: его имени принадлежит более 150-ти патентов – больше можно найти только у Томаса Эдисона – включая пожарный гидрант.

Успешный предприниматель, Холли работал в компании Silsby, Race & Holly («Силсби, Рейс, и Холли») – названной по фамилиям основателей – где производил огромные гидравлические двигатели, а также паровые насосы, которые пожарные бригады стали использовать для тушения пожаров.

Паровой насос Силсби, к которому Холли приложил руку, фактически изобрёл современное тушение пожаров. До тех пор пожары не тушили: их в какой-то степени успокаивали с помощью ведёрных цепочек: волонтёры выстраивались в цепь и передавали друг другу полные вёдра воды из колодцев.

Потушить пожар таким образом невозможно: вёдра воды покупали жильцам дома немного времени для того, чтобы спасти пару вещей от огня. Насос Силсби позволил подавать большое количество воды на относительно большое расстояние, при чём пожар стало возможно потушить полностью, что спасало не только вещи внутри горящего дома, но и структуру самого дома.

После успешной работы в компании Силсби, в городе Сенека-Фоллз, Холли переехал в Локпорт, где на деньги инвесторов – которые его туда и привлекли – основал собственную Holly Manufacturing Company («Производственная компания Холли»).

После буйствовавших пожаров в Локпорте, штат Нью-Йорк, Холли изобрёл способ подавать воду для тушения по всему городу: новый, усовершенствованный тип гидранта, а также сеть труб, соединявшая гидранты с центральным источником воды, которая подавалась под давлением. Эта технология позволила пожарным машинам не возить запас воды с собой, что сделало сами машины легче – а значит, они прибывали к месту пожара быстрее.

В 1876-м Холли начал экспериментировать с паровым обогреванием: на заднем дворе он установил паровой котёл, от которого на 500 футов ≈ 152 метра он проложил деревянную трубу до своего дома. Поняв, что принцип работы надёжен – потери тепла были весьма малыми – Холли провёл полноценную демонстрацию технологии для публики, куда входил Томас Эдисон.

Через год, в 1877-м, Холли основал Holly Steam Combination Company («Объединённая паровая компания Холли»). Паровое отопление стало популярным – отчасти потому, что не требовало от обитателя дома поддерживать работу личного угольного обогревателя в подвале, который постоянно выпускает густой дым в воздух, а уголь для его работы не может не марать всё подряд.

Стоит добавить, что Холли также хотел установить 19-тиэтажный небоскрёб на Козьем острове близ Ниагарского водопада.

Он был убеждён: водопад в будущем станет популярным туристическим направлением, и этим нужно воспользоваться, установив потрясающую смотровую площадку с комнатами на верхних этажах. Холли не удалось найти инвестором для идеи, которая казалась многим в лучшем случае рискованной, а в худшем – смешной, поэтому небоскрёб остался на бумаге.

Па­ро­вая ком­па­ния Нью-Йорка

Заинтересованные изобретатели и предприниматели начали стекаться в Локпорт, чтобы посмотреть на то, как работает паровое отопление.

Среди предпринимателей были Уоллес Эндрюс и Чарльз Эдвард Эмери из Нью-Йорка. Убедившись в эффективности системы, они основали New York Steam Company («Паровая компания Нью-Йорка») и приобрели права на прокладку труб на острове Манхэттен у палаты олдерменов¹.

Компания была основана в 1881-м году. Доступность парового отопление простиралась от южного края острова – Бэттери-парк – до Хьюстон-стрит и далее. В течение четырёх лет, более чем 350 клиентов пользовались её услугами². Другими словами, система district heating – «районного отопления» – пользовалась значительным успехом.

Инфраструктура парового отопления требовала немалых вложений: одна только прокладка труб означала раскапование улиц в половине Нижнего Манхэттена, не говоря уже о постройке станций, превращающих топливо в тепло.

Однако вложения окупались: клиенты осознавали, что место, которое раньше занимали угольные котлы, можно было использовать для новых целей, и что об обслуживании оборудования самостоятельно – что даже в случае найма подрядчиков обходилось недёшево – можно было забыть. Вы платите деньги, и взамен вам приходит тепло. Просто.

В самом начале работы компании первыми клиентами были офисные здания: например, здание American Express (одно из исторических зданий по адресу 65, Бродвей), Банка Нью-Йорка, газеты The New York Times, а также сам офис Паровой компании.

Кроме отдельных компаний, услугами парового отопления пользовались как частные жители Нью-Йорка, так и новая категория зданий, возникшая в то время: небоскрёбы.

Ввысь

Нью-Йорк середины 1800-х представлял собой типичный американский город в плане архитектуры: дома не превышали нескольких этажей. Законодательно на высоту здания не было никаких ограничений: так просто привыкли строить. Самыми высокими зданиями того времени были церкви.

Экономический бум после Гражданской войны в США (1861—1865) привёл к развитию бизнеса в уже экономически-активном городе, где финансовые организации на Уолл-стрит соревновались с организациями по всему миру, а бизнесы расцветали.

Благодаря этому, население города росло непомерными темпами. В 1850-м, население города составляло более 510 тыс. (из них – 235 тыс. мигрантов). В 1880-м – 1,2 млн (478 тыс. мигрантов)³.

Взрывной рост населения требовал постройки жилья. Колониальная история Нью-Йорка, однако, означала, что участки земли, на которые поделён город, были достаточно малы, поэтому строить вширь не удавалось.

На фоне этого, новшества в области инженерии и архитектуры не могли прийти в лучшее время.

Использование кованного железа в структуре здания позволило сделать толщину стен меньше (поскольку стенам, сделанным в то время из камня, больше не нужно было брать на себя столько нагрузки), а само здание – выше.

Высокие здания были более подвержены воздействию ветра. Уравнения Огюстена-Жана Френеля – французского инженера и физика – помогли инженерам корректно рассчитывать эту нагрузку, что позволило строить высокие здания, которые наверняка не обрушатся от давления ветра.

Здания с железной рамой были подвержены пожарам больше зданий каменных. Здесь вновь помогли исследования французских инженеров, а краеугольным камнем стала работа архитектора Роберта Уайта, родом из Нью-Йорка. Ситуации также помогли трагические пожары начала 1870-х – в Чикаго (1871) и Бостоне (1872): к концу десятилетия на рынке присутствовали десятки запатентованных средств для термоизоляции зданий.

Высокие здания с железными рамами весили гораздо больше, поэтому требовали более стабильного, глубокого фундамента, установленного в коренной породе: твёрдом камне, сидящем под почвой и, в отличии от почвы, не поддающемся движению.

Поскольку бурение в коренную породу проходило через грунтовые воды, существовал риск попадания воды вглубь фундамента, что со временем привело бы разъеданию оного и – как результат – обрушения здания. Для предотвращения заполнения отверствий в породе водой использовались кессоны: изолирующие коробки, изобретённые в Англии в 1830-х, где вода откачивалась наружу, а конструкция предотвращала ещё втекание обратно.

Другими словами: пришло время строить ввысь.

Па­ро­вая кор­по­ра­ция Нью-Йорка

С развитием сети небоскрёбов развивалась и сеть парового отопления.

Главным преимуществом пара перед другими источниками тепла того времени была его особенность подниматься на верхние этажи без помощи насосов. Для подачи горячей воды в батареи на тридцатом этаже потребовалось бы много энергии в дополнение к энергии, требуемой для подогрева самой воды. Пар же делает эту работу по своей природе, что делает его естественным выбором для небоскрёбов.

Многие из высоток, построенных в конце 1800-х—начале 1900-х, были подключены к паровому отоплению. На деле, такова была уверенность архитектора Тауэр-Билдинг, Брэдфорда Гилберта, в преимуществе пара, что он не планировал приспособление других методов отопления в конструкцию.

Некоторые знаменитые небоскрёбы того времени – например, Флэтайрон-Билдинг, знаменитый своей треугольной формой – не были, однако, подключены к сети Паровой компании: сеть их труб ещё не распространялась так далеко на север Манхэттена на тот момент.

В начале 1900-х сеть парового отопления росла огромными шагами. Самый мощный рывок начался в 1921-м: в результате значительного притока капитала компания переименовалась в Паровую корпорацию Нью-Йорка. После этого, расширение сети началось полным ходом: проще будет назвать небоскрёбы, которые не были подключены.

Забегая на пару десятилетий вперёд, стоит заметить, что наличие парового отопления оказало значительное влияние не только на сам дизайн высотных зданий в стиле ар-деко – например, Крайслер-билдинг, Эмпайр-Стейт-билдинг, или Уолдорф-Астория – но и на образ Нью-Йорка в целом. Одной из отличительных черт этих небоскрёбов является уникальная форма самого верха здания: крыша, которая как шпиль начинает скатываться в толщине.

Создать подобный архитектурный ландшафт было бы невозможно при наличии трубы для отвода горячего воздуха от, например, водяного или угольного отопления. Такая труба выделялась бы на фоне плавного перехода формы, даже поставленная симметрично. Эти знаменитые здания выглядели бы совершенно иначе – хуже, как негласно согласились архитекторы Нью-Йорка 1930-х.

К тому времени внешности города начали придавать большое значение, и важность высотных зданий для облика Нью-Йорка в целом тяжело переоценить. В этом смысле, функциональность представляет собой прямой источник эстетики. Облик города стал важен отчасти для того, чтобы впечатлить прибывавших мигрантов: уже издалека видя впечатляющую линию горизонта Нью-Йорка, тяжело было остаться равнодушным.

Отсутствие центрального отопления – то есть, собственной системы обогрева здания – также оставило след в дизайне подвалов этих высоток. Поль Моран, французский писатель, побывавший в Нью-Йорке во второй половине 1920-х, удивлялся в своей книге о городе тем, сколько роскоши он повидал там, где обычно складывают вёдра и веники. В подвалах высоток находились как салоны красоты, так и рестораны класса люкс.

До сих пор, небоскрёбы, связанные с паровым отоплением, были офисными зданиями и отелями – другими словами, компаниями, где люди не останавливаются постоянно. В 1930-х к сети начали подключать многоэтажные комплексы апартаментов: Сан-Ремо, Бересфорд, Эль-Дорадо...

Строительство высоток заметно спало во время Великой депрессии: всемирного экономического упадка, начавшегося в США в 1929—1930-х. Последнее жилое высотное здание того периода было закончено в 1933-м.

Небоскрёбы, однако, были далеко не единственными клиентами Паровой корпорации того времени. Казна США заключила договор о том, чтобы все федеральные здания в пределах сети были отапливаемы паром. Театры, школы, церкви, станции поездов, и магазины также оплачивали доступ к пару – не говоря уже о частных жителях.

Одним из знаменитых клиентов Паровой корпорации был Джон Д. Рокфеллер – нефтяной магнат, которого называют самым богатым американцем всех времён. В качестве отзыва он написал:

I have had my house heated for several seasons by steam supplied by your Company, and am satisfied with the service given.

Я несколько сезонов получал отопление для дома па́ром от вашей Компании и доволен предоставленными услугами.

Con­so­li­da­ted Edi­son

К 1936-му году, успешная электрификация Нью-Йорка – где подача электричества приносила компаниям значительно бо́льшие доходы, чем подача газа – позволила Edison Illuminating Company («Освещающая компания Эдисона», названная так в результате фокуса на электрическом освещении) объединиться с другими компаниями Томаса Эдисона в новую корпорацию: Consolidated Edison («Совмещённый Эдисон»), или сокращённо, ConEd.

К 1960-му, ConEd вобрал в себя множество компаний, работающих в области энергетики. Несмотря на частный статус корпорации в целом, одно из её подразделений – Consolidated Edison Company of New York, Inc. («Корпорация “Объединённая компания Эдисона города Нью-Йорк”») – носит статус regulated utilities («регулируемый поставщик жилищно-коммунальных услуг»). Это означает, что даже заведомо будучи подразделением частной компании, работа ConEd представляет высокий интерес для города (ведь она отвечает за подачу газа и электричества в Нью-Йорке) – а значит, регулируется на более требовательных условиях, соответствующих уровню компаний, отвечающих за подачу воды.

Сегодня сеть парового теплоснабжения охватывает почти половину Манхэттена, обслуживая около 1800-т клиентов. Объём сети не слишком изменился с 1930-х: стоит полагать, что в городе, который никогда не спит, перекрывать улицы на несколько недель ради прокладки новых труб – непозволительная роскошь. По словам Фрэнка Куомо⁴, менеджера в компании, ConEd не стремится расширять охват самой сети, но всегда ищет клиентов в рамках имеющегося доступа.

Большинство пара на Манхэттене производится в процессе когенерации: тепло и давление для подачи пара является побочным продуктов производства электричества. Когенерация ConEd использует сгораемое топливо⁵.

На бумаге это – куда более эффективный процесс, но выбросы CO₂ в атмосферу от этих заводов всё ещё измеряются в тысячах тонн в год. Другими словами, возможно, это эффективнее, чем раздельно, но заявлять о «зелёной энергии» относительно когенерации рано. ConEd говорит, что ищет способы интегрировать солнечное и ветряное производство электричества в процесс когенерации.

ConEd – не единственный производитель пара в Нью-Йорке: у некоторых организаций и зданий есть собственные источники когенерации. Чаще всего о собственной когенерации заботятся места вне покрытия паровой сети ConEd: например, Университет Нью-Йорка, здания которого находятся в небольшом островке отсутствия доступа к паровым трубам в Нижнем Манхэттене.

В 2011-м, университет перешёл с частного топливного генератора на частную когенерацию с помощью природного газа. В анонсе на сайте университета говорится, что новая платформа производства электричества и пара вместе производят в два раза больше энергии, чем топливный генератор, при этом выпуская в атмосферу на 23% меньше CO₂ и на 63% меньше опасных загрязнителей воздуха (в их числе оксиды азота, также известные как NO_x, и серы, также известные как SO_x).

Одно из преимуществ частной когенерации – относительная защищённость запаса энергии. Во время нашествия на Нью-Йорк урагана Сэнди в 2012-м, многие заводы когенерации ConEd вышли из строя: большинство из них находится близ воды, что ставит их в опасность затопления. Во время перебоев в подаче энергии в городе, Университет Нью-Йорка продолжал стабильно производить электричество для подключённых зданий.

Развитие и «озеленение» когенерации – один из шагов для исполнения воли уходящего мэра Нью-Йорка, Билла де Блазио. В декабре 2021-го де Блазио объявил об инициативе спонсирования и продвижения источников «зелёной» энергии в Нью-Йорке⁶. Согласно этой инициативе, Нью-Йорк к 2025-му году должен питаться исключительно «чистой» энергией (солнечная, ветряная и т.д.), а к 2050-му перейти в состояние carbon neutrality («углеродная нейтральность») – то есть равновесие между выбросами CO₂ в атмосферу и поглощения CO₂⁷.

Современное производство пара находится под тщательным контролем. На каждой подстанции ConEd установлены современные датчики температуры и давление, которые позволяют инженерам в реальном времени наблюдать за состоянием сети.

Для обеспечения всей сети паром не обязательно работать всем подстанциям одновременно: если одна или две станции отключатся на ремонт или выйдут из строя, остальные могут компенсировать, увеличив объём производства.

Одним из контринтуитивных, но интересных применений пара является охлаждение воздуха. Летом, когда нужды в тепле остаётся мало, пар можно пускать в местные двигатели-«чиллеры», которые используют энергию пара для производства электричества для кондиционеров здания.

Ста­рею­щая инфра­струк­тура

О паровой сети Нью-Йорка невозможно говорить, не упомянув о возрасте труб – и о том, к чему это может привести.

Даже трубам, заложенным в Мидтауне – среднем районе Манхэттена и последнем фронте расширения сети – почти век. Даже при лучших условиях эксплуатации и тщательном контроле, материалы, используемые в этих трубах, подвержены ходу времени. Коррозия со временем ведёт к утечкам горячего пара из труб; температура пара на выходе с подстанции в среднем достигает 450°F ≈ 232°C. Если утечка не была замечена вовремя, трубу, находящуюся под большим давлением, может прорвать.

Асфальтовая шрапнель, ожоги, и внезапные проблемы с движением автомобилей в городе, который никогда не спит, – это серьёзные проблемы, но не настолько серьёзные, как испарения с асбестом.

В течение многих лет асбест использовался как теплоизоляционный материал, не поверженный возгоранию – идеальные свойства для предотвращения теплоутечек из сверхгорячих металлических труб. К сожалению, широкое понимание объёма опасности этого минерала для человеческого организма наступило гораздо позже окончательной закладки паровой сети на Манхэттене. Перекапывать половину острова ради замены термоизоляции на трубах наверняка оказалось слишком дорогим в расчётах компании, чтобы сделать что-то по этому поводу.

Что сделало разрыв трубы в районе Грамерси-Парк в 1989-м настолько опасным.

ConEd четыре дня держали информацию о возможном разбросе амосита – формы асбеста – при себе, даже после того, как перепуганные жители района вернулись в свои квартиры.

После разглашения опасности близлежащих территорий, ConEd начали работу по очистке района. Взрыв произошёл в середине августа. Работы продолжались три месяца – в течение которых жильцы не могли вернуться в своих квартиры и были вынуждены искать место для сна где-то ещё.

Один жилец дома, близ которого произошёл взрыв, и два работника ConEd, проводившие работы с отбойным молотком над трубой – что и вызвало взрыв – погибли на месте. Третий работник ConEd умер от полученных травм на следующий день. 24 человека оказались ранены при взрыве.

Второй разрыв трубы в современной истории произошёл в 2007-м, недалеко от Центрального вокзала Нью-Йорка. Подозрения на теракт – всё ещё свежая идея после экзистенциального шока 11-го сентября – были быстро развеяны мэром Майклом Блумбергом в выступлении по телевидению. Один человек погиб, несколько десятков оказались ранены.

Третий – в середине июля 2018-го, в районе Флэтайрон. Никто не погиб, пять человек получили мелкие ранения.

И в 2007-м, и в 2018-м асбест был выпущен в атмосферу в результате взрыва. То же стоит сказать о «как минимум десятке разрывов» в период с 1986-го по 1997-й⁸.

Поскольку трубы не торопятся заменять, любой разрыв – когда и где угодно – грозит не только случайным прохожим, оказавшимся слишком близко к неладной трубе: он грозит и людям вдали, и медикам скорой помощи, приехавшим помогать пострадавшим, и полицейским, координирующим действия спасательных служб...

Па­ро­вые тру­бы

Тем не менее, паровое отопление остаётся одним из закулисных символов города, помогая Манхэттену поддерживать свою характерную форму, полную небоскрёбов. Поэтому закончить выпуск хотелось бы позитивной нотой, связанной с системой отопления.

Эта позитивная нота принимает форму высокой пластиковой башни – оранжевой с белыми полосами – из которых, по канону мифологии Нью-Йорка, постоянно идёт пар.

Паровые трубы (steam stacks) – один из неофициальных символов Нью-Йорка, который можно встретить, казалось бы, везде.

На деле, эти трубы – средство безопасности. Их ставит ConEd на местах, где можно отвести пар от известной им протечке трубы. Трубы эти предназначены для того, чтобы не дать горячему пару обжечь прохожих и не мешать проезду автотранспорта по дороге.

Ни трубы, ни идущий из них пар не несут опасности для прохожих и, подчёркивает ConEd, не взорвутся внезапно. Компания уверяет: эти заметные трубы стоят там потому, что компания знает о протечке, уверена в отсутствии опасности от неё, и уже работает над починкой прорехи.

Простой, даже столь яркий, бытовой предмет, который нью-йоркцы перестают замечать.

Именно эта невидимость натолкнула артиста Марка Райгельмана на идею: заменить обычную трубу на «дымящий» домик.

По словам Райгельмана, он хотел взбудоражить очередного жителя Нью-Йорка, которому кажется, что тот уже видел всё, что город можем ему показать, и больше не обращает внимание на привычные вещи.

Райгельман был вдохновлён немецким украшением под названием Räuchermann («курящий человечек»). «Человечек», сделанный из дерева, садился на горящую ароматическую свечу. Благодаря структуре фигурки, выглядело так, словно «человечек» курил, выпуская дым с приятным запахом.

Проект Райгельмана назывался Smökers, где умлаут – две точки над буквой – служит отсылкой к немецким корням идеи (и, соответственно, не несёт фонетической нагрузки). По словам Фрэнка Куомо, менеджера в ConEd, им «пришлось погоняться за этими внезапными украшениями несколько недель»⁹.

На этом – всё. Спасибо, что читаете Gotham, Nightly. Автор надеется, что вы узнали что-то новое сегодня. Если у вас остались вопросы, можете оставить их в комментариях.

До следующего выпуска! Готэм будет ждать вас.