Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - освещение
Освещение
I
(санитар.). Дневное освещение. В прежнее время при постройке домов обращали мало внимания на надлежащее О. жилых помещений дневным светом. Этим, по крайней мере отчасти, объясняются ограниченные размеры окон в старинных домах и чрезвычайная узкость улиц и переулков в городах древнего происхождения. Человек, еще сравнительно недавно, не умел ценить ни значения света вообще, ни благотворного влияния солнечного луча в частности. Теперь известно, что это влияние сказывается не только на физич. здоровье человека, но и на духовной жизни его; солнечный луч, приносит нам, кроме собственно света еще и теплоту, и обнаруживает химические действия в самом организме. Характер и степень дневного О. какого-либо помещения зависят от следующих условий: 1) от страны света, куда обращено помещение (ориентировка главных фасадов зданий); 2) от расстояния и высоты соседних зданий; 3) от формы, размеров и расположения окон; 4) от условий помещения. Всякое жилище человека должно быть доступным, хотя бы в течение известного времени, для солнечных лучей, и с точки зрения общественной гигиены приобретает большое значение вопрос о направлении домов и отдельных квартир по отношению к странам света. Многие комнаты, а нередко и целые квартиры лишаются солнца или потому, что они выходят окнами исключительно на север, или же потому, что солнце отнимается у них соседними зданиями. Гигиенисты и представители санитарной техники естественно столкнулись с вопросами о наиболее целесообразном направлении улиц, об отношениях между их шириной и высотой домов, о предельных размерах дворов и проч. На основании некоторых наблюдений, произведенных в летнее время под 47—48° сев. шир. и показавших, что при этих условиях стены домов, обращенные на юг, получают меньше теплоты от непосредственных лучей солнца, а, стало быть, и меньше прямого солнечного света, нежели стены, обращенные к востоку или к западу, проф. Фогт (Берн) вывел заключение, что в санитарном отношении так наз. "меридиональное" направление городских улиц (т. е. направление с севера на юг) заслуживает предпочтение перед "экваториальным" (восточно-западным) направлением: в первом случае, в солнечный летний день, между 10 час. утра и 2 час. пополудни, освещаемая солнцем поверхность стен, по расчету Фогта, будет в 2,7 раза больше, а количество сообщаемой стенам теплоты — в 3,7 раза больше, нежели во втором случае. Несомненно, однако, что наблюдения Фогта не допускают того широкого обобщения, которое он лично, а за ним и многие другие, на них основывали. Вычисление, по данным Пулье, общего количества солнечной теплоты, получаемой, под 49° сев. шир. и при ясном небе, поверхностями куба в 1 кб. м. емкостью, показывают, что стороны, обращенные к С и Ю вместе взятые, получают: в самый длинный день — 2372 калории, в самый краткий — 1965 кал., а в дни равноденствия — 3375 кал.; для сторон же, обращенных к востоку и западу, соответственные величины равняются 5201 кал., 716 кал. и 3068 калориям (Кнауф). При этих условиях, следовательно, дом, главные фасады которого обращены к югу и к северу (экваториальное направление), в течение теплой половины года получает меньше, а в течение холодной половины больше солнечной теплоты, чем дом, лицевые стороны которого обращены к востоку и западу; другими словами, в первом доме летом будет сравнительно прохладнее, а зимой — сравнительно теплее, нежели во втором. Если принять, что световой эффект солнечного луча приблизительно пропорционален тепловому эффекту его, то можно сказать, что дом, ориентированный на юг, пользуется наибольшим количеством солнечного света именно в то время года, когда мы больше всего в нем нуждаемся, тогда как при обращении главных фасадов на восток и на запад дом подвергается наибольшей инсоляции как раз летом, т. е. тогда, когда мы чувствуем в ней наименьшую потребность; в холодное же время года такой дом освещается солнцем лишь на короткий срок утром и к вечеру. Отсюда можно вывести заключение, по-видимому, в настоящее время никем серьезно не оспариваемое, что отдельно стоящие здания (частные дома, больницы, казармы для солдат и т. п.) следует ориентировать по возможности на юг (юго-восток) во всех климатах. Это нужно на юге — для избежания чрезмерной инсоляции домов, так как здесь общее количество теплоты и света, получаемых вост. и западными фасадами домов, должно в гораздо более сильной степени преобладать над нагреванием и О. южн. и сев. фасадов, чем в умеренном климате; на крайнем севере же ориентировка на Ю желательна потому, что здесь именно зимой вост. и зап. стороны домов пользуются очень слабой инсоляцией. Есть, однако, случаи, в которых ориентировка зданий на восток и на запад представляется наиболее целесообразной. Это касается, прежде всего, многолюдных жилых домов казарменной постройки, в которых живет неимущий класс населения, фабричные рабочие и т. п. В таких зданиях квартиры часто бывают расположены так, что половина из них выходит на одну сторону, половина — на другую. При ориентировке такого здания на юг, одни жильцы круглый год будут пользоваться солнечным О., тогда как в квартиры других солнце никогда не заглянет. Поэтому следует желать, чтобы главные фасады таких домов обращались на восток и на запад. Ориентировка зданий, в которых помещаются учебные заведения — вопрос до сих пор спорный. В классной комнате требуется не только достаточное количество света, но и возможное отсутствие колебаний его — равномерность О. Каждодневный опыт показывает, и фотометрическое наблюдение подтверждает, что на таких местах, где парты доступны солнечному лучу, интенсивность О. последних, под влиянием солнца, увеличивается иногда в один миг на несколько тысяч метро-свечей [Метро-свечой называется та степень О., которая получается на лист белой бумаги от одной нормальной свечи, поставленной на расстоянии 1 м.]. Между тем частые переходы от яркого солнечного света к более слабому рассеянному свету, и наоборот, бывают не только весьма неприятны, но отзываются прямо вредно на глазах учащихся. Кроме того, жгучее весеннее солнце, освещая классную комнату своими косо падающими лучами, чрезмерно повышает температуру воздуха, и так как климатические и другие условия не всегда позволяют впускать в классное помещение, вместе с солнечным лучом, и наружный, более холодный воздух, то в комнате становится невыносимо душно. Для устранения этого обстоятельства предложены ставни, маркизы, занавеси или шторы разной конструкции и из различного материала, при практическом применении которых встречаются неудобства, зависящие, с одной стороны, от частых перемен в силе освещения, а с другой — от того что шторы, которые действительно защищают от солнечного луча, в тоже время отнимают чересчур много света (по фотометрическим измерениям Кона и Эрисмана — до 90 % и больше) и слишком затемняют комнату. На основании сказанного, мы невольно приходим к заключению, что сделанное еще много лет тому назад предложение Реклама — располагать классные комнаты учебных заведений преимущественно по сев. фасаду зданий — представляется во многих отношениях вполне целесообразным. Только обращение к северу обеспечивает классной комнате всегда равномерный рассеянный свет — самый приятный и самый полезный для глаз во время занятий. На первый взгляд такое предложение противоречит сказанному выше о животворном значении непосредственного солнечного света; но для классных комнат, а в особенности для таких помещений, в которых происходит чистописание, черчение и рисование, требование равномерности О. является первостепенным и настолько существенным, что ему нельзя не подчиняться. На том же основании мастерские художников всегда бывают обращены к северу. Фотометрические же наблюдения показывают, что рассеянный дневной свет на сев. стороне, по своей интенсивности, не уступает, при прочих равных условиях, рассеянному же свету с других сторон и что он здесь, к тому же, подвергается гораздо меньшим колебаниям, чем на южн. стороне; необходимо только обеспечить такому помещению надлежащее количество света устройством больших окон и целесообразным расположением их; кроме того, следует вознаградить помещение за отсутствие солнечного луча установкой хороших приборов для отопления и для вентиляции. Что касается направления городских улиц, то в настоящее время достаточно выяснилось, что разнообразие тех условий, при которых строятся и расширяются города, делает всякое шаблонное отношение к этому вопросу невозможным; в каждом данном случае, смотря по местным условиям, придется остановиться то на экваториальном, то на меридиональном, то на каком-нибудь смешанном направлении. Необходимо только заботиться о том, чтобы и тогда, когда главный фасад зданий обращен на С, задний (обращенный к югу) фронт их выходил на достаточно широкий двор, и чтобы таким образом для непосредственного солнечного света была доступна хотя бы часть помещений каждого этажа. Самые выгодные условия в отношении той страны света, куда обращено помещение, могут быть совершенно парализованы, если непосредственно перед окнами или в недалеком расстоянии от них находится высокое здание, заслоняющее, в течение значительной части дня, доступ солнечных лучей или даже рассеянного дневного света. Это обстоятельство предусмотрено в строительных уставах многих стран и отдельных городов, устанавливающих известную минимальную ширину улиц и известное отношение между шириной улиц или дворов и высотой расположенных по сторонам их строений. Кроме того, этот вопрос неоднократно обсуждался на съездах представителей гигиены и санитарной техники, которыми и предъявлялись, в интересах городского населения, известные требования. Вычисления, произведенные проф. Фогтом в Берне и основанные на том предположении, что фасады домов, обращенные к югу, должны освещаться солнцем и в нижнем этаже не менее 4-х часов ежедневно, показали, что на больших северных широтах, на которых солнце зимой поднимается лишь весьма низко, тени от домов, в это время года, превышают высоту домов уже на 50° сев, шир. (Москва) в 7—8 раз, а на 60° сев. шир. (С.-Петербург) — в 19 раз, и что, следовательно, при экваториальном направлении улиц, ширина улиц под 55° сев. шир. должна бы превосходить высоту домов в 6—7 раз, а под 60° сев. шир. — даже в 16 раз, что невозможно. Но если бы даже высота домов относилась к ширине улиц как 1:1,33 (Clèment) или как 1:1,5 (Trélat), то и такое требование едва ли может быть распространено на все улицы и все части города, а следует допустить известную разницу для отдельных частей городов, в зависимости от большей или меньшей давности их происхождения, от общего характера их и т. д. (Baumeister, Gruber). Наиболее строгие требования могут быть предъявлены к новым частям городов, к которым следует применять "открытый" способ застроения, при котором дома строятся так, чтобы между двумя соседними домами оставался промежуток, который делает возможным доступ света со всех сторон. Менее требовательным приходится быть по отношению к центральными частям городов, где потребовались бы слишком капитальные перестройки, а дороговизна земли не допускает постройки однои двухэтажных домов; притом нижние этажи домов, на таких улицах, обыкновенно заняты не жилыми помещениями, а магазинами (Gruber). Во всех больших городах квартиры огромного количества обывателей выходят исключительно на дворы. И в этом отношении городские общественные управления лишь в исключительных случаях старались препятствовать чересчур тесному застраиванию дворов. Но и здесь установление какого-либо общего правила для всего города едва ли было бы рационально. Во многих городах, в новейшее время (часто, к сожалению, слишком поздно), возникли постановления, требующие, чтобы известная доля площади каждого участка осталась не застроенной; но это правило, конечно, может относиться лишь к новым постройкам и должно быть согласовано с соображениями экономического свойства. В некоторых германских городах (Альтона, Дюссельдорф, Эрфурт, Киль, Кельн, Штуттгарт и др.) при новых постройках 25 % площади участка должны остаться свободными; в Берлине на старых строительных участках — также 25 %, на новых же — 33 %; в Вене, по существующим правилам, незастроенными остаются лишь 15 % площади каждого участка. При прочих равных условиях количество света, проникающее в какое-либо помещение, в значительной степени зависит от величины оконной поверхности. Обычный критерий большей или меньшей удовлетворительности дневного освещения замкнутых пространств — отношение оконной поверхности к площади пола — применим лишь к помещениям, находящимся при известных, и притом одинаковых, условиях, напр. ко всем свободно стоящим строениям, но здесь он дает довольно верное, относительное и абсолютное, представление о степени их дневного освещения. До новейшего времени, мнения авторов о наиболее выгодном отношении между световой поверхностью окон и площадью пола не всегда сходились; впрочем, существующее в этом деле разногласие не слишком велико: в Италии и во Франции требуется, чтобы световая площадь окон к площади пола классной комнаты относилась как 1:4; в Баварии принято отношение как 1:6; в Вюртемберге предписывается, чтобы при свободном положении школьного здания световая площадь окон была равна 1/6, в противном случае по крайней мере 1/4 площади пола; в Пруссии требуется отношение, равное 1:5, а в России признают достаточным, чтобы световая площадь окна равнялась 1/6 — 1/5 площади пола классной комнаты. Для жилых помещений отношение, равное 1:8 или даже 1:10, представляется вполне удовлетворительным. Изобретенный профессором Вебером фотометр позволяет ныне определять силу рассеянного дневного света. Оставалось только определить, в световых единицах (метро-свечах), ту предельную силу О. лежащей на столе книги или тетради, при которой можно легко писать и читать не слишком мелкий шрифт на надлежащем расстоянии от глаз, а затем уже можно было сравнить О. любого места в той или другой комнате с этой предельной величиной. Установлено, что та предельная интенсивность О. книги или тетради, при которой чтение и письмо совершаются беспрепятственно, равняется, для белого дневного света, 20—30, а в среднем 25 метро-свечам (Кон, Гут, Эрисман). При помощи этого способа исследования было обнаружено, что разница в силе О. отдельных мест в одном и том же помещении громадная. Для примера приведем результаты, полученные нами в одном из учебных заведений г. Москвы; они касаются последовательно всех мест, лежащих в прямой линии от окна до противоположной стены:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| | Напряженность О. (в метро-свечах). |
| Расстояние места от окна (в метрах). |-------------------------------------------------------------------------------- |
| | в 9—11 ч. утра. | в 2—4 ч. по пол. |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 0,80 | 1356 | 582 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1,40 | 1455 | 422 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2,20 | 1005 | 169 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2,80 | 843 | 141 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 8,50 | 325 | 56,6 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 4,10 | 229 | 36,6 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 5,33 | 174 | 21,4 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 5,93 | 123 | 21,0 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 6,53 | 67,6 | 16,8 |
|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 7,13 | 59,2 | 15,6 |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
По мере удаления от окна, сила света быстро уменьшается, причем места, расположенные около внутренней стены, получают лишь 1/10, 1/20 долю, или меньше, того света, которым пользуются расположенные у окон парты; при ослабевающем к вечеру свете, О. отдаленных от окна мест должно быть признано недостаточным. Чрезвычайно отчетливо обнаруживается при таких исследованиях влияние величины, формы и расположения окон. В классной комнате, имеющей большие и высокие окна, были получены следующие результаты:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Расстояние места от окна (в метрах) | Напряженность О. (в метро-свечах) |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 0,90 | 1327 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1,43 | 909 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1,96 | 741 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2,49 | 545 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2,92 | 447 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 3,45 | 404 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 3,98 | 343 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 4,51 | 299 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 5,04 | 260 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 5,57 | 244 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 6,10 | 244 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 6,63 | 244 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 7,16 | 244 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 7,70 | 244 |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
И здесь видно постепенное (до известного места) уменьшение напряженности О. по мере удаления от окна; но оно гораздо более постепенно, чем в других помещениях и далеко не доходит до таких пределов, которые заставили бы нас признать какое-либо место недостаточно освещенным. Особенное значение для хорошего О. мест, расположенных около внутренней стены, имеет расстояние верхнего края окна от пола. Поэтому в классных комнатах учебных заведений, мастерских и т. п. следует особенно заботиться о том, чтобы расстояние между верхним краем окна и потолком (так наз. "перемычка") было по возможности незначительно, высота же нижнего края окна над полом в известных пределах безразлична, так как самый необходимый свет падает в помещение через верхние части окна. На этом основании, всякое закругление верхнего края окон, или закрытие верхних частей их занавесками или шторами, представляется нерациональным везде, где приходится дорожить светом. Резко сказывается на напряженности О. в комнатах и влияние простенков. Если парта, расположенная прямо против окна, получает сотни и тысячи метро-свечей, то парта, находящаяся на соответственном месте, за простенком, пользуется лишь О. в десятки или даже единицы метро-свечей. В классных комнатах и т. п. помещениях простенки между окнами должны быть по возможности уже, а во избежание длинных полутеней от простенков, оконные откосы должны быть возможно отлоги. Затемняющее влияние широких простенков и крутых откосов ощущается еще на расстоянии 2—3 м. от наружной стены; так, например, в одной классной комнате, на расстоянии с лишком 2 м. от наружной стены, парта, расположенная прямо против окна, получила О. в 843 метро-свечей, соответственная же парта, расположенная против простенка, освещалась лишь силой 444 метро-свечей. Следует еще упомянуть о том влиянии, которое на напряженность О. и на распределение света оказывает окраска стен. Темный цвет стен содействует поглощению падающих в помещение световых лучей, и чем светлее стены, тем лучше падающие на стены световые лучи отражаются от них, рассеяваются по комнате и, следовательно, содействуют равномерному распределению последнего. В особенности влияние светлых стен сказывается на местах, отдаленных от окон. В одной из вышеприведенных таблиц видно, что напряженность О. на партах, начиная с расстояния 5,5 м. от окна, и вплоть до внутренней стены, не уменьшается, а остается одной и той же и, притом, довольно значительной (244 м.-свечей). Это явление объясняется получением партами значительных количеств рассеянного света, отражаемого преимущественно внутренней стеной. Установка у последней черной классной доски моментально понизила интенсивность О. парт с 244 м.-св. до 170 м.-св. Стены и потолок классных комнат и т. п. помещений должны быть окрашиваемы в белый цвет (или легкий синеватый или желтоватый оттенок), и не должно быть панелей слишком высоких и окрашенных в темный цвет. Специально для школы, кроме количества света, имеет большое значение направление, в котором свет падает в помещения. Во многих общественных и частных зданиях, требующих хорошего О., допускается свет одновременно с различных сторон. Это делается по крайнему недоразумению. В школах необходимо заботиться о том, чтобы на тетради ученика, во время письма, не образовались тени (от правой руки или головы пишущего ученика, или от его соседей) и чтобы пишущий, в силу этого, не был вынужден принимать кривое и наклонное положение тела, содействующее развитию близорукости и постепенному искривлению позвоночника или всего скелета, а это возможно только в том случае, если классная комната освещается исключительно рассеянным светом сверху (стеклянный потолок), или же, если она, также исключительно, освещается с левой стороны сидящих за партами учеников. О. сверху возможно только в одноэтажных постройках или в верхних этажах многоэтажных зданий. О. с левой стороны, в настоящее время, почти повсюду признается самым пригодным (если не единственно правильным) для классных комнат учебных заведений. Всякий свет, падающий в комнату с какой-либо другой стороны, ухудшает О. классного помещения, так как для известного числа учеников он создает возможность образования теней на тетради при письме. Вообще при отсутствии или недостатке света слева, О. классной комнаты не может быть поправлено доставлением ей хотя бы огромного количества света с других сторон. При этих условиях величина и расположение окон в левой от сидящих учеников стене классной комнаты приобретают чрезвычайно важное значение, и дело школьной архитектуры — устроить и сгруппировать окна в школьных зданиях так, как это соответствует специальным потребностям классных помещений. Для классной комнаты 8,50 м. (12 арш.) длины и 6,40 м. (9 арш.) ширины (на 42 ученика), размеры и расположение окон по наружной стене могут быть примерно следующие.
А. По длине стены: ширина простенка в переднем углу 0,70 м.(1 арш.); двойное окно (с откосами) 3,10 м. (4 арш. 6 врш.); средний простенок 0,70 м. (1 арш.); двойное окно 3,10 м. (4 арш. 6 врш.); простенок в заднем углу 0,90 м. (1 арш. 4 врш.).
Б. По высоте стены: от пола до подоконника 0,90 м. (1. арш. 4 врш.); высота окна 2,84 м. (4 арш.); высота перемычки 0,51 м. (12 врш.).
Напряженность О. того или другого места в замкнутом помещении подвергается огромным колебаниям, в зависимости от состояния неба, главным образом от степени облачности его. Поэтому важно иметь, наряду с фотометрическим исследованием, еще другой, более постоянный, не подверженный случайным влияниям, критерий степени дневного освещения любого помещения. Для этой цели некоторые окулисты (Ферстер, Жаваль, Кон) предложили руководствоваться величиной той части небесного свода, которая с того или другого места доступна для глаз ученика, которая, следовательно, посылает на данное место прямые лучи света. Проф. физики Вебер предложил инструмент — так называемый "измеритель пространственного угла" — для определения и графического изображения величины небесного участка, служащего источником прямого света для каждого места в исследуемом помещении (классной комнате). Изображение окна и свободной части его получается на бумажке, разделенной на квадратики в 4 кв. мм. каждый, и результат измерения выражается в "квадратных градусах" (квадратный градус равняется 4 кв. мм.). Многочисленные исследования Кона и др. привели к заключению, что предельная величина небесного свода, которая должна быть видна (через окно) с каждого места в классе, равняется 50 квадратным градусам, потому что только при этих условиях данное место освещается удовлетворительно в пасмурные дни. Дальнейшие наблюдения (Gillert, Эрисман) показали, однако, что удовлетворительным О. могут пользоваться даже такие места в классе, с которых не видно ни 1 мм. небесного свода, если только в комнате даны благоприятные условия для отражения и рассеивания света потолком и стенами. Таким образом "измеритель пространственного угла" является хотя важным пособием при исследованиях над дневным О. классных комнат, но не абсолютным критерием степени удовлетворительности этого О. на отдельных местах.
Искусственное О. Следующая таблица дает некоторое понятие о том, насколько различные способы искусственного О. могут повлиять на состав комнатного воздуха, если сила света каждого источника будет равна 12 нормальным свечам:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| | Выделяется в граммах: | Поглощается: |
| |-------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| | Углекислоты | Воды | Кислорода. |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Стеариновые свечи | 336 | 132 | 348 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Светильный газ | 164 | 156 | 250 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Масляная лампа | 150 | 63 | 159 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Керосиновая лампа | 132 | 53 | 144 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 взрослый человек | 44 | 33 | 38 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Стеариновые свечи изменяют состав воздуха значительно больше, чем все остальные материалы. Абсолютное количество кислорода, потребляемого при обыкновенных условиях приборами искусственного О., весьма незначительно (12 стеариновых свечей, при часовом горении, поглощают количество кислорода, равное тому, которое находится в 1,15 куб. м. воздуха). Искусственное О. не тем портит воздух, что поглощает из него кислород; что же касается водяных паров и углекислоты, выделяемых приборами О., то они при отсутствии надлежащей вентиляции и продолжительном горении могут заметно увеличить степень влажности комнатного воздуха и содержание в нем углекислоты. Для сохранения желательной чистоты воздуха (не более 1‰ углекислоты), при горении в каком-либо помещении 12 стеариновых свечей, необходимо вводить в это помещение 285 куб. м. свежего воздуха в час; при светильном же газе и керосине, предполагая лампы в 12 нормальных свечей, требуется в час около 135 и 112 куб. м. вентиляционного воздуха. Совершенное сгорание осветительных материалов происходит лишь, когда само пламя имеет необходимую температуру и когда существует соразмерный приток воздуха. При отсутствии этих условий образуются продукты неполного сгорания осветительных материалов (дурно пахнущие углеводороды и жирные кислоты, акрил-альдегид и т. п.), от которых воздух приобретает неприятный запах. Последний является уже тогда, когда в небольшой комнате горит несколько стеариновых свечей, при отсутствии усиленной вентиляции; он чрезвычайно усиливается при небрежном тушении свечей, когда светильня еще тлеет и когда еще происходит неполное сгорание оставшегося в ней материала. Пламя керосиновой лампы, если оно не защищено стеклянным цилиндром, горит тускло, дает значительную копоть (выделившийся и несгоревший углерод) и распространяет весьма неприятный запах. Ламповое стекло регулированием притока и повышением температуры пламени способствует полному сгоранию керосина, но при чрезмерном уменьшении или увеличении пламени керосиновой или масляной лампы получается много продуктов неполного сгорания и лампа начинает издавать дурной запах, заметный даже в таком случае, когда химическим путем можно найти лишь ничтожные следы продуктов неполного сгорания в окружающем пламя воздухе. Вдобавок осветительные материалы не всегда обладают надлежащей чистотой. Минеральное масло, из которого, путем дробной перегонки, получается керосин, нередко содержит красящие, смолистые, дурно пахнущие вещества или сернистые соединения, которые должны быть удаляемы из него путем химической обработки и последовательной промывки водой. Если очистка керосина производится небрежно, то при горении его в лампах выделяются пары сернистой кислоты, оказывающие весьма вредное влияние на комнатные растения, на мебель и на людей. На животный организм сернистая кислота действует как яд: кролики и морские свинки умирают через несколько часов, если воздух содержит ничтожные количества (0,27 %) сернистой кислоты. Недостаточно чистый светильный газ также содержит сернистые соединения. При горении (как и при горении плохо очищенного керосина) ламповые цилиндры, оконные стекла и металлические предметы в скором времени покрываются белым налетом, состоящим из сернокислого аммония. Надлежащее очищение светильного газа является, следовательно, настоятельной необходимостью с санитарной точки зрения. Весьма опасным светильный газ становится иногда вследствие большего содержания окиси углерода, которая в каменноугольном газе заключается в количестве 5—10 %, в древесном газе — в количестве 20—30 % и больше; огромным содержанием окиси углерода отличается в особенности так наз. гидрокарбиловый газ, добываемый путем разложения водяного пара через соприкосновение его с накаленным коксом или древесным углем и посредством насыщения получаемой при этом несветящейся газовой смеси (главным образом окись углерода и водород) парами жидких углеводородов; имея преимущество значительной дешевизны, этот газ получил широкое распространение и применение в технике (для газовых двигателей), в особенности в Америке, где им и были вызваны неоднократно отравления людей. Если светильный газ вступает в жилое помещение из незакрытого крана или из какой-либо трещины в домовом газопроводе, то характерный запах его немедленно заставляет обывателей отыскивать место истечения газа и принимать соответственные меры. Если же газ выходит из случайно лопнувшей подземной трубы (на улице, на дворе) и проникает в жилое помещение через почву (что в особенности легко происходит зимой, когда дома, благодаря своей более высокой температуре, усиленно привлекают почвенный воздух), то он, на своем пути, от прикосновения с землей лишается тех составных частей, от которых зависит характерный запах его, тогда как окись углерода в нем остается. Таким образом могут происходить совершенно загадочные на первый взгляд отравления светильным газом даже в таких домах, где не существует газопровода; неоднократно подобные отравления принимались даже врачами за тифозные заболевания. Единственный способ искусственного О., при котором комнатный воздух не портится — это О. при помощи электричества. В больших электрических фонарях с вольтовой дугой, вследствие постепенного сгорания угольных электродов, правда, образуется небольшое количество углекислоты; других же продуктов, могущих портить воздух, световая дуга не дает. Что же касается лампочек накаливания (Свана или Эдисона), то здесь выделения светящимся прибором каких-либо посторонних веществ вообще немыслимо. Понятно, поэтому, что в освещаемых электричеством театрах, концертных залах и пр. воздух содержит, во время представлений, значительно меньше углекислоты и водяных паров, чем при газовом или каком-либо другом О. По наблюдениям Ренка, в большом театре в Мюнхене высший предел содержания углекислоты, в присутствии публики, был при газовом О.: в креслах 2,61‰, в V ярусе 3,28‰; при электрическом О. в креслах 1,41‰, в V ярусе 1,86 %. Приборы искусственного О. повышают температуру окружающего воздуха прикосновением и, кроме того, испускают лучистую теплоту. Ртуть в термометре, установленном близ керосиновой или газовой лампы, может в короткое время подняться на 20—25° Ц. выше температуры комнатного воздуха, но влияние мало-мальски сильных ламп сказывается еще и на довольно значительных расстояниях. Подобные температуры не могут быть безразличны для лиц, сидящих и работающих близ ламп: они производят прилив крови к голове, головную боль, гиперемию соединительной оболочки глаз, сопровождаемую неприятными субъективными ощущениями (тяжесть и сухость век) и пр.; головная боль, вызываемая чрезмерным нагреванием головы, нередко достигает такой степени, что занятия приходится на время прекратить. Увеличение расстояния между головой работающего и источником света, стеклянные контр-абажуры, двойные ламповые цилиндры до известной степени устраняют эти неудобства, происходящие главным образом от испускаемой лампами лучистой теплоты (Фишер). Электрические лампы дают гораздо меньшие количества теплоты, нежели лампы газовые или керосиновые: осветительные приборы в 17 свечей, при различных источниках света, дают следующие количества теплоты:
----------------------------------------------------------------------------------------
| Лампочка накаливания Эдисона | 46 килокалорий |
|---------------------------------------------------------------------------------------|
| Керосиновая лампа | 634 " " |
|---------------------------------------------------------------------------------------|
| Газовая лампа | 900 " " |
|---------------------------------------------------------------------------------------|
| Стеариновые свечи | 1600 " " |
----------------------------------------------------------------------------------------
В одном из мюнхенских театров, во время представления, минимум температуры, при газовом О., был равен 21,6° Ц., при электрическом — 18,9°; максимум, при газовом О. — 29,0°, при электрическом О. — 23°. Установив вычерненный термометр на равном расстоянии (10 см.) от лампочки накаливания Эдисона и от газовой лампы с аргандовой горелкой, при одинаковой силе света обеих ламп (по 20 норм. свечей), Кон наблюдал, что по истечении 10 минут ртуть в термометре близ электрической лампы стояла на 11° Ц. выше комнатной температуры, тогда как в термометре близ газовой лампы она поднялась на 22,6° Ц.
Слишком яркое искусственное О. может быть вредно для глаз, в особенности в таком случае, если, по той или другой причине, часто приходится смотреть в самый источник света. У древних народов существовал такой способ ослепления, при котором перед глазами осужденного устанавливался раскаленный металлический диск. У лиц, пристально следивших за затмениями солнца без черного стекла, неоднократно наблюдалась появление скотом в глазах, со значительным уменьшением центральной остроты зрения и с более или менее сильными патологическими изменениями в области желтого пятна (Сульцер, Гааб, Деучман). По наблюдениям на животных, под влиянием непосредственного солнечного света, происходит разрушение перципирующих элементов в сетчатой оболочке глаз, воспаление сетчатки и сосудистой оболочки и, в конце концов, атрофия сетчатки (Черни). Особенная тупость окончаний зрительного нерва развивается иногда у людей, которым приходится долго смотреть на блестящие поверхности (снежные поля, ледники), или прямо в огонь, или на раскаленные предметы (при известных профессиональных занятиях — истопники, рабочие на железоделательных заводах; рабочие, выдувающие стекло и пр.). Это страдание — так наз. "гемералопия" — обыкновенно скоро проходит от пребывания пострадавшего в темной комнате. Яркость сильно освещенных или раскаленных предметов, т. е. то количество света, которое получается с единицы плоскости светящегося вещества, в значительной степени определяет вред, наносимый глазам ярким светом; и так как электрические лампы, даже лампочки накаливания, обладают гораздо большей яркостью, чем остальные приборы О. (так как здесь небольшая поверхность испускает огромное количество света), то понятно, что электрический свет сильно ослепляет. Поэтому, если источник света находится, по необходимости, в близком расстоянии от глаз, нужно непременно смягчать и ослаблять его свет стеклами, контр-абажурами или колпаками из матового или молочного стекла, задерживающими, смотря по качеству и конструкции, 25—60 % света (Кон, Ренк). Даже при сильных керосиновых или газовых лампах требуется известная защита для глаз, и с этой целью можно пользоваться синеватыми (по некоторым желтоватыми) стеклянными цилиндрами, заменяя ими обыкновенные цилиндры из бесцветного стекла (Javal, Маклаков). Вольтовая дуга, будучи применяема для О. мастерских, вызывает иногда у рабочих (несмотря на матовые колпаки) такое отупение сетчатой оболочки глаз, что по просьбе их, лампы, висевшие первоначально высоко над головами рабочих, постепенно приходится опускать все ниже и ниже. — На наружных покровах вольтова дуга может вызвать более или менее сильное воспалительное состояние (ожог, эритема). Весьма неприятное действие на глаза производит всякое мерцание пламени, потому что при этом часто и быстро меняется напряженность света и являются сильные контрасты, по отношению к которым наши глаза весьма чувствительны. Всякое открытое пламя мерцает, а потому приборы искусственного О. всех помещений, в которых производятся работы, требующие равномерного, спокойного света, должны быть снабжены горелками со стеклянными цилиндрами. Встречаемое иногда еще и до сих пор О. классных комнат газовыми горелками без стекла должно быть признано чрезвычайно вредным для глаз учащихся. Вредным, в особенности в мастерских, где требуется аккуратная работа, следует признать и нередко еще наблюдаемое мерцание электрических фонарей.
С санитарной точки зрения представляет интерес искусственное О. классных комнат и помещений для вечерних занятий в учебных заведениях. В прежнее время (иногда еще и теперь) глаза учащихся страдали от недостатка света, влекущего за собой более или менее значительное ослабление остроты зрения, вынуждающее детей приближать глаза к книге или тетради, сильно напрягать приспособление (аккомодацию), наклонять голову вперед. Таким образом являются все те моменты, которые, как известно, легко могут вызвать удлинение передне-задней оси глазного яблока и благоприятствуют развито близорукости. Поэтому необходимо, чтобы искусственное О. классных комнат и вообще всех помещений, в которых занимаются чтением, письмом, рисованием, черчением и пр., было вполне достаточно. И так как количество света, сообщаемого комнате, при известной силе ламп, зависит от числа их, то еще недавно гигиенисты, не имея другого средства для объективной оценки удовлетворительности О., пытались определять то максимальное количество учащихся, которое должно приходиться на 1 лампу. В настоящее же время, благодаря изобретению Петрушевским и Вебером таких фотометров (см.), которые дают выражение для напряженности О. лежащей на парте книги или тетради, мы имеем более совершенное мерило для определения достаточности искусственного О. Исследованиями Кона выяснено, что напряженность О. книги, равная 50 метро-свечам, дает возможность читать так же быстро и свободно как в светлый день, но что еще и при 10 м.-св. обыкновенный шрифт учебников хорошо виден на надлежащем расстоянии (35 см.). Соответственно этому напряженность О. книг или тетрадей в 10 м.-св. считается в настоящее время тем минимумом света, которого можно требовать от искусственного О. в учебных заведениях. Но практика показала, что даже при хорошем О. классной комнаты, т. е. при достаточном количестве ламп, на тетрадях пишущих учеников являются те же неприятные тени от правой руки от головы и проч., который происходит и при дневном О., если источники света размещены неправильно. Попытки к устранению вредных теней при помощи различных способов размещения ламп различных рефлекторов и контр-абажуров или посредством частичного занавешивания ламп не привели ни к чему. Оставалось только или дать каждому учащемуся отдельную, хотя и небольшую, лампочку, помещая ее слева и спереди от него, на парте, и притом настолько низко, чтобы она, будучи снабжена абажуром конической формы, освещала только принадлежащую данному ученику часть парты, и чтобы в то же время источник света был закрыт от ученика (так наз. "кабинетное" О.), или же, подражая дневному рассеянному свету — столь полезному для классных помещений — применить принцип рассеянного света и к искусственному О. (Треля). Первый способ хотя и достигает цели, но возможен только там, где в распоряжении учебного заведения имеется электрическое О.; кроме того, он обходится очень дорого. Поэтому в настоящее время усиленное внимание гигиенистов обращено на О. классных комнат рассеянным светом, получаемым при помощи непрозрачных (металлических) контр-абажуров, имеющих форму плоского, широкого конуса и приделанных непосредственно под лампами таким образом, чтобы они, с одной стороны, скрывали от глаз учащихся источники света, а с другой — своей верхней, окрашенной в белый цвет, поверхностью отражали весь свет к потолку и к верхней части стен, откуда он затем, неправильным отражением, рассеивается по всему помещению; лампы подвешиваются высоко — приблизительно на расстоянии 1 м. от потолка, а последний, равно как и стены, должны быть окрашены в белый матовый цвет. Сравнительные наблюдения, произведенные в большом количестве Бубновым, Эрисманом и Остроглазовым в Москве, а Меннингом и Пельцером в Галле, показали, что действительно при рассеянном свете последний распределяется по помещению гораздо более равномерно, нежели при О. прямым светом, что в комнате не остается никаких "темных углов" и что на тетрадях пишущих учеников не является никаких резких теней. При прямом свете, пока ученики не пишут, парты и лежащие на них книги и тетради могут быть освещены очень хорошо; но как только дети приступают к письму — на тетрадях являются тени, отнимающие 60—80 % света и больше; при рассеянном свете общее О. помещения может быть слабее, но зато колебания в напряженности света на книгах и тетрадях бывают гораздо слабее, как видно из следующих цифровых данных (цифры означают количество метро-свечей), добытых в классной комнате одной из московских гимназий (прямой свет) и в опытном помещении, устроенном в Политехническом музее (рассеянный свет):
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| | Прямой свет | Рассеянный свет |
| |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| | Макс. | Мин. | Средн. | Потеря | Макс. | Мин. | Средн. | Потеря |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1. Без тени (ученики | 16,0 | 4,5 | 9 | | 9,6 | 6,0 | 8,0 | |
| сидят за партами, но | | | | | | | | |
| не пишут) | | | | | | | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 2. С тенями (ученики | 7,5 | 1,5 | 4 | 55 % (11— | 7,8 | 4,6 | 6,3 | 21 % |
| сидят за партами и | | | | 87) | | | | |
| пишут) | | | | | | | | |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Этот способ О. требует сильных источников света, так как, благодаря сложному пути, который свет должен пройти раньше, чем он дойдет до парт, значительное количество его теряется. Действительно, лампы, которые при прямом свете дают на партах 9—11 метро-свечей, доставляют тем же партам при рассеянном свете всего 5—6 метро-свечей. Но этот недостаток потеряет в наших глазах свое значение, если примем во внимание, что при прямом свете происходит еще большая потеря последнего на самих тетрадях, вследствие образования теней при письме. Попытки уменьшить потерю света, при О. рассеянным светом, применением, вместо совершенно непрозрачных рефлекторов, таких контр-абажуров, которые лишь часть света отражали бы к потолку, а часть его пропускали бы книзу (из твердой белой бумаги, из молочного стекла), не привели пока к положительным результатам: оказалось, что действительно при употреблении полупрозрачных рефлекторов потеря света в пространстве уменьшается, но что, наряду с этим, обнаруживаются неблагоприятные явления, свойственные прямому свету — неравномерность распределения света по комнате и появление более резких теней при письме (Эрисман и Остроглазов). Таким образом, мы не имеем пока достаточных оснований уклоняться от чистого принципа рассеянного света, который при электрическом О. (Вольтовая дуга) дает прекрасные, вполне удовлетворительные результаты. Для приготовления уроков при искусственном О., на дому, где пока лишь в исключительных случаях можно пользоваться рассеянным светом, всего больше рекомендуются сильные керосиновые или газовые лампы усовершенствованного типа (например, газо-калильная горелка Ауэра), которые следует снабжать контр-абажурами из молочного стекла (для смягчения света) и вешать как можно выше над головами занимающихся детей (во избежание нагревания головы лучистой теплотой). Сажать нужно детей так, чтобы они получали свет спереди или спереди и слева. Стеариновые свечи, хотя бы снабженные абажуром, для занятий неудобны, так как для получения надлежащей силы света потребовалось бы такое количество их, которое бы сильно портило воздух.
Литература: "Arbeiten der hyg. Sectionen des VI intern. Congresses für Hygiene und Demographie zu Wien" (1887); Эрисман, "Курс гигиены" (II, 1887); Бубнов, "Каким путем нам следует разрешать вопрос о правильном дневном освещении классных комнат в школе" ("Труды IV съезда общества русских врачей в память Н. И. Пирогова", 1890); Эрисман, "Ueber d. Bedeutung des Raumwinkels zur Beurteilung der Helligkeit in Schulzimmern" ("Archiv für Hygiene", XVII, 1893); Cohn, "Lehrbuch der Hygiene des Auges" (2 изд., 1892); Рейх, "Научно-популярная оптическая гигиена глаз" (1893); Rochard, "Encyclopédie d'hygiene" (III, 1890); Эрисман и Остроглазов, "К вопросу о наилучшем распределении света при искусственном освещении классных комнат" ("Вестник Общественной Гигиены" и пр., 1897); также отчеты съездов Deutsch. Verein f. öffentl. Gesundheitspflege и пр.
Ф. Эрисман.
Освещение (техн. [Принципы естественного О. и установленные для этого нормы изложены в ст. проф. Эрисмана]). — Где дневной свет оказывается недостаточным, а также в ночное и темное время прибегают к искусственному О. домов, площадей и улиц. Необходимость такой замены солнечного света, где его оказывается недостаточным, обнаружилась при самом зарождении человеческого общежития. Для О. стали пользоваться прежде всего горящими ветвями смолистых деревьев, а затем жиром животных, в который погружали фитиль, образованный из стебля какого-нибудь волокнистого строения. Первобытная лучина только на наших глазах вытесняется из хижины русского крестьянина дешевым керосином. Техника О. разделяется на химическую часть, в которой рассматриваются осветительные материалы, добывание и свойства их, и механическую — трактующую об осветительных аппаратах, горелках, лампах и пр. Соответствующие сведения излагаются в ст. Газовое производство, Лампы, Свечи, Электрическое О., Горелки и т. д. Поэтому здесь приходится ограничиваться общим обзором осветительных материалов и способов О. Искусственный свет достигается процессом горения, и способов О. было бы очень много, если бы число осветительных материалов и приборов О. не было ограничено на практике некоторыми условиями, главнейшими из которых являются дешевизна, простота и удобство. В пользу этих свойств часто отказываются от красоты (чистоты и яркости) света, избегая сложных приспособлений и дороговизны устройств. Для выделения пламени, дающего свет, необходимо, чтобы горящее тело находилось в состоянии газа или превращалось бы в газы при нагреве. Надлежащая же яркость сообщается пламени накаливающимися в нем мелкими частицами твердых тел. Кроме приведенных выше требований, необходимым условием является безопасность света, безвредность его для дыхания и отсутствие дурного запаха. В силу этих требований осветительные материалы ограничиваются сравнительно небольшим числом наиболее употребительных на практике твердых тел, жидкостей и газов, а именно: 1) сало и животные жиры, рыбий жир, китовый жир, ворвань и т. д.; 2) растительные масла, оливковое, сурепное, кокосовое, пальмовое и др.; 3) частью твердые, частью жидкие составы, добываемые из животных и растительных жиров, как спермацет, маргарин, стеарин, пальмитин, олеин и др.; 4) воск; 5) смолы; 6) эфирные масла; 7) винный спирт и смесь его с терпентинным маслом, так наз. светильный спирт; 8) нефть и керосин, бензин и разные дериваты нефти; 9) жидкие и твердые продукты сухой перегонки каменного угля и торфа (фотоген, соляровое масло, парафин); 10) светильный газ, гидрокарбиловый газ, ацетилен. Особое место занимает электрическое О. — от накаливания тонкой проволоки или угольных электродов при проходе через них гальванического тока. Для домашнего О. в древние времена употреблялись преимущественно жидкие осветительные материалы, сжигавшиеся в лампадах, образцы которых сохранились до настоящего времени и нередко добываются при раскопках. Для горения служил простой фитиль из ткани, погруженный в открытый сосуд с маслом, которое всасывалось волокнами фитиля под влиянием волосности и таким образом питало пламя. Такой фитиль, вследствие малого притока воздуха к пламени, горит несовершенно, дает нечистое пламя с красноватым оттенком и образованием копоти и нагара, которые приходится от времени до времени снимать. Изобретение стеклянного цилиндра, надеваемого на фитиль, дало возможность регулировать приток воздуха и возвысить температуру пламени, вследствие чего достигается более полное и интенсивное горение. Применение аргандовой горелки, появившейся в 1783 г., явилось дальнейшим шагом вперед, обеспечив приток воздуха к пламени, не только снаружи, но и внутри круглой светильни. Вместе с этим введено было приспособление для произвольного выдвигания фитиля из горелки или опускания его, с целью регулирования пламени. Карсель указал возможность достигнуть равномерного притока масла к фитилю помощью регулирования давления, что оказалось весьма важным для ламп, от которых требуется большая сила света (в маяках). Употребление свечей в начале средних веков считалось роскошью, и законы против роскоши, изданные Филиппом Красивым, разрешали употребление восковых свечей лишь небольшому числу лиц высокого происхождения. При пиршествах и на придворных празднествах залы освещались факелами, которые слуги должны были держать в руках. Франциск I попытался отменить этот неудобный способ О. и заказал Бенвенуто Челлини двенадцать серебряных статуй, в человеческий рост, которые должны были заменять живые подсвечники за королевским столом. Организованная фабрикация восковых и сальных свечей существовала в Париже уже в XI в. Улицы же не освещались, а при необходимости проходить ночью по городским улицам, что почти всегда бывало небезопасно, богатые люди брали с собою слугу, который должен был освещать им дорогу фонарем. В XVI в парижская полиция стала требовать, чтобы каждый домовладелец выставил с девяти часов вечера в одном из окон нижнего этажа своего дома зажженный фонарь. В 1662 г. аббат Лодати де-Карафф получил от короля привилегию на организацию в Париже и других французских городах артелей фонарщиков и факельщиков, которые за определенную плату освещали дорогу желающим. Пять лет спустя на углах улиц в Париже установлены были первые фонарные столбы. Людовик XIV приказал выбить медаль по поводу этого нововведения, которое сделало его царствование блестящим. Восхищение короля уличными фонарями разделяли не только французы, но и многие иностранцы, посетившие Париж в это время и в описаниях своих путешествий отзывающиеся с величайшей похвалой об этом удивительном изобретении. О. улиц распространилось скоро в других городах Франции и перешло в Англию и Италию. Первые опыты с газовым О., после исследований английского врача Клейтона, в 1739 г., были сделаны французским инженером и химиком Филиппом Лебоном в 1786 г. После смерти Лебона его идея получила практическое применение в Англии, где в 1798 г. устроено было О. светильным газом главного корпуса мануфактуры Джемса Ватта, а в 1804 г. образовалось первое общество газового О. В 1818 г. освещен был газом Париж, а затем новый способ уличного О. стал распространяться во всех больших городах. В настоящее время газовое О. введено почти повсеместно в городах, а во многих из них вытесняется электричеством. Борьба между керосином, газом и электричеством в деле О. частных помещений и городов вызвала усиленные стремления к усовершенствованию всех способов О., вследствие чего значительно возросли теперь требования относительно источников света. Керосину, для которого изобретены теперь разные усовершенствованные горелки, удается еще удержаться, особенно в домашнем быту, благодаря его дешевизне. Но при крупных шагах, сделанных электротехникой, газовому О. становится все труднее бороться с электрическим, так как во многих случаях люди готовы мириться с относительной дороговизной электрического О. ввиду его громадных преимуществ над газовым в отношении яркости света, не говоря уже о его превосходстве в санитарном отношении. Поэтому техника газового О. с большой энергией обратилась к усовершенствованиям. Явились регенеративные газовые горелки, затем горелка Ауэра, которая дала возможность газу до сих пор удержаться и с успехом бороться с электрическими лампами накаливания. В настоящее время для газа и электричества явился новый соперник, в виде нового осветительного газа — ацетилена, который обладает особой яркостью и чистотой пламени и обещает сделаться весьма дешевым при производстве его в больших размерах. Ацетилен выделяется при обливании водой углеродистого кальция или кальций-карбида, и приобрел значение в качестве осветительного материала лишь после того, как в 1894 г. французскому химику Муассану удалось получить карбид кальция посредством накаления угля с известью в особой электрической печи при температуре 3000—3500°. В настоящее время для промышленного добывания углеродистого кальция открыт ряд заводов в разных местностях Франции, Швейцарии (у рейнского водопада в Нейгаузене), Германии, а также в Америке (у Ниагарского водопада). Цена кальций-карбида значительно понизилась, так что теперь уже О. посредством ацетилена обходится в полтора и два раза дешевле О. электричеством помощью лампочек накаливания, при одинаковой силе света. Из 1 кг. карбида получается 300 литров газа, и это количество достаточно для питания газового рожка, дающего столько же света, сколько керосиновая круглая горелка в 18 линий. Ацетиленовые лампы имеют весьма простое устройство и осуществлены в разных видах. Обыкновенная лампа для ацетиленового О. представляет собой резервуар, наполненный до половины водой. Над водой помещается ящик, наполненный карбидом и снабженный сетчатым дном. При опускании ящика в воду начинает выделяться ацетилен, который пропускается затем через прибор, содержащий вещества, поглощающие влагу. Из этого прибора ацетилен поступает через трубку в рожок, где и зажигается. Широкому распространению ацетилена пока еще препятствует его ядовитость и взрывчатость. Он менее ядовит, чем светильный газ, но, не обладая специфическим запахом, подобно последнему, не обнаруживает скоро своего присутствия в воздухе, вследствие чего он более опасен. Чтобы сделать ацетилен заметным для обоняния в случае утечки его в воздух, к нему можно примешать какой-нибудь безразличный в отношении O. газ, обладающий резким запахом. Для устранения взрывчатости ацетилена, его также смешивают со светильным газом или растворяют в некоторых других газах. Во Франции в настоящее время ацетилен употребляется уже для О. железнодорожных поездов. В Германии над ним производятся обширные опыты и исследования, причем, ввиду выгод, обещаемых ацетиленовым О., при благоприятных результатах этих исследований, на прусских казенных железных дорогах, по приказу министра, приостановлены все работы по расширению существующих устройств для газового О. Последним словом в деле усовершенствования О. в настоящее время являются труды Эдиссона и Тесла, направленные к превращению электрической энергии в световую без затраты значительной части этой энергии на теплоту, что даст возможность утилизировать электричество для О. в гораздо большей степени чем в настоящее время (см. Электрическое О.). Сравнение разных источников О. производится посредством фотометрических измерений (см.), которые должны сопровождаться также исследованиями для определения количества выделяющихся при горении вредных газов (углекислоты, сероводорода и пр.), развивающейся теплоты и пр., что важно в санитарном отношении. Сведения об этой последней стороне вопроса приведены в статье проф. Эрисмана. Что же касается собственно световой силы разных источников О., то исследования над свечами разного рода, произведенные во Франции, дали следующие результаты; если силу света восьмеричной восковой свечи (8 на килограмм) принять за 100, то для свечей других размеров и материалов получаются следующие величины:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Род свечей | | Расход, граммы в час. | Сила света. |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сальная | 12 на кг. | 9,53 | 81 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Стеариновая | 8 " " | 10,63 | 98 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 10 " " | 10,16 | 92 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 12 " " | 9,84 | 89 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 16 " " | 9,22 | 82 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Восковая | 8 " " | 9,37 | 100 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 12 " " | 8,59 | 92 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 16 " " | 7,66 | 83 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Спермац. | 8 " " | 10,31 | 118 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 10 " " | 9,22 | 100 |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " " | 12 " " | 8,52 | 96 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Растительные масла мало отличаются между собой в отношении количества даваемого света, напр. очищенное сурепное масло дает такое же О., как и деревянное масло при одинаковом расходе в час. Минеральные масла — нефть, керосин, соляровое масло и фотоген — дают гораздо большую силу света. Разные осветительные газы дают следующую силу света на кб. метр расходуемого газа в карсель-часах:
--------------------------------------------------------------------------
| Метан | 3,5 |
|------------------------------------------------------------------------|
| Светильный газ | 9,5 |
|------------------------------------------------------------------------|
| Этан | 25 |
|------------------------------------------------------------------------|
| Этилен | 49 |
|------------------------------------------------------------------------|
| Бутилен | 86 |
|------------------------------------------------------------------------|
| Ацетилен | 168 |
--------------------------------------------------------------------------
По опытам Франкланда, для получения силы света в 100 нормальных свечей (герм. норма) требуется следующий расход осветительного материала в час:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Электрич. дуговой свет | 0,09—0,25 лош. силы |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| " калильный " | 0,46—0,85 " " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Светильный газ в регенеративной горелке Сименса | 0,35—0,56 кб. м. |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Светильный газ в Аргандовой горелке Сименса | 0,8—2 кб. м. |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Керосин в большой круглой горелке | 0,28 кг. |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Керосин в малой плоской горелке | 0,60 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Соляровое масло в разных горелках | 0,28—0,6 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сурепное масло в Карселевой лампе | 0,43 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Парафин | 0,77 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ворвань | 0,77 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Воск | 0,77 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Стеарин | 0,92 " |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Сало | 1 " |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для усиления яркости света при сжигании газов, развивающих слабое пламя, заставляют пламя накалять какоенибудь огнепостоянное твердое тело, напр. мел (Друммондов свет). Если направить пламя соответственной смеси газов на небольшие цилиндры из магнезии, то получается весьма интенсивный свет, обладающий замечательной яркостью, почему его употребляют для О. при исследовании подземелий, для моментальных снимков в темных местах и для световых эффектов. Магнезиальный свет предлагался несколько раз для О., но он слишком дорог. При О. улиц газом фонари ставят в расстоянии 20—40 м. друг от друга, высота столба 3—3,5 м., при интенсивных горелках доходит до 8 м. Обыкновенно один рожок расходует в час 150—200 литров газа, а при интенсивной горелке до 1600 литров. Столбы для электрических фонарей, при соответственно большей силе света, ставятся на более дальних расстояниях друг от друга и делаются большей высоты.
А. Таненбаум.
II
(дополнение к статье)
см. также Водяной газ, Газовое производство, Горелки, Карбурирование воздуха, Керосин, Лампы, Светильный газ, Свечи, Углеродистый кальций (ацетиленовое О.), Фотометрия, Электрическое освещение, Освещение калильное.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон
1890—1907
Вопрос-ответ:
