Газовое освещение

Газовое освещение — это тип искусственного освещения, в котором источником света служит пламя, образующееся при сжигании горючего газа (обычно природного газа, светильного газа, пропана или ацетилена). Широко применялось в XIX — начале XX века для освещения улиц, жилых и общественных зданий, а также промышленных объектов. В настоящее время используется преимущественно в декоративных, музейных и реставрационных целях, а также в местах, где отсутствует централизованное электроснабжение.

История

Ранние эксперименты

Первые опыты по использованию газа для освещения относятся к концу XVIII века. В 1792 году шотландский инженер Уильям Мёрдок разработал метод получения светильного газа из каменного угля и в 1798 году осветил им здание своей фабрики в Бирмингеме. В 1802 году он устроил публичную демонстрацию газового освещения, а в 1805 году осветил прядильную фабрику в Манчестере. В 1807 году в Лондоне была построена первая в мире система газового освещения улиц на Пэлл-Мэлл, однако она была несовершенна и вызывала много нареканий из-за нестабильности пламени и запаха.

Развитие в XIX веке

Широкое распространение газовое освещение получило в 1810-1820-х годах, когда были созданы первые газовые компании. В 1812 году в Лондоне была основана «Газовая компания» (Gas Light and Coke Company), которая начала строительство централизованных газовых заводов. К 1820-м годам газовые фонари появились на улицах Парижа, Берлина, Вены, Санкт-Петербурга и других крупных городов Европы.

В России первая газовая установка для освещения была смонтирована в 1819 году на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге для нужд Аптекарского сада. В 1835 году газовое освещение появилось на Невском проспекте. К 1860-м годам в Москве и Санкт-Петербурге действовали десятки газовых заводов, обеспечивающих освещение центральных улиц, театров, дворцов и богатых особняков.

Технические усовершенствования

На протяжении XIX века конструкция газовых горелок постоянно совершенствовалась. В 1820-х годах была изобретена горелка Бунзена, которая обеспечивала более полное сгорание газа и снижала копоть. В 1850-х годах появились горелки с сетчатыми колпачками, которые давали более яркий и ровный свет. В 1885 году Карл Ауэр фон Вельсбах изобрёл газокалильную сетку (ауэровский колпачок), которая, раскаляясь в пламени, значительно увеличивала светоотдачу газовых горелок. Это позволило газовому освещению конкурировать с электрическим до начала XX века.

Упадок и возрождение

С распространением электрического освещения в 1880-1900-х годах газовое освещение постепенно вытеснялось из городов. К 1930-м годам в большинстве развитых стран оно сохранилось лишь в отдалённых районах и на промышленных объектах. В СССР в 1950-1960-х годах велась массовая газификация жилых домов, но газовое освещение в быту практически не применялось.

В конце XX — начале XXI века интерес к газовому освещению возродился в контексте исторических реконструкций и дизайна. В ряде городов Европы (Лондон, Париж, Прага) и России (Санкт-Петербург, Калининград) сохранились или были восстановлены газовые фонари на центральных улицах, которые работают в декоративном режиме или в качестве резервного освещения.

Устройство и принцип действия

Основными элементами системы газового освещения являются:

• Газовый источник — газовый завод, баллон с сжиженным газом или магистральный газопровод.
• Газопровод — система труб, по которым газ подаётся к осветительным приборам. В городских сетях XIX века использовались чугунные трубы, в современных — стальные или полиэтиленовые.
• Горелка — устройство, в котором происходит смешивание газа с воздухом и его сжигание. Конструкция горелки определяет форму и интенсивность пламени.
• Колпачок (сетка) — в газокалильных горелках — тканая сетка из оксидов тория, церия или других редкоземельных элементов, которая раскаляется в пламени и излучает яркий белый свет.
• Регулятор давления — поддерживает стабильное давление газа, обеспечивая равномерное горение.
• Запальное устройство — в современных системах — пьезоэлектрический или электрический элемент, в старых — спичка или факел.

Принцип действия: газ под давлением поступает в горелку, где смешивается с воздухом. Смесь поджигается, и при горении образуется пламя. В газокалильных горелках пламя нагревает сетку до температуры 1500-2000 °C, которая начинает светиться ярким белым светом. Светоотдача таких горелок может достигать 10-15 люмен на ватт, что сопоставимо с лампами накаливания.

Классификация

По типу газа

• Светильный газ — получали из каменного угля или нефти. Использовался в XIX — начале XX века. Содержал водород, метан, оксид углерода и другие компоненты. Токсичен и взрывоопасен.
• Природный газ (метан) — основной вид газа для газового освещения в XX-XXI веках. Менее токсичен, чем светильный, но также взрывоопасен.
• Пропан-бутан — используется в баллонах для автономного освещения (например, в кемпингах, на дачах).
• Ацетилен — применялся в переносных фонарях (карбидных лампах) для шахт, велосипедов и автомобилей начала XX века. Получается при реакции карбида кальция с водой.

По конструкции горелки

• Открытые горелки — пламя горит непосредственно на выходе из сопла. Дают жёлтый или оранжевый свет, сильно коптят.
• Горелки Бунзена — с предварительным смешиванием газа и воздуха. Пламя голубоватое, почти без копоти.
• Газокалильные горелки — с сетчатым колпачком. Обеспечивают яркий белый свет, близкий к дневному.

По назначению

• Уличные фонари — стационарные осветительные приборы на столбах или кронштейнах.
• Интерьерные светильники — люстры, бра, настольные лампы для жилых и общественных помещений.
• Переносные фонари — карбидные лампы, газовые фонарики для кемпинга.
• Декоративные и реставрационные — имитация исторических фонарей, используемая в парках, на набережных, в музеях.

Применение

Историческое

В XIX веке газовое освещение было основным видом искусственного света в городах. Оно позволяло продлить световой день, улучшить безопасность на улицах, создать условия для работы в вечернее время. Газовые фонари устанавливались на центральных улицах, площадях, в театрах, оперных залах, дворцах и богатых домах. В сельской местности газовое освещение было редкостью из-за отсутствия газовых сетей.

Современное

В настоящее время газовое освещение применяется в следующих сферах:

• Музейные и исторические реконструкции — в старинных зданиях, усадьбах, на исторических объектах (например, в Петергофе, Царском Селе, в старых кварталах европейских городов).
• Декоративное освещение — в парках, на набережных, в ресторанах и гостиницах, где газовые фонари создают атмосферу старины.
• Автономное освещение — в местах, где отсутствует электричество (например, в отдалённых деревнях, на туристических базах, в кемпингах). Используются газовые лампы с баллонами пропан-бутана.
• Резервное освещение — в некоторых промышленных объектах, где требуется надёжный источник света при отключении электроэнергии.
• Специальное освещение — в лабораториях, где требуется источник света с определённым спектром (например, в спектроскопии).

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Независимость от электросети — газовое освещение может работать в автономном режиме при наличии баллонов или газгольдера.
• Высокая светоотдача (для газокалильных горелок) — до 15 лм/Вт, что сравнимо с лампами накаливания.
• Долговечность — газовые горелки и колпачки служат десятки лет при правильной эксплуатации.
• Эстетика — мягкий, тёплый свет газовых фонарей считается более приятным для глаз, чем холодный свет светодиодов.
• Надёжность — газовое освещение не боится коротких замыканий, перепадов напряжения и других неисправностей электрических сетей.

Недостатки

• Пожаро- и взрывоопасность — утечка газа, неисправность горелки или неправильная эксплуатация могут привести к пожару или взрыву.
• Токсичность — продукты сгорания газа (оксид углерода, оксиды азота) опасны для здоровья при недостаточной вентиляции.
• Необходимость обслуживания — газовые горелки требуют регулярной чистки, регулировки, замены колпачков.
• Зависимость от газоснабжения — при перебоях с подачей газа освещение прекращается.
• Экологические аспекты — сжигание газа приводит к выбросу парниковых газов (CO₂) и загрязнению воздуха.
• Меньшая эффективность по сравнению с современными светодиодными лампами (светодиоды дают до 100-150 лм/Вт).

Интересные факты

• В Лондоне до сих пор сохранилось около 1500 газовых фонарей, которые обслуживаются специальной командой «фонарщиков». Они зажигаются вручную каждый вечер.
• В Санкт-Петербурге на Дворцовой набережной и в некоторых парках установлены газовые фонари, работающие в декоративном режиме. Они являются частью исторического облика города.
• В XIX веке газовые фонари зажигали специальные служащие — фонарщики, которые обходили свой участок с длинной палкой, на конце которой был зажжённый фитиль. С появлением автоматических систем зажигания (пьезоэлементов) эта профессия исчезла.
• Газовое освещение дало название психологическому феномену «газлайтинг» (от англ. gaslighting) — манипуляции, при которой человеку внушают, что он неправильно воспринимает реальность. Термин возник после пьесы 1938 года «Газовый свет» (Gas Light), где муж убеждал жену, что она сходит с ума, когда она замечала, что газовый свет в доме тускнеет (на самом деле он сам прикручивал газ).
• В 2023 году в ряде городов Европы (например, в Венеции) обсуждалась возможность возврата газового освещения на исторических улицах как альтернативы светодиодам, которые, по мнению критиков, искажают архитектурный облик.

Источники

• Б. И. Кудрявцев. «История техники газового освещения». — М.: Изд-во АН СССР, 1954.
• В. А. Яковлев. «Газовое освещение в России XIX — начала XX века». — СПб.: Наука, 2001.
• «Энциклопедия техники» / под ред. А. А. Пархоменко. — М.: Большая российская энциклопедия, 2005.
• «Gas Lighting: History and Technology» by David W. G. — London: The History Press, 2010.