stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
تاريخ آلات قياس الوقت
الأجهزة الحديثة > الساعات > الساعات البندولية

تواصلت الابتكارات في الساعات الميكانيكية، وتصاغر حجمها حتى أصبحت الساعات تستخدم داخل المنازل بحلول القرن الخامس عشر، كما أصبحت للاستخدام الشخصي في القرن السادس عشر. وفي حوالي عام 1580، بحث العالم الإيطالي جاليليو جاليلي التأرجح المنتظم للبندول، واكتشف أنه من الممكن استخدامه لتنظيم الوقت. ورغم أن جاليلي درس حركة البندول، إلا أنه لم يصمم ساعة تعتمد على فكرته تلك، حيث كانت أول ساعة بندولية من صنع العالم الهولندي كريستيان هوغنس عام 1656. كانت النماذج الأولى منها تتسبب في تأخر الوقت بمعدل دقيقة كل يوم، ثم تطورت إلى تأخير بمقدار 10 ثوان كل يوم، وهو ما كان يعتبر دقة عالية في ذاك الوقت.
ساهم اليسوعيون بصورة كبيرة في تطوير الساعات البندولية في القرنين السابع عشر والثامن عشر، حيث كانوا يبدون حرصًا غير عادي في دقة تقدير الوقت. ولقياس ثانية بندولية بدقة، قام الفلكي الإيطالي جيوفاني باتيستا ريتشيولي بإقناع تسعة من أتباعه اليسوعيين بعدّ حوالي 87,000 أرجحة في يوم واحد. وقد لعبوا دورًا مؤثرًا في نشر واختبار الأفكار العلمية في تلك الفترة، وتعاونوا مع العديد من العلماء المعاصرين أمثال هينغز.
يرجع تاريخ اختراع الساعة ذات الصندوق الطويل الحديثة ذات تقنية مثبت ميزان الساعة إلى حوالي عام 1670. قبل ذلك، كانت الساعات البندولية تستخدم تقنية ميزان الساعة ذي القضيب القديمة، التي تتطلب مدى أرجحة كبير يصل إلى 100°. ولتجنب الحاجة إلى صندوق كبير للغاية، استخدمت معظم الساعات ذات تقنية ميزان الساعة ذي القضيب بندولاً قصيرًا. ورغم ذلك، قللت تقنية مثبت ميزان الساعة مدى الأرجحة الضروري للبندول بنحو 4° إلى 6°، لتسمح بذلك لصانعي الساعات باستخدام بندولات أطول، فتطلبت بذلك طاقة أقل للحركة وقللت من الاحتكاك والبلي، كما كانت أكثر دقة من البندولات القصيرة. استخدمت معظم الساعات ذات الصندوق الطويل بندولاً يصل طوله إلى المتر، لتستغرق كل أرجحة ثانية واحدة. أدت متطلبات الطول تلك مع الحاجة إلى مساحة لتساقط الوزن الذي يسمح للساعة بالعمل، إلى الحاجة إلى ذاك الطول في الساعة.
وفي عام 1675، بعد 18 عام من اختراع الساعة البندولية، استخدم هينغز النابض الشعري الحلزوني مع عجلة اتزان في ساعات الجيب، بديلاً عن النابض الطولي الذي اخترعه الفيلسوف الطبيعي الإنجليزي روبرت هوك. نتج عن ذلك، تقدم كبير في دقة ساعات الجيب، من تأخير عدة ساعات في اليوم أحيانًا إلى نحو 10 دقائق في اليوم، كما أثّر استخدام البندول في الساعات الميكانيكية.
الأجهزة الحديثة > الساعات > صانعو الساعات

كان صانعو الساعات الأوائل من حرفيي صناعات الأقفال والمجوهرات. وقد تدرجت صناعة الساعات من الصناعة بحسب الطلب، إلى الإنتاج الكمي على مدى أعاوام طويلة. كانت باريس وبلوا المراكز الأولى لصناعة الساعات في فرنسا. وقد كان لصانعي الساعات الفرنسيين أمثال جوليان لوروا صانع ساعات قصر فيرساي، البق في تصميم هياكل الساعات وساعات الزينة. ينتمي لو روي للجيل الخامس لأسرة من صانعي الساعات، وقد وصفه معاصروه بأنه «أكثر صانعو الساعات مهارة في فرنسا، وربما في أوروبا». اخترع لو روي تقنية تكرارية خاصة حسّنت من دقة الساعات، مما شجع العلماء على مواصلة أبحاثهم للوصلول إلى طرق جديدة لقياس الوقت بدقة أكبر.
بين عامي 1794-1795، وبعد أحداث الثورة الفرنسية، ألزمت الحكومة الفرنسية لفترة وجيزة باستخدام الساعات العشرية، التي تقسم اليوم إلى عشر ساعات في كل منها 100 دقيقة. إلا أن تكلفة تحويل كل الساعات إلى هذا النظام، أعاقت انتشاره.
وفي ألمانيا، كانت نورنبيرغ وآوغسبورغ مراكز صناعة الساعات الأولى هناك، ثم أصبحت الغابة السوداء متخصصة في صناعة ساعات الوقواق الخشبية. وقد أصبح الإنجليز المسيطرون على صناعة الساعات في القرنين السابع عشر والثامن عشر. ثم أصبحت سويسرا مركزًا لصناعة الساعات الميكانيكية الأكثر دقة في العالم، بعد أن نزح إليها الحرفيين الهوغونوتيين في القرن التاسع عشر. وتعد باتك فيليب الشركة الرائدة اليوم في صناعة الساعات، وهي الشركة التي أسسها أنتوني باتك من وارسو وأرديان فيليب من برن.
الأجهزة الحديثة > الساعات > ساعات اليد

في عام 1904، طلب الطيار ألبرتو سانتوس-دومونت من صديقه الساعاتي الفرنسي لويس كارتييه تصميم ساعة يستخدمها في رحلاته. كانت ساعات اليد قد اخترعت بالفعل عام 1868، على يد باتك فيليب، ولكن كسوار نسائي، كقطعة من المجوهرات. ولما كانت ساعة الجيب غير ملائمة، صنع كارتييه ساعة يد لسانتوس، لتكون أول ساعة يد رجالية، بل وتصلح للاستخدام العملي.
زادت شعبية ساعات اليد خلال الحرب العالمية الأولى، عندما وجدها الضباط أكثر ملائمة من ساعات الجيب في المعارك. واعتمد ضباط المدفعية والمشاة على ساعاتهم، بعد أن أصبحت المعارك أكثر تعقيدًا، بل وأصبح تنسيق الهجوم ضروريًا. كانت الحاجة إلى ساعات اليد في الجو كما على الأرض، بعد أن وجدها الطيارون الحربيون أكثر ملائمة من ساعات الجيب. وبالتالي، أصبحت الجيوش تتعاقد على ساعات يد للجنود والطيارين على حد سواء. وفي الحرب العالمية الثانية، كانت ساعة A-11 مرغوبة بين الطيارين الأمريكيين، نظرًا لخلفيتها السوداء وأرقامها البيضاء، مما جعلها سهلة القراءة.
الأجهزة الحديثة > الكرونوميترات

الكرونوميترات البحرية هي ساعات تستخدم في البحر كمقياس للوقت، لتحديد خطوط الطول الجغرافية عن طريق الملاحة الفلكية. كان أول من صنعها نجار من يوركشاير يدعى جون هاريسون، الذي فاز عن ذلك بجائزة من الحكومة البريطانية عام 1759. تعتمد فكرة الكرونوميتر البحري على احتفاظه بتوقيت مكان ثابت معروف -عادةً توقيت غرينيتش— ليسمح للبحارة بمعرفة خطوط الطول بمقارنة توقيت الظهر عند نقطة القياس، بالتوقيت في غرينيتش في نفس الوقت.
في البداية، كان لفظ كرونوميتر يشير للكرونوميترات البحرية، ومع الوقت أصبح اللفظ يشير أيضًا إلى ساعة الكرونومتر وهي ساعة يد ذات معايير دقيقة لقياس الوقت وضعتها الوكالة السويسرية لاختبار الكرونوميترات (COSC). سنويًا، يحصل أكثر من مليون كرونوميتر على شهادة عيارية من الوكالة السويسرية بعد اختبارها، وتحصل بعد ذلك على رقم متسلسل. وفقًا للوكالة السويسرية، فإن الكرونوميتر هو ساعة يد عالية الدقة، قادرة على عرض الثواني والتي تم اختبارها على مدى عدة أيام، في مواقع مختلفة، وعند درجات حرارة مختلفة، من قبل مسؤول في هيئة محايدة.
الأجهزة الحديثة > مذبذبات الكوارتز

اكتشفت الخواص الكهربية الانضغاطية لبلورات الكوارتز عام 1880، على يد العالمين جاك وبيير كوري. أنشأ والتر جايتون كادي أول متذبذب بلوري من الكوارتز عام 1921، ثم صنع العالمان ماريسون وهورتون أول ساعة كوارتز في مختبرات بل في كندا عام 1927. شهدت العقود التالية تطور ساعات الكوارتز، كأجهزة دقيقة لقياس الوقت في المختبرات -حيث حدّت الإلكترونيات الدقيقة والضخمة الموجودة داخل أنابيب مفرغة، من استخدامها العملي في أي مكان آخر. وفي عام 1932، تم تطوير ساعة كوارتز لها القدرة على قياس التغيرات الأسبوعية الصغيرة في معدل دوران الأرض. اعتمدت الهيئة الوطنية للمعايير (الآن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا) في الولايات المتحدة الأمريكية معايرة الوقت على ساعات الكوارتز منذ عام 1929، وحتى الستينات عندما اعتمدت على الساعات الذرية بديلاً عنها. وفي عام 1969، أنتجت سيكو أول ساعة يد كوارتز في العالم، من فئة أسترون. كانت دقة تلك الساعة وانخفاض تكلفة إنتاجها سببًا في الانتشار اللاحق لساعات الكوارتز.
الأجهزة الحديثة > الساعات الذرية

الساعات الذرية هي أجهزة ضبط الوقت الأكثر دقة المعروفة حتى الآن. تبلغ دقتها ثوان قليلة على مدى آلاف السنين، لذا فهي تستخدم لمعايرة آلات تحديد الوقت. اخترعت الساعة الذرية الأولى في عام 1949، وهي معروضة في معهد سميثسونيان، وتعتمد على خط الامتصاص في جزيء الأمونيا، لكن معظم الساعات الذرية الآن تعتمد على خاصية اللف المغزلي لذرة السيزيوم. وقد اعتمد النظام الدولي للوحدات الثانية كوحدة الوقت بناء على خصائص السيزيوم في عام 1967. ويعرف نظام الوحدات الدولي الثانية على أنها 9,192,631,770 دورة إشعاع مقابلة لانتقال الإلكترونات بين مستويين لطاقة اللف المغزلية للحالة القاعية لذرة 133Cs
ساعة السيزيوم الذرية، التي يحتفظ بها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، تبلغ دقتها 30 جزءا من المليار من الثانية في السنة. وقد استخدمت عناصر أخرى في الساعات الذرية، مثل الهيدروجين لمزيد من الاستقرار وبخار الروبيديوم للحصول على حجم أصغر واستهلاك أقل للطاقة وتكلفة منخفضة.
وصلات خارجية

www.germanclocks.org - تسلسل زمني كامل لعلم قياس الزمن.
نظرة طيَّار عن تغيّر أشكال قطع آلات الطيران المدني والعسكري.
مسيرة عبر الزمن
قياس الزمن في مصر القديمة.
نظر عامة أساسية.
| ع ن مقاييس ومعايير الزمن | ع ن مقاييس ومعايير الزمن |
| --- | --- |
مواضيع رئيسية: زمن - قياس الزمن - تقدير الكم - علم القياس
معايير دولية: توقيت عالمي منسق - توقيت عالمي - الهيئة الدولية لدوران الأرض والنظم المرجعية - ايزو 31-1 - ايزو 8601 - توقيت ذري عالمي - 12 ساعة - 24 ساعة - توقيت صيفي - خط التاريخ الدولي - منطقة زمنية
معايير قديمة: توقيت غرينيتش - خط غرينتش
الزمن في الفيزياء: زمن ومكان مطلقان - زمكان - كرونون - إشارة مستمرة - توقيت منسق - زمن بلانك - زمن خاص - نظرية النسبية - تمدد الزمن الثقالي - تمدد الزمن
علم البنكامات: ساعة (آلة) - أستراريوم - ساعة ذرية - معادلة زمنية - تاريخ آلات قياس الوقت - ساعة رملية - مقياس الزمن البحري - ساعة رملية بحرية - ساعة راديو - مزولة - ساعة يد - ساعة مائية
تقويم: تقويم فلكي - اعتدال شمسي - تقويم ميلادي - تقويم عبري - تقويم هجري - تقويم يولياني - سنة كبيسة - تقويم قمري - تقويم شمسي قمري - تقويم أسبوعي - تقويم شمسي - انقلاب شمسي - سنة مدارية
علم الآثار والجيولوجيا: تأريخ زمني - مقياس زمني جيولوجي - اللجنة الدولية للطبقات
تسلسل زمني فلكي: سنة مجرية - مبادرة (حركة)
وحدات الوقت: قرن - يوم - عقد - ساعة - لحظة - ألفية - دقيقة - شهر - ثانية - أسبوع - سَنَة
مواضيع مرتبطة: علم التسلسل الزمني - فترة - زمن متري - قيمة وقتية للنقود - مراقبة الوقت
في كومنز مواد ذات صلة بـ تاريخ آلات قياس الوقت.
بوابة التاريخ
بوابة تاريخ العلوم
بوابة زمن
المسلة المصرية بميدان الكونكورد في باريس
الساعة المائية زيبد.
ساعة فارسية قديمة.
ساعة الفيل المائية التي صنعها الجزري، عام 1206.
ساعة شمعية.
شرح الجزري للساعة الشمعية في كتاب معرفة الحياة الهندسية
المخطط الأصلي للبنية الداخلية لبرج ساعة سو سونغ كما وصفها في كتابه.
ساعة الجزرى الفلكية العملاقة.
الإسطرلاب، استخدمه الفلكيون المسلمون كساعة فلكية في المساجد والمراصد.
مزولة من القرن العشرين في إشبيلية، إسبانيا.
ساعة دير سانت ألبانز الفلكية التي بناها رئيس الدير ريتشارد من والينجفورد.
واجهة ساعة براغ الفلكية (1462)
ساعة كوارتز وكرونوغراف حديثة.
البنية الداخلية لرزمة كوارتز HC-49 حديثة عالية الأداء.
بيري هيل

بيري هيل (بالإنجليزية: Berry Hill, Tennessee)‏ هي مدينة تقع بولاية تينيسي في وسط شرق الولايات المتحدة. تبلغ مساحة هذه المدينة 2.3 (كم²)، وترتفع عن سطح البحر 163 م، بلغ عدد سكانها 537 نسمة في عام 2010 حسب إحصاء مكتب تعداد الولايات المتحدة وتصل الكثافة السكانية فيها auto نسمة/كم2.
التركيبة السكانية

حدّد مكتب تعداد الولايات المتحدة بيانات التركيبة السكانية لبيري هيل في تعداد الولايات المتحدة. في ما يلي، التركيبة السكانية حسب تعدادي 2000 و2010.
التركيبة السكانية > تعداد عام 2000

بلغ عدد سكان بيري هيل 674 نسمة بحسب تعداد عام 2000، وبلغ عدد الأسر 399 أسرة وعدد العائلات 126 عائلة مقيمة في المدينة. في حين سجلت الكثافة السكانية 286.8 نسمة لكل كيلومتر مربع (742.8/ميل2). وبلغ عدد الوحدات السكنية 442 وحدة بمتوسط كثافة قدره 188.1 لكل كيلومتر مربع (487.2/ميل2).
وتوزع التركيب العرقي للمدينة بنسبة 76.41% من البيض و16.17% من الأمريكيين الأفارقة و0.15% من الأمريكيين الأصليين و2.37% من الأمريكيين ذوي الأصول الآسيوية و1.93% من الأعراق الأخرى و2.97% من عرقين مختلطين أو أكثر و3.41% من الهسبانيون أو اللاتينيون من أي عرق.
بلغ عدد الأسر 399 أسرة كانت نسبة 11.5% منها لديها أطفال تحت سن الثامنة عشر تعيش معهم، وبلغت نسبة الأزواج القاطنين مع بعضهم البعض 19.8% من أصل المجموع الكلي للأسر، ونسبة 8.3% من الأسر كان لديها معيلات من الإناث دون وجود شريك، بينما كانت نسبة 3.5% من الأسر لديها معيلون من الذكور دون وجود شريكة وكانت نسبة 68.4% من غير العائلات. تألفت نسبة 58.9% من أصل جميع الأسر من عدة أفراد يعيشون في نفس المنزل ونسبة 10% كانت تتألف من شخص يعيش بمفرده يبلغ من العمر 65 عاماً أو أكثر. وبلغ متوسط حجم الأسرة المعيشية 1.65، أما متوسط حجم العائلات فبلغ 2.54.
بلغ العمر الوسطي للسكان 38.4 عاماً. وكانت نسبة 10.4% من القاطنين تحت سن الثامنة عشر، وكانت نسبة 10.7% بين الثامنة عشر والرابعة والعشرين عاماً، ونسبة 38.7% كانت واقعةً في الفئة العمرية ما بين الخامسة والعشرين والرابعة والأربعين عاماً، ونسبة 24.8% كانت ما بين الخامسة والأربعين والرابعة والستين، ونسبة 13.2% كانت ضمن فئة الخامسة والستين عاماً فما فوق. يوجد لكل 100 أنثى 104.0 ذكر، ويوجد لكل 100 أنثى في الثامنة عشر من عمرها فما فوق 103.1 ذكر.
بلغ متوسط دخل الأسرة في المدينة 30,529 دولارًا، أما متوسط دخل العائلة فبلغ 43,636 دولارًا. وكان متوسط دخل الذكور 27,778 دولارًا مقابل 23,500 دولارًا للإناث. وسجل دخل الفرد الخاص بالمدينة 22,154 دولارًا. وكانت نسبة 4.9% من العائلات ونسبة 10.3% من السكان تحت خط الفقر، وكان من هؤلاء نسبة 7.7% تحت سن الثامنة عشر ونسبة 22% في الخامسة والستين من العمر وما فوق.
التركيبة السكانية > تعداد عام 2010

بلغ عدد سكان بيري هيل 537 نسمة بحسب تعداد عام 2010، وبلغ عدد الأسر 330 أسرة وعدد العائلات 91 عائلة مقيمة في المدينة. في حين سجلت الكثافة السكانية 228.5 نسمة لكل كيلومتر مربع (591.8/ميل2). وبلغ عدد الوحدات السكنية 422 وحدة بمتوسط كثافة قدره 179.6 لكل كيلومتر مربع (465.2/ميل2).
وتوزع التركيب العرقي للمدينة بنسبة 85.66% من البيض و5.59% من الأمريكيين الأفارقة و0.19% من الأمريكيين الأصليين و2.79% من الأمريكيين ذوي الأصول الآسيوية و4.28% من الأعراق الأخرى و1.49% من عرقين مختلطين أو أكثر و6.33% من الهسبانيون أو اللاتينيون من أي عرق.
بلغ عدد الأسر 330 أسرة كانت نسبة 8.5% منها لديها أطفال تحت سن الثامنة عشر تعيش معهم، وبلغت نسبة الأزواج القاطنين مع بعضهم البعض 17.9% من أصل المجموع الكلي للأسر، ونسبة 7.6% من الأسر كان لديها معيلات من الإناث دون وجود شريك، بينما كانت نسبة 2.1% من الأسر لديها معيلون من الذكور دون وجود شريكة وكانت نسبة 72.4% من غير العائلات. تألفت نسبة 58.8% من أصل جميع الأسر من عدة أفراد يعيشون في نفس المنزل ونسبة 7% كانت تتألف من شخص يعيش بمفرده يبلغ من العمر 65 عاماً أو أكثر. وبلغ متوسط حجم الأسرة المعيشية 1.61، أما متوسط حجم العائلات فبلغ 2.47.
بلغ العمر الوسطي للسكان 33.5 عاماً. وكانت نسبة 7.3% من القاطنين تحت سن الثامنة عشر، وكانت نسبة 13.2% بين الثامنة عشر والرابعة والعشرين عاماً، ونسبة 45.6% كانت واقعةً في الفئة العمرية ما بين الخامسة والعشرين والرابعة والأربعين عاماً، ونسبة 24.2% كانت ما بين الخامسة والأربعين والرابعة والستين، ونسبة 9.7% كانت ضمن فئة الخامسة والستين عاماً فما فوق. وتوزع التركيب الجنسي للسكان بنسبة 51.4% ذكور و48.6% إناث.
مراجع

↑     "صفحة  بيري هيل في  خريطة الشارع المفتوحة". OpenStreetMap. اطلع عليه بتاريخ 2024-12-27.
↑    "صفحة  بيري هيل في GeoNames ID". GeoNames ID. اطلع عليه بتاريخ 2024-12-27.
↑     "صفحة بيري هيل في ميوزك برينز". MusicBrainz area ID. اطلع عليه بتاريخ 2024-12-27.
↑  United States Census 2010 (بالإنجليزية), QID:Q523716
↑  تعداد الولايات المتحدة 2020، QID:Q23766566
↑  مكتب تعداد الولايات المتحدة، المحرر (17 مارس 2022)، 2016–2020 American Community Survey، QID:Q111610221
↑  GeoNames (بالإنجليزية), 2005, QID:Q830106
↑  "GCT-PH1 – Population, Housing Units, Area, and Density: 2010 – State — Place and (in selected states) County Subdivision". تعداد الولايات المتحدة 2010. مكتب تعداد الولايات المتحدة. مؤرشف من الأصل في 2014-02-14. اطلع عليه بتاريخ 2013-08-04.
1 2  مكتب تعداد الولايات المتحدة (19 Dec 2012). "U.S. Census website" (بالإنجليزية). Archived from the original on 2021-7-9. Retrieved 2021-07-10. {{استشهاد ويب}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (help)
تدفئة مناطقية

تدفئة مناطقية
| 0 | 1 |
| --- | --- |
صنف فرعي من:  engineered physical system (en)  بنية تحتية 
جزء من:  مرفق عمومي 
الاستعمال:  معدات التدفئة  حماية المناخ 
له جزء أو أجزاء:  district heating station (en)  district heating substation (en)  district heating tunnel (en)  نظام تدفئة 
النقيض:  تبريد مناطقي 
تعديل - تعديل مصدري - تعديل ويكي بيانات
خط توزيع الماء الساخن، أنابيب مغطاة بعازل حراري
شبكات تدفئة (تعرف أيضًا باسم تدفئة المدن أو تدفئة عن بعد) نظام لتوزيع الحرارة المولدة في موقع مركزي عبر شبكة أنابيب معزولة لمتطلبات التدفئة التجارية والسكنية كالمدافئ وسخانات المياه. تولد الحرارة غالبًا في محطات توليد مشترك تعمل على الوقود الأحفوري أو الكتلة الحية، لكن محطات المراجل المولدة للحرارة فقط والتدفئة الأرضية الحرارية (الجيوحرار ية أو الجيوثيرمية) ومضخات الحرارة والتدفئة الشمسية المركزية تستخدم أيضًا، وكذلك تستخدم الضياعات الحرارية من توليد الكهرباء بالطاقة النووية. يمكن لمنشآت تدفئة المدن توفير  مردود أكبر وسيطرة أفضل على التلوث من المراجل المحلية. وفقًا لبعض الأبحاث، تدفئة المدن المشتركة بين الطاقة والحرارة (سي إتش بّي دي إتش) هي أرخص طريقة لتخفيض الانبعاثات الكربونية، وتمتلك أقل آثار كربونية من بين كل محطات التوليد باستخدام الوقود الأحفوري. لا تستخدم محطات الجيل الخامس لشبكات التدفئة الاحتراق في الموقع ولا تنتج أي انبعاثات لثاني أكسيد الكربون CO2 ولا ثاني أكسيد الآزوت (النتروجين) NO2 في الموقع؛ بل تطبق انتقال الحرارة الذي يستخدم الكهرباء والتي قد توَّلد بدورها من مصادر طاقات متجددة، أو من محطات طاقة أحفورية بعيدة. يستعمل مزيج بين المحطات المشتركة للتوليد والتدفئة بالإضافة إلى المضخات الحرارية المركزية في نظام ستوكهولم متعدد الطاقات. ما يسمح بإنتاج الحرارة عبر الكهرباء عند وجود وفر في إنتاج الطاقة بشكل متقطع  والتوليد المشترك للطاقة الكهربائية وتدفئة المدن عند انخفاض إنتاج الطاقة المتقطع.
تصنَّف تدفئة المدن في المرتبة 27 بين الحلول المئة للاحتباس الحراري التي اقترحها مشروع دروداون.
خلفية تاريخية

تعود جذور شبكات التدفئة إلى حمامات الماء الساخن والبيوت الدفيئة في الإمبراطورية الرومانية. عادةً، يُنظر إلى نظام توزيع مياه ساخنة في شود-إيغيه في فرنسا على أنه أول شبكة تدفئة فعلية. استعملت الطاقة الجيوحرارية لتوفير الحرارة لنحو 30 منزلًا وبدأت العمل في القرن الرابع عشر.
أطلقت أكاديمية البحرية الأمريكية في آنابوليس خدمة شبكة التدفئة البخارية في عام 1853.
بالرغم من استخدام هذه الشبكات وشبكات عديدة أخرى عبر القرون، أُطلق أول نظام شبكات تدفئة ناجح تجاريًّا في لوكبورت، نيويورك، عام 1877 من قبل مهندس الهيدروليك الأميركي بيردسيل هولي، والذي يُعتبر مؤسس شبكات التدفئة الحديثة.
خلفية تاريخية > أجيال شبكات التدفئة

بشكل عام، يمكن تمييز خمسة أجيال لأنظمة شبكات التدفئة.
خلفية تاريخية > الجيل الأول

كان الجيل الأول نظامًا عاملًا على البخار وقوده الفحم وبدأ في الولايات المتحدة في ثمانينيات القرن التاسع عشر، وشاع استخدامه في بعض البلدان الأوروبية أيضًا. كان النظام الأحدث حتى الثلاثينيات واستخدم قنوات إسمنتية، وعمل على درجات حرارة مرتفعة جدًّا ولذا لم يكن اقتصاديًّا كثيرًا. كانت هناك مشاكل أيضًا في الوثوقية والأمان بسبب أنابيب البخار الحار المضغوط. في الوقت الراهن، يُعتبر هذا الجيل عتيق الطراز من منظور التكنولوجيا. بأي حال، لا تزال بعض أنظمة هذا الجيل قيد العمل، مثلًا في نيويورك وباريس. حُوّلت أنظمة أخرى كانت في الأصل تنتمي لهذا الجيل فيما بعد إلى أجيال لاحقة.
خلفية تاريخية > الجيل الثاني

طُوّر الجيل الثاني في الثلاثينيات واستمر بناء أنظمته حتى السبعينيات. كان يحرق الفحم والنفط، وتُنقل الحرارة عبر أنابيب ماء حار مضغوط كحامل للحرارة. كانت للأنظمة عادةً حرارة تغذية تفوق 100 درجة مئوية، استخدم أنابيب المياه في قنوات إسمنتية مجمعة بمعظمها في الموقع، ومعدات ثقيلة. كان توفير الطاقة الرئيسية سببًا أساسيًّا لاستخدام هذه الأنظمة، وهذا ناتج عن استخدام محطات مشتركة لتوليد الطاقة الكهربائية والتدفئة. كانت الأنظمة النمطية لهذا الجيل هي الأنظمة السوفيتية لشبكات التدفئة التي أُنشئت بعد الحرب العالمية الثانية في عدة بلدان في شرق أوروبا، مع أنها كانت تستعمل في بلدان أخرى.
خلفية تاريخية > الجيل الثالث

طُوّر الجيل الثالث في السبعينيات واستخدم لاحقًا في معظم الأنظمة التي أُنشئت بعد ذلك في أنحاء العالم. يدعى هذا الجيل أيضًا «تكنولوجيا شبكات التدفئة الإسكندنافية»، لأن كثيرًا من صانعي عناصر شبكات التدفئة كانوا متمركزين في الدول الإسكندنافية. يستخدم الجيل الثالث أنابيب مسبقة الصنع والعزل، تُدفن مباشرةً تحت الأرض وتعمل على درجات حرارة أقل، عادةً أقل من 100 درجة مئوية. كان تأمين الموارد من خلال تحسين المردود الطاقي بعد أزمتي النفط اللتين أديتا إلى اضطراب في مؤونة النفط. لذلك عادةً ما استعملت هذه الأنظمة الفحم والكتلة الحية والهدر الحراري كمصادر طاقة، في حين أُهمل النفط غالبًا. في بعض الأنظمة، تستخدم الطاقة الجيوحرارية والشمسية أيضًا في المزيج الطاقي. فباريس على سبيل المثال استخدمت التدفئة من مصادر الطاقة الجيوحرارية ذات درجة حرارة 55-70 درجة مئوية على عمق 1-2 كيلومتر تحت سطح الأرض منذ السبعينيات للتدفئة المنزلية.
خلفية تاريخية > الجيل الرابع

حاليًّا، يُطوّر الجيل الرابع، مع كون الانتقال إلى الجيل الرابع جاريًا بالفعل في الدنمارك. الجيل الرابع مصمم لمحاربة التغير المناخي وإشراك حصص كبيرة من مصادر متعددة للطاقة المتجددة في شبكات التدفئة من خلال توفير مرونة عالية للشبكة الكهربائية.
وفقًا لمراجعة أجراها لوند وزملاؤه، على تلك الأنظمة أن تمتلك هذه القدرات:
القدرة على توفير شبكات تدفئة بحرارة منخفضة للمدافئ وسخانات المياه المنزلية للأبنية الموجودة، والأبنية الموجودة المجددة بإصلاحات تخص الطاقة، والأبنية الحديثة الموفرة للطاقة.
القدرة على توزيع الحرارة في الشبكات بفواقد شبكة منخفضة.
القدرة على إعادة تدوير الحرارة من مصادر درجات الحرارة المنخفضة وإشراك مصادر الحرارة المتجددة كالحرارة الشمسية والجيوحرارية.
القدرة على أن تكون جزءًا تكامليًّا مع أنظمة الطاقة الذكية (أي شبكات الكهرباء والغاز والسوائل والحرارة الذكية التكاملية).
القدرة على تأمين تخطيط وكلفة وهيكليات محفزة مناسبة فيما يتعلق بالتشغيل والاستثمارات الاستراتيجية المرتبطة بعملية التحول إلى أنظمة طاقة مستقبلية مستدامة.
بالمقارنة مع الأجيال السابقة، انخفضت مستويات درجة الحرارة لزيادة المردود الطاقي للنظام، بدرجة حرارة 70 درجة مئوية أو أقل على خط التغذية. مصادر الحرارة المحتملة هي الهدر الحراري من الصناعات ونواتج الاحتراق في محطات التوليد المشترك للطاقة والتدفئة ومحطات الطاقة العاملة على الكتلة الحية (البيوماس) والطاقة الحرارية الشمسية والجيوحرارية (التدفئة المركزية الشمسية) والمضخات الحرارية واسعة النطاق والهدر الحراري من عمليات التبريد ومراكز البيانات ومصادر طاقة مستدامة أخرى. يُتوقع لأنظمة الجيل الرابع من شبكات التدفئة بمساعدة مصادر الطاقة هذه ومخازن الطاقة الحرارية واسعة النطاق -بما فيها مخازن الطاقة الحرارية الموسمية- أن توفر المرونة اللازمة لموازنة توليد الطاقة من الشمس والرياح، على سبيل المثال من خلال استخدام المضخات الحرارية لمكاملة فائض الطاقة كحرارة عند وجود طاقة ريحية كثيرة أو توفير الكهرباء من محطات الكتلة الحية عند الحاجة إلى طاقة احتياطية. لذلك، تُعتبر المضخات الحرارية الضخمة (واسعة النطاق) التقنيةَ المفتاحية لأنظمة الطاقة الذكية بحصص كبيرة للطاقات المتجددة قد تصل إلى 100% ولأنظمة شبكات التدفئة المتقدمة من الجيل الرابع.
خلفية تاريخية > الجيل الخامس

توزع شبكة التدفئة من الجيل الخامس الحرارة بدرجات حرارة قريبة من الحرارة الأرضية المحيطة: هذا يقلل الضياعات الحرارية إلى الأرض ويقلل الحاجة إلى العزل الشديد. يستخدم كل مبنى في الشبكة مضخة حرارية موضوعة في غرفة معداته الخاصة لاستخراج الحرارة من الدارة المحيطة عند الحاجة إلى الحرارة، ويستخدم نفس المضخة الحرارية لرفض الحرارة عند حاجته للتبريد. هذا يسمح للحرارة المهدورة من التبريد أن يعاد تدويرها إلى تلك الأبنية التي تحتاج التدفئة على «شبكة مشاركة الحرارة». يُتحكم بدرجة الحرارة الكلية ضمن الدارة المحيطة من خلال التبادل الحراري مع المياه الجوفية أو مصدر مياه آخر لتبقى في حدود 10-25 درجة مئوية.
يمكن لبناء حديث بنظام توزيع حرارة داخلي منخفض الحرارة تركيب مضخة حرارية فعالة تعطي خرجًا حراريًّا عند 45 درجة مئوية. سيتطلب بناءٌ أقدم بنظام توزيع حرارة داخلي له درجة حرارة أعلى مضخةً حرارية عاملة على درجات حرارة عالية لإعطاء نفس الخرج الحراري.
تمديد أنابيب شبكات درجات حرارة الأرض المحيطة (الجيل الخامس) أقل كلفةً من تركيب الأجيال السابقة لأنها لا تتطلب عزلًا ثقيلًا لدارات الأنابيب وتقلل الضياعات الحرارية إلى الأرض. يُطلب من كل الأبنية في الشبكة تركيب وصيانة أنظمة المضخات الحرارية الفردية للوصول إلى درجات الحرارة المطلوبة في كل من التبريد والتدفئة، مع قدرة كل بناء على إشباع نقطة الذروة في منحني الطلب الخاص به.
مثال أكبر على الجيل الخامس لشبكات التدفئة والتبريد هو في مينواتر في هيرلن، هولندا. في هذه الحالة، الخواص المميزة هي أن الحرارة والبرودة تُتبادل دائمًا مع الشبكة. لا يقاد النظام من خط التغذية، بل من طلب المستهلكين للبرودة والحرارة.
رُكبت شبكة جيل خامس «شبكة طاقة متوازنة، بي إي إن» في عام 2016 في مبنيين كبيرين في جامعة الضفة الجنوبية للندن (لندن ساوث بانك) كمشروع بحث وتطوير.
اقرأ أيضا

شبكة كهربائية
عزل حراري
عازل حرارة
الاستهلاك المنزلي للطاقة
شبكة توزيع الكهرباء