Освещение. I. Гигиена. Дневное освещение. 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 С, или же потому, что солнце отнимается у них соседними зданиями. Здание, главные фасады которого обращены к Ю и к С (экватор. направление), в течение теплой половины года получает меньше, а в течение холодной половины больше солнечной теплоты, чем дом, лицевые стороны которого обращены к В и З; 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 Ю, пользуется наибольшим количеством солнечного света именно в то время года, когда мы больше всего в нем нуждаемся, тогда как при обращении главных фасадов на В и на З 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, повидимому, 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 Ю (ЮВ) во всех климатах. Есть, однако, случаи, в которых ориентировка зданий на В и на З 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 Ю, 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 В и на З. 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 [1]. 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 темп. воздуха. Для устранения этого обстоятельства предложены ставни, маркизы, занавесы или шторы разной конструкции и из различного материала. Такое предложение противоречит сказанному выше о животворном значении непосредственного солнечного света; но для классных комнат, а в особенности для таких помещений, в которых происходят 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 С. 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 О. 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 О. По мере удаления от окна сила света быстро уменьшается, при чем 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. 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 называем. «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 закрытие верхних частей окон 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. 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, рассеиваются по комнате и, следовательно, содействуют равномерному распределению последнего. В особенности влияние светлых стен сказывается на местах, отдаленных от окон. 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. 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. — Искусственное О. Следующая таблица дает некоторое понятие о том, насколько некоторые способы искусственного О. могут повлиять на состав комнатного воздуха, если сила света каждого источника будет равна 12 нормальным свечам:
| Выделяется в граммах. |
Погло- щается. | ||
|---|---|---|---|
| Угле- кислоты. |
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. 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 (дурно пахнущие углеводороды и жирные кислоты, акрил-алдегид 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 большого содержания окиси углерода, которая в каменноугольном газе заключается в количестве 5—10%, в древесном газе — в количестве 20—30% и больше. 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, вследствие своей более высокой температуры, усиленно привлекают почвенный воздух), то он, на своем пути, от прикосновения с землею 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 другой, вследствие постепенного сгорания угольных электродов, правда, образуется небольшое количество углекислоты; других же продуктов, могущих портить воздух, световая дуга не дает. 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. Приборы искусственного О. повышают температуру окружающего воздуха прикосновением и, кроме того, испускают лучистую теплоту. Это не может быть безразлично для лиц, сидящих и работающих близ ламп: повышенная температура производит прилив крови к голове, головную боль, гиперэмию 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. 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 | 46 больш. калорий. |
| Керосиновая лампа | 634 » » |
| Газовая лампа | 900 » » |
| Стеариновые свечи | 1600 » » |
Слишком яркое искусственное О. может быть вредно для глаз, в особенности в том случае, если, по той или другой причине, часто приходится смотреть в самый источник света. 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 назыв. «гемералопия» — обыкновенно скоро проходит от пребывания пострадавшего в темной комнате. 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. 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. Вольтова 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 развитию близорукости. Поэтому необходимо, чтобы искусственное О. классных комнат и вообще всех помещений, в которых занимаются чтением, письмом, рисованием, черчением и пр., было вполне достаточно. 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., которые происходят 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. Поэтому 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. — II. Техника искусственного 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 (XII, 350), Лампы (XXIV, 16), Свечи, Электрическое О., Горелки (XIV, 363) и др. 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. Для выделения пламени, дающего свет, необходимо, чтобы горящее тело находилось в состоянии газа или превращалось 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 назыв. 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, параффин); 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, сожигавшиеся 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, которое 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; законы против роскоши, изданные Филиппом Красивым, разрешали употребление восковых свечей лишь небольшому числу лиц высокого происхождения. Организованная фабрикация восковых и сальных свечей существовала в Париже уже в XI в. Но улицы 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, 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. О. улиц распространилось скоро в других городах Франции и перешло в Англию и Италию. Газовое О. впервые получило практическое применение в Англии, в 1798 г., 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. Газовое О., введенное почти повсеместно в городах, постепенно 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 (керосино-калильное О.) 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 относительною дороговизною электрического О. в виду его громадных преимуществ над газовым в отношении яркости света, не говоря уже о его превосходстве в санитарном отношении. Поэтому техника газового О. с большою энергиею обратилась к усовершенствованиям. Явились регенеративные газовые горелки, затем горелка Ауэра и др. Новым соперником для газа и электричества явился ацетилен. Широкому распространению ацетилена пока еще препятствуют 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 О. газ, обладающий резким запахом. Для устранения взрывчатости ацетилена его также смешивают с светильным газом или растворяют в некоторых других газах (см. Ацетилен, IV, 19). Сравнение разных источников О. производится посредством фотометрических измерений, которые должны сопровождаться также исследованиями для определения количества выделяющихся при горении вредных газов (углекислоты, сероводорода и пр.), развивающейся теплоты и пр. Метод экономической оценки различных способов О., в применении к О. железнодорожных поездов, дан в монографии инж. В. Л. Москалева, «Сравнительный рассчет стоимости свечного, газокалильного и электрического О. пассажирских поездов» (СПБ., 1913).
А. Т.
Примечания
править- ↑ Метро-свечею называется та степень О., которая получается на листе белой бумаги от одной нормальной свечи, поставленной на расстоянии 1 м.