Ремонтно-реставрационные работы на объектах культурного наследия (стр. 3 )

5.2.5.4  При осуществлении сборки необходимо по максимуму сохранить исторические крепежные элементы с резьбой. В случае утраты или значительного повреждения ответной части элемента соединения исторической резьбой по возможности заменить его, скомплектовав все пригодные резьбовые элементы по парам (или в другом сочетании, необходимом для правильной сборки).

5.2.5.5  В случае наличия инструмента для нарезки исторической резьбы, аналогичной использованной в реставрируемом осветительном приборе, соединения резьбой восстанавливаются в первозданном виде.

5.2.5.6  Перерезание исторической резьбы на современную допускается только в случае невозможности использовать историческую резьбу по причине отсутствия встречной крепежной детали с нужным типом резьбы, при невозможности восстановить историческую резьбу. Места введения современной (метрической и др.) резьбы необходимо зарегистрировать в паспорте реставрации. В случае, когда во время предыдущих реставраций большая часть деталей с резьбой уже заменена или переделана под метрическую резьбу, в паспорте реставрации, наоборот, необходимо зафиксировать места, где сохранилась историческая резьба.

5.2.5.7  При повреждении резьбы на несущих (каркасных и др.) элементах, где это представляет опасность для людей и для сохранности осветительного прибора при его хранении или эксплуатации (центральный шток, серьга и фиксирующие ее гайки, шток подвеса, несущие тяги обода и др.), по решению Реставрационного совета производится замена этих элементов на современные, гарантирующие надежность. При необходимости проводятся испытания нового элемента на надежность. Замененный исторический элемент по решению Реставрационного совета или его представителей может быть передан заказчику для сохранения.

5.2.5.8  При сборке деталей на штоках осветительных приборов, необходимо восстановить или заново обеспечить взаимную центровку деталей. Это можно сделать за счет установки центрующих трубок, дополнительных центрующих вкладышей и т. д. в соответствии с утвержденной методикой.

5.2.5.9  В случае сборки на штоке деталей из цветного стекла, хрусталя, фарфора, поделочного камня и др. хрупких материалов, необходимо предусмотреть использование прокладок из мягкого (но долговечного) материала, например, кожи, некоторых видов пластмасс и др. Можно рекомендовать, даже если это не было предусмотрено в первоначальной конструкции, по согласованию с Реставрационным советом использование распорных трубок или других элементов, взаимно фиксирующих детали, собранные на штоке так, чтобы хрупкие детали не испытывали опасных нагрузок под весом выше расположенных деталей, при стягивании элементов штока на резьбе или другим способом и при транспортировке.

5.2.5.10 Любое введение дополнительных элементов в конструкцию осветительного прибора должно быть зафиксировано в Реставрационном паспорте.

5.2.5.11 Несущие значительную нагрузку резьбовые элементы: гайки серьги, втулки соединения штока, нижняя шишка («яблоко», «ананас») штока должны быть в обязательном порядке зафиксированы от самопроизвольного или случайного раскручивания при помощи контргаек, корончатых гаек, штифтов, пружинных шайб (Гровера) и т. д.

5.2.5.12 Зарядка проводом осуществляется в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60598-1. Возможно осуществление наружной и внутренней проводки.

5.2.5.13 При наружной проводке тонированный провод идет по наружной поверхности деталей, подвязывается шелковой (хлопчатобумажной, капроновой и др. нитью в цвет поверхности осветительного прибора). В некоторых местах, обычно с обратной стороны обода, детали и др., допустимо подвязывать провод мягкой тонкой проволокой через кембрик.

5.2.5.14 При внутренней проводке провод пропускают внутри деталей. Для этого, например, при литье рожков из бронзы и др. внутрь восковой модели закладывается стальная трубка, выгнутая по форме рожка, которая после литья остается внутри отлитой детали. При внутренней проводке обязательно использование кембрика на местах ввода провода в деталь через острые кромки.

5.2.5.15 В виде исключения для декоративных светильников, имеющих тонкие рожки (и, соответственно, внутренние отверстия малого сечения) ГОСТ 8607-82, который утратил силу с 2001 г., разрешал применение внутренних проводов с номинальным сечением проводника 0,35 мм2 и толщиной изоляции 0,5 мм. Считается, что для декоративных светильников, элементы или аналоги которых спроектированы до 2001 г. для проводки в тонких деталях допустимо использование внутреннего провода по ГОСТ 8607-82.

5.2.5.16 Сверление дополнительных отверстий на лицевой стороне деталей для осуществления проводки допустимо, только если это оговорено в утвержденной методике.

5.2.5.17 Сборка и вязка элементов хрустального убора производится в соответствии с данными, зафиксированными при демонтаже. Вязка гирлянд и подвесов осуществляется мягкой латунной проволокой, диаметр которой выбран по аналогии с исторической вязкой (0,6–1,5 мм). В случае необходимости проволока покрывается никелем или золотом. В некоторых случаях можно использовать покупные «гвоздики», изготовленные по аналогии с историческими, имеющими цвет латуни или блестящего никеля.

5.2.6 Монтаж на историческое место

5.2.6.1  Монтаж подвесных приборов освещения на историческое место производится только после проведения испытаний крюков (системы) подвеса по ГОСТ Р МЭК 60598-1 или ПУЭ в соответствии с требованиями Реставрационного совета, зафиксированными в методике. Цепь (трос) подвеса, карабины, скобы и др. элементы подвеса должны быть сертифицированы на нагрузки, не менее чем в 5 раз превышающие вес подвесного осветительного прибора, или испытаны вместе с крюком подвеса. Допускается их испытание отдельно от крюка подвеса в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60598-1 с составлением отдельного акта испытаний.

5.2.6.2  Люстры, висящие на тросах, служащих для подъема и спуска, должны иметь (помимо крепления на тросе, прикрепленном к лебедке) дополнительное «мертвое» крепление, связанное с несущими конструкциями здания (фермами, балками). Количество этих креплений должно соответствовать количеству точек подвеса люстры согласно [7].

5.2.6.3  Монтаж исторических осветительных приборов после реставрации производится в чистом помещении после завершения всех работ в интерьере, связанных с выделением пыли, с повышением влажности или нестабильностью температурного режима в помещении. Начинать монтаж осветительных приборов следует не ранее 2–3-х дней после прекращения действия перечисленных негативных факторов с целью оседания пыли и стабилизации температурно-влажностного режима.

5.2.6.4  В случае тяжелых или крупногабаритных приборов освещения, вес и (или) габариты которых не позволяют произвести их транспортировку на историческое место монтажа целиком, доставляют на место монтажа в виде собранных крупных узлов, пригодных для транспортировки. Окончательную сборку в этом случае производят на месте монтажа, где должны быть созданы условия, необходимые для осуществления сборки.

5.2.6.5  Крупные отдельные элементы хрустального убора (пики, обелиски, флаконы и др.) монтируются на осветительный прибор, как правило, на месте монтажа, одновременно с монтажом гирлянд, подвесов и единичных подвесок в соответствии с утвержденной схемой развески хрусталя. Пики, обелиски, флаконы и др. исторически фиксировались в предназначенных для них углублениях (в специальных бабешках и т. д.), при помощи гипса. Если методикой реставрации разрешено использование для установки и закрепления этих элементов других материалов (клеев, герметиков и т. д.), необходимо зафиксировать в паспорте реставрации вид и марку примененного материала и указать способ и реагенты для разборки полученного соединения при следующих реставрациях.

5.2.6.6  При монтаже больших тяжелых гирлянд, например, для хрустальных люстр театров и залов дворцов сквозь кольца вязки с целью обеспечения безопасности продевается тонкая страховочная проволока, чаще всего, из нихрома или стали, которая крепится на тех же элементах люстры, что и гирлянда. В случае обрыва латунной проволоки, которой связана гирлянда, оборванные подвески не падают вниз, а остаются висеть на страховочной проволоке.

5.2.6.7  Монтаж на место и подключение отреставрированных приборов электрического освещения можно производить только после полного отключения питающего напряжения специалистом-электриком с принятием всех необходимых мер по защите от незапланированного включения во время монтажа согласно [5].

5.2.6.8  Предварительная проверка правильности подключения и работоспособности прибора электрического освещения проводится на месте монтажа до подъема осветительного прибора путем временного включения с установленными электрическими лампами. При испытаниях допускается поочередное включение отдельных участков или ярусов осветительного прибора. Одновременно проводится инструментальная проверка (мегаомметром или др.) на наличие мест утечек и коротких замыканий с составлением акта проверки.

5.2.6.9  Окончательная проверка правильности подключения и работоспособности прибора электрического освещения проводится после его монтажа на историческое место путем включения прибора с полным комплектом электрических ламп.

5.2.6.10 Окончательная драпировка штока (цепи) подвеса производится после подключения отреставрированного прибора освещения к электрической сети и проверки его работоспособности.

Библиография

[1] Сычев, бронза / . – М.: Трилистник, 2003. – 232 с.: ил.

[2] Сычев, светильники эпохи классицизма. 1760–1830 / . – СПб: P. V.B. R., 2003. – 244 с.: ил.

[3] Шемаханская, металла. Методические рекомендации / . – М.: ВНИИ реставрации, 1989. – 154 с.

[4] ПУЭ. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. Утверждено приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 8 июля 2002 г. № 000.

[5] Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, утверждены приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 13 января 2003 г. № 6

[6] Лашко металлов / , . – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1988. – 376 с.: ил.

[7] Правила техники безопасности для театров и концертных залов, утверждены Министерством культуры СССР 23 мая 1979 г.

[8] Грейвс и гайки / // В мире науки. Scientific American. – 1№ 8.

[9] Фарадей, М. История свечи / М. Фарадей. – М.: Наука, 1980. – 128 с.

[10] Электротехническая энциклопедия № 15. История изобретения и развития электрического освещения / http://www. electrolibrary. info

[11] Начало «эры электричества» // Виртуальный музей истории энергетики Северо-Запада / http://*****/history/nachalo/

[12] Международная Хартия по консервации и реставрации памятников и достопримечательных мест (Венецианская Хартия), Международный договор от 01.01.01 г.

[13] Федеральный закон от 01.01.01 г. 3 «Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации», с изменениями и дополнениями

[14] Никитин в реставрации. Справочное пособие./, . – СПб.: Центр ТЕХНОИНФОРМ, 2002. – 304 с.: ил.

[15] Одноралов отделка скульптуры и художественных изделий из металла: учеб. пособие / . – М.: Изобразительное искусство, 1989. – 208 с.: ил.

[16] Соловьев осветительная арматура / – М.: Гос. изд-во архитектуры и градостроительства, 1950. – 274 с.: ил.

Приложение А

Резьбовые соединения (историческая справка)

Болты и гайки с винтовой нарезкой появились где-то в середине XV в. Тогда их изготавливали вручную, и каждую гайку можно было навинтить только на один, соответствующий именно ей болт. Первое упоминание о винтах встречается в книге, относящейся к началу XV в. [8]

В том же столетии винты наряду с другими крепежными деталями были использованы И. Гуттенбергом в сконструированном им печатном ставке. Вскоре их стали применять часовых дел мастера и изготовители воинских доспехов.

В записных книжках Леонардо да Винчи, относящихся к концу XV – началу XVI вв., есть наброски проектов нескольких винторезных станков. Однако первый такой станок, получивший практическое применение, был изобретен в 1568 г. французским математиком Ж. Бессоном. Первые документированные сведения о гайках с резьбой относятся к концу XVI – началу XVII вв. Как и винты, первые гайки также изготавливались вручную и были плохо обработанными.

Гайки начали соединять с винтами, по-видимому, в начале XVII в. Винты тогда были прямые с торцом без фаски и больше походили на современные болты, чем на конические шурупы. В одной из книг, изданных в Англии в 1611 г., уже используется словосочетание «гайка для винта». Винтом стали называть болт, имеющий резьбу. Подобрать болт и соответствующую ему гайку было делом нелегким, когда удавалось найти такую пару, винт и гайку держали соединенными до их использования в каком-либо механизме или сооружении. [8]

Несомненно, что гайки и болты как крепежные детали получили широкое распространение с началом промышленной революции. Производители первых машин и деталей для них поняли, что резьбовое соединение может принципиально улучшить конструкцию сложных механизмов; значительно облегчить сборку, а также повысить их надежность. В 1801 г. Уитни подсказал еще одну важную идею – о взаимозаменяемости частей в машинах.

Проблема, которую не удавалось решить вплоть до начала XIX столетия, – это отсутствие единообразия резьбы, нарезаемой на болтах и гайках в разных странах и даже на разных заводах в пределах одной страны. До конца XVIII в. резьба больших размеров, как правило, наносилась горячей ковкой: по горячей заготовке болта кузнецы ударяли специальным ковочным штампом или другим формообразующим инструментом. Нарезка более мелкой резьбы производилась на примитивных токарных станках; режущий инструмент при этом приходилось удерживать вручную, и поэтому получить резьбу постоянного профиля не удавалось. [8]

К 1800 г. токарный станок был усовершенствован: у него появились подвижный суппорт и зубчатая передача, так что нарезка резьбы с помощью ходового винта (осуществляющего подачу режущего инструмента), производилась с достаточно высокой точностью. Однако пока еще не было такой системы, которая бы задавала размер резьбы пропорционально диаметру заготовки. Насмит указывал:

"Все болты и соответствующие им гайки нужно было специально маркировать, чтобы легко определялась их принадлежность друг другу. Всякое смешивание гаек и болтов... вызывало бесконечные хлопоты и дополнительные расходы, эффективность производства при этом падала, в работе появлялась путаница, особенно при ремонте сложных машин, когда их приходилось разбирать на части". [8]

Ситуация изменилась в 1800 г., когда английский изобретатель Г. Модсли построил первый токарно-винторезный станок, на котором можно было изготовлять винты любого диаметра с любым шагом резьбы. (Шаг резьбы – это расстояние вдоль оси винта между верши-нами двух соседних витков. Наружный диаметр резьбы равен диаметру цилиндра, описанного относительно вершин, а внутренний – диаметру цилиндра, описанного относительно впадин резьбы.

Так как первоначально широкое развитие и распространение резьбовые детали получили в Великобритании, то и размерность параметров резьбы инженерам-изобретателям всего мира пришлось использовать английскую. Североамериканские Соединённые Штаты до конца XVIII века находились в колониальном владении Великобритании и, поэтому, тоже использовали английскую систему мер.

Базовой единицей английской системы мер является дюйм. Дюйм (от голландского слова «duim» – большой палец) – ширина большого пальца взрослого мужчины. Основным был признан английский дюйм.

В то же время во Франции, часто воевавшей с Англией (Великобританией), как непосредственно, так и на территории колоний, давно вынашивалась идея воспрепятствовать продвижению армии Великобритании в случае возможного нападения на Францию или французские колонии. Использование какой-то другой (не дюймовой) системы мер при изготовлении деталей машин и механизмов, а в том числе и крепежа, позволило бы нарушить только что принятую систему взаимозаменяемости и сделать невозможным ремонт и сборку английской техники и оружия с использованием французских запчастей. В результате, в конце XVIII – начале XIX вв. во Франции получает широкое распространение метрическая система мер.

Впоследствии Наполеону, завоевавшему почти всю Европу, удалось распространить метрическую систему в подчинённых странах. Великобританию захватить Наполеону не удалось, поэтому англичане, понимающие всё удобство и простоту метрической системы мер, продолжают использовать чуждую для нас, европейцев, дюймовую систему мер. Не менее странную позицию занимают и американцы.

Возможность унифицирования резьбы еще не означала ее общую унификацию, поскольку каждый производитель был заинтересован в том, чтобы иметь собственные стандарты. Со временем появилась настоятельная потребность создания ряда государственных или международных стандартов. Первый важный шаг в этом направлении был сделан в Великобритании в 1841 г., когда Дж. Витворт представил Институту гражданских инженеров свой доклад под названием «Система унифицирования винтовой резьбы».

Витворт предлагал установить для болтов и винтов данного размера единообразие таких параметров резьбы, как профиль, шаг и высота профиля. Он рекомендовал, чтобы угол профиля (угол между сторонами соседних витков) был равен 55°, а число витков на один дюйм должно определяться диаметром болта или винта. Вершины витков резьбы и основания впадин должны быть закруглены на 1/6 высоты исходного профиля. К 1881 г. система Витворта была принята в качестве британского стандарта.

В США стандартизация начала проводиться в 1864 г. У. Селлерс, производитель металлорежущих инструментов в Филадельфии, убедил Институт Франклина учредить комиссию, ответственную за разработку государственных стандартов. У Селлерса было несколько поправок к системе Витворта. Он считал, что угол профиля 55° трудно измерить, и поэтому предлагал заменить его на 60°. К тому же он полагал, что при таком угле резьба будет прочнее. Селлерс также предложил резьбу с уплощенными вершинами витков и основаниями впадин, поскольку, по его мнению, предусматриваемое в стандарте Витворта закругление этих участков профиля приводило к неопределенности соответствия между болтом и гайкой и снижало прочность резьбы. [8]

Институт Франклина принял систему Селлерса и рекомендовал ее в качестве государственного стандарта, гласящего: «Профиль винтовой резьбы должен иметь прямые края, образующие угол 60°, поверхность вершин и впадин должна быть плоской и составлять 1/8 шага». К концу XIX столетия система Селлерса уже обрела статус стандарта не только в США, но и во многих европейских странах.

Таким образом, когда к концу XIX века задача стандартизации резьбы в Англии и США была частично решена, остальной мир работал по собственным произвольным стандартам. Количество национальных стандартов было очень велико. Например, Германия к концу XIX в. имела 11 различных систем резьбы и 274 ее разновидности. [8]

Царская Россия не имела собственной государственной системы стандартов резьбы. На каждом предприятии, применяющем резьбовые соединения, использовался либо один из зарубежных или собственный стандарт.

В 1898 году в Цюрихе (Швейцария) Международный Конгресс по стандартизации резьбы, на основе резьбы Селлерса, утвердил международные стандарты метрической резьбы с метрическими размерами.

Несовместимость систем Витворта и Селлерса стала причиной многих технических осложнений в годы первой и второй мировых войн, когда американская и английская армии сталкивались с необходимостью иметь взаимозаменяемые части вооружения. Начиная с 1918 и вплоть до 1948 г. обе страны делали попытки привести две системы дюймовой резьбы в соответствие. На конференции, состоявшейся в 1948 г. в Вашингтоне, США, Канада и Великобритания приняли Унифицированную систему резьбы, которая включала элементы как системы Витворта, так и системы Селлерса. Существенную роль в стандартизации дюймовой винтовой резьбы сыграл Институт промышленных крепежных изделий, созданный ведущими североамериканскими фирмами, специализирующимися на производстве крепежных деталей.

В том же году Международная организация по стандартизации ИСО (ISO) приступила к разработке системы стандартизации винтовой резьбы, единой для многих стран мира. Когда в 1964 г. эта работа была завершена, международная конференция в Нью-Дели приняла две системы: систему дюймовой резьбы ISO (такую же, как и вышеуказанная Унифицированная система) и систему метрической резьбы ISO, которая должна была заменить множество различных национальных систем.

В советской России только в 1921 г. были сделаны первые попытки стандартизации резьбы: Наркомат путей сообщения издал «Таблицы норм НКПС-1» для резьбы, используемой на железнодорожном транспорте. Эти таблицы были основаны на немецких стандартах метрической резьбы на диаметры от 6 до 68 мм.

В 1927 году на основании таблиц НКПС-1 Комитет по стандартизации при Совете труда и обороны, разработал и принял первый Советский государственный стандарт – ОСТ-32, а немного позже – стандарт для резьбы Витворда – ОСТ-33А.

В 1932 г. на основании модернизированного стандарта Acme был принят ОСТ для трапецеидальной резьбы.

В настоящее время Россия работает по стандартам резьбы ISO, являющимися общепринятыми во всем мире.

  Приложение Б

Развитие искусственных источников света (историческая справка)

Первым стационарным искусственным светильником был костер первобытного человека. Первым переносным источником света стал факел, который на первых этапах развития представлял собой горящий сук из костра, затем – ручку, обмотанную паклей и пропитанную нефтью, жиром или маслом.

В Древнем Египте были изобретены масляные лампы. Они представляли собой колонны около метра в высоту с углублением, в которое ставили плошки с маслом.

Древние греки и римляне применяли напольные светильники, представлявшие собой треногу, на которой была установлена чаша с горючим веществом.

В средние века для крепления факела на стене стали применять кованые зажимы различной конструкции, иногда им придавали форму руки. Такие приспособления явились родоначальниками бра.

Первые подвесные светильники (лампады, лампионы) представляли собой круглые или овальные чаши, которые крепились к консоли или к потолочной балке. В чаше находилась горючая жидкость – масло, животный жир, или нефть. В эту жидкость был погружен фитиль, скрученный из растительных волокон.

Упоминания о металлических подвешиваемые к потолку светильниках с несколькими источниками света появились во времена правления византийского императора Константина. Светильники были похожи на корону, выполненную из нескольких колец, дисков и дужек, со специальными отверстиями для стеклянных конических резервуаров с маслом.

На Руси аналогичные подвесные светильники появились с приходом христианства и византийской культуры. Церковные светильники (паникадила) IX в. изготавливались из серебра или меди, крепились на цепях под куполом. Некоторые церковные светильники имели множество ярусов. Паникадила считаются прародителями современных люстр.

Все перечисленные осветительные приборы давали мало света, сильно коптили, были неудобны в использовании. Широкое применение свечей для осветительных приборов обеспечило бурное дальнейшее развитие светильников.

Кто и когда придумал свечу сегодня сложно установить. Известно, что ими пользовались и древние греки, и американские индейцы, и китайцы. Первоначально это были бруски из перетопленного твердого животного жира с фитилем внутри. Первые свечи современной конструкции появились в Средневековье и изготавливались из жира (чаще всего) или из воска.

До XV в. свечи изготавливались выдерживанием впитывающего материала – папируса, бумаги, пористой сердцевины некоторых растений – в расплаве жира до его напитывания. В XV в. была изобретена цилиндрическая форма для отливки свечей, одновременно медленно начала возрастать популярность пчелиного воска как горючего материала для свечей. В XVI–XVII вв. американскими колонистами было изобретено получение воска из некоторых местных растений, и свечи, произведенные этим способом временно набрали большую популярность – они не дымили, не таяли так сильно как сальные, однако их производство было трудоемким и популярность вскоре сошла на нет.

Развитие китобойной промышленности в конце XVIII в. внесло первые существенные изменения в процесс производства свечей, потому что спермацет (воскоподобный жир, получаемый из верхней части головы кашалота) стал легко доступным. Спермацет горел лучше, чем жир и при этом не дымил, и в общем был ближе к пчелиному воску по свойствам и преимуществам. [9]

Большинство изобретений, повлиявших на свечное дело, относится к XIX в. В 1820 г французский химик Мишель Шевроль открыл возможность выделения смеси жирных кислот из животных жиров – стеарина. Стеарин, иначе иногда называемый стеариновым воском из-за подобных воску свойств, оказался твёрдым, жёстким и горел без копоти и почти без запаха, а технология его производства не являлась затратной. И как следствие, вскоре стеариновые свечи почти полностью вытеснили все другие виды свечей, было налажено массовое производство. Примерно тогда же была освоена технология пропитки фитилей свечей борной кислотой, что избавляло от необходимости часто снимать остатки фитиля (если их не снимать, они могли затушить свечу).

Ближе к началу XX в. химики смогли выделить нефтяной воск – парафин. Парафин чисто и ровно горел, практически не давая запаха (сильный запах имел лишь дым, образующийся при тушении свечи, но этот запах был скорее приятным), и его было дешевле производить, чем любое другое горючее вещество для свечей известное к тому времени. Единственным его недостатком была низкая температура плавления (по сравнению со стеарином), из-за чего свечи имели свойство оплывать раньше, чем сгорают, но эта проблема была решена, после того, как в парафин начали добавлять более твёрдый и тугоплавкий стеарин. Даже при внедрении электрического освещения довольно долгое время в начале XX в. парафиновые свечи только набирали популярность, этому способствовало бурное развитие нефтяной промышленности в то время. Со временем их значение в освещении сменялось на декоративное и эстетическое. [9]

По мере развития и освоения в качестве источника освещения интерьера свечей появились всевозможные настенные и напольные светильники, бра, торшеры, люстры. Они становились все более изысканными и разнообразными по своим стилям и формам.

Но и свечи были далеко не идеальным источником света. Чтобы осветить большое помещение, требовались сотни свечей. Они чадили, черня потолки и стены, по-прежнему для горения расходовался кислород, в помещениях присутствовал запах продуктов горения. По мере сгорания они нуждались в регулярной замене, что на паникадилах, люстрах, подвешенных зачастую на значительной высоте, сделать было непросто. Для зажигания и гашения свечей использовали специальные приспособления на длинных рукоятях, лестницы-стремянки; нагар с фитиля свечи регулярно снимали специальными щипцами – мушеткой или съемами. [2]

Газовые фонари нуждались в подводке газа и несмотря на их повсеместное применении для освещения улиц практически не использовались в интерьере. Для уличного освещения в свое время использовались и керосиновые лампы.

Керосиновые лампы также, как и газовые фонари, оказались малопригодными для создания люстр на большое число светоточек, зато широко использовались для создания небольших бытовых осветительных приборов, настольных и переносных ламп. Наиболее известной является керосиновая лампа «летучая мышь».

Развитие электрического освещения шло по двум направлениям: конструирование дуговых ламп и ламп накаливания.

Историю электрического освещения можно начать с упоминания об опытах в 1802 г., которыми было установлено, что при помощи электрической дуги «темный покой довольно ясно освещен быть может». Тогда же, в 1802 г., Дэви в Англии демонстрировал накал проводника током. [10]

Принципиальными недостатками дугового источника являются: открытое пламя (и отсюда – пожарная опасность), огромная сила света и необходимость регулирования дугового промежутка по мере сгорания углей.

В 1844 г. французский физик (1819–1868 гг.), именем которого названы открытый им вихревые токи, заменил электроды из древесного угля электродами из ретортного угля, что увеличило продолжительность горения лампы. Регулирование оставалось еще ручным. Такие лампы могли получить применение лишь в тех случаях, когда требовалось непродолжительное по времени, но интенсивное освещение, например, при подсветке стекла микроскопа, при устройстве сигнализации в маяках или театральных эффектах.

Дальнейшая история дугового электрического освещения связана с изобретениями различных механических и электромагнитных регуляторов. Идея дифференциального регулятора Чиколева, получившего широкое применение в прожекторостроении, была использована другими конструкторами, в частности немецким фабрикантом 3. Шуккертом. Крупносерийный выпуск дуговых ламп с дифференциальным регулятором начали производить в конце 70-х годов заводы Сименса (с которыми объединились заводы Шуккерта), и такая лампа стала продаваться под наименованием «дуговая лампа Сименса».

С 80-х годов дифференциальные дуговые лампы стали единственным типом дуговых источников света, которые применялись для освещения улиц, площадей, гаваней, а также для освещения больших помещений производственного или общественного назначения, они стали обычными источниками света в прожекторной и светопроекционной технике. [10]

Особое место среди дуговых источников света занимает «электрическая свеча» Павла Николаевича Яблочкова (1847–1894). Именно «электрическая свеча» явилась тем детонатором, который вызвал бурный рост электротехнической промышленности.

Осенью 1875 г. Яблочков проводил опыт электролиза поваренной соли. Два угольных электрода были расположены параллельно, и однажды, когда электроды на мгновение коснулись друг друга в нижних своих частях, между ними возникла электрическая дута. [10]. Дуга наблюдалась до тех пор, пока не сгорели угольные электроды и не треснул сосуд. Таким образом было выяснено, что в случае параллельного расположения электродов дуга горела значительно дольше, чем при их встречном положении. При этом не требовалось дорогих регуляторов.

23 марта 1876 г. В Париже Яблочков получил патент на ставшую знаменитой «электрическую свечу».

стал очень известным человеком, в знак признания его работ появилось выражение «русский свет». В том же 1876 г. он организовал компанию по производству систем освещения, в которой вел работу в качестве технического руководителя. Первой операцией компании было освещение универсального магазина «Лувр» в Париже, затем ипподрома и, пожалуй, самое эффектное – освещение улицы Оперы. [10].

Одна электрическая свеча могла гореть около 2 часов; при установке нескольких свечей в специальном фонаре, оборудованном переключателем для включения очередной свечи, можно было обеспечить бесперебойное освещение в течение более длительного времени. Изобретение электрической свечи способствовало внедрению в практику переменного тока.

Электрическая техника предшествующего периода базировалась исключительно на постоянном токе (телеграфия, гальванотехника, минное дело). Дуговые электрические лампы с регуляторами также питались постоянным током. При этом положительный электрод сгорал быстрее отрицательного, поэтому его приходилось брать большего диаметра.

установил, что для питания свечи лучше применять переменный ток, в этом случае при электродах одинакового размера получалась вполне устойчивая дуга. В связи с тем, что осветительные установки по системе Яблочкова стали подключать к источникам переменного тока, заметно возрос спрос на генераторы переменного тока, которые раньше не находили практического применения.

Значительному развитию электротехники способствовала также и разработка Яблочковым нескольких весьма эффективных систем «дробления электрической энергии», обеспечивавших возможность включения в цепь, питаемую одним генератором, нескольких дуговых ламп. Среди способов «дробления», предложенных Яблочковым, два получили практическое применение: секционирование обмотки якоря генератора (в результате получилось несколько независимых цепей, в которые включались свечи) и применение индукционных катушек. Первичные обмотки катушек включались последовательно в цепь, а во вторичную обмотку в зависимости от ее параметров могли подключаться одна, две и более свечей.

Если первичная цепь питалась постоянным током, то предусматривалось включение в нее специального прерывателя для наведения ЭДС во вторичных обмотках катушек. Фактически Яблочков использовал индукционную катушку в качестве трансформатора. Но значение электрической свечи этим не исчерпывается.

Изобретение дешевого приемника электрической энергии, доступного для широкого потребителя, потребовало решения еще одной важнейшей электротехнической проблемы – централизации производства электрической энергии и се распределении. Яблочков первым указал на то, что электрическая энергия должна распределяться подобно тому, как доставляются к потребителям газ и вода.

Дальнейший прогресс электрического освещения был связан с изобретением лампы накаливания, которая оказалась более удобным источником спета, имеющим лучшие экономические и световые показатели.

Самая ранняя по времени лампа накаливания построена англичанином Деларю в 1809 г. В этой лампе накаливалась платиновая спираль, находящаяся в стеклянной трубке. Следующий шаг сделан в 1838 г., когда бельгиец Жобар стал накаливать угольные стержни в разреженном пространстве. Эта лампа была, конечно, дешевле, но срок ее службы был незначительным.

После 1840 г. предлагались многочисленные конструкции ламп накаливания: с телом накала из платины, иридия, угля или графита и т. д. В 1854 г. по улицам Нью-Йорка разъезжал немецкий эмигрант Гебель, на повозке которого находились подзорная труба и лампа накаливания. Последняя служила для привлечения публики, которая приглашалась взглянуть через подзорную трубу на кольца Сатурна. Замечательным было то, что источником света в лампе Гебеля служило обугленное бамбуковое волокно. Нить была помешена в верхнюю часть закрытой барометрической трубки, т. е. в разреженное пространство. Медные проводники подходили к нити накала сквозь стекло. Лампа Гебеля могла гореть в течение нескольких часов.

В 1860 г. изобретатель Сван (Англия) впервые применил для лампы накаливания обугленные полоски толстой бумаги или бристольского картона, накалявшиеся в вакууме. В 1870–1875 гг. развернулись работы русского отставного офицера Александра Николаевича Лодыгина (1847–1923). [10]

Стремясь увеличить время горения лампы накаливания с тонким угольным стерженьком, заключенным в стеклянном баллоне, Лодыгин предложил устанавливать несколько угольных стерженьков, расположенных так, чтобы при сгорании одного автоматически включался следующий. Первая публичная демонстрация ламп Лодыгина состоялась а 1870 г., а в 1874 г. он получил русскую привилегию (авторское свидетельство) на свою лампу. Затем он запатентовал свое изобретение в нескольких странах Западной Европы.

Постепенно он усовершенствовал лампы. Если первые лампы работали 30–40 мин, то со временем, когда он применил вакуумные колбы, срок службы увеличился до нескольких сотен часов. За изобретение лампы накаливания был удостоен Ломоносовской премии Петербургской Академии наук. [10].