История электротехники - Коллектив авторов

Естественным источником излучения для всего живущего на Земле является Солнце. Оно служит не только источником жизни, но и формирует эту жизнь, наделяя ее системами регистрации излучения. С.И. Вавилов, который много сделал для становления и развития светотехники в нашей стране, в своей книге «Глаз и Солнце» очень убедительно доказал взаимосвязь этих двух субстанций. Первым искусственным источником излучения был факел. Поэтому осветительные установки древности выполнялись в виде равномерно размещенных факелов, свечей, лампад и т.д. Древние зодчие создавали конструкции зданий, выбирали места для их постройки с учетом естественного освещения. При этом учитывалось попадание света и во внутренние помещения.

Появление керосиновых и газовых фонарей расширило возможности осветительной техники, но ненамного. Свет газовых фонарей не был стабильным, огонь то разгорался, то погасал, постоянно вздрагивал, а это отрицательно сказывалось на зрительном восприятии. Революцией в технике освещения стало появление электрических источников света (см. гл. 3).

Вскоре после демонстрации первой электрической лампочки был издан первый учебник по электрическому освещению (1884 г.), написанный кронштадским морским электриком Е.П. Твертиновым, который выполнил и реализовал проект первой установки архитектурного освещения Московского Кремля. Позднее электрическое освещение Зимнего дворца выполнил Ф.А. Врублевский, который вместе с Г.Н. Буряковичем написал книгу «Электрическое освещение и как им надо пользоваться» (1898 г.).

Важнейшее значение для прогресса отечественной светотехники имело избрание в 1893 г. М.А. Шателена (1865–1953 гг.) профессором на первую в России кафедру электротехники Электротехнического института в Петербурге. Им была прочитана публичная лекция на тему «Электрическое освещение больших площадей». В 1901 г. он издал «Руководство к составлению проектов электрического освещения и электрического распределения энергии в жилых помещениях, на фабриках, заводах и других общественных зданиях», явившееся в то время почти единственным пособием такого рода.

Становление и расширение проектных работ в области ОУ приходится на 20-е годы и связано с принятием и началом осуществления плана ГОЭЛРО. К составлению этого плана был привлечен М.А. Шателен. В 1921 г. на VIII Всероссийском электротехническом съезде он сделал доклад «Современное положение и задачи осветительной техники», в котором сформулировал первостепенные задачи в области развития новой для страны отрасли народного хозяйства — светотехники. В решениях съезда было записано, что необходимо создавать и развивать метрологическую базу светотехники (величины и единицы для характеристики источников света, условий освещения, приборы для измерения); разработать нормы освещения для различных производств, характера зрительной работы и характера помещения; обследовать условия освещения действующих промышленных предприятий; организовать институт для работ в области осветительной техники.

М.А. Шателен опубликовал работы «Влияние освещения на безопасность труда» (1921 г.), «Установление эталона силы света в СССР» (1925 г.), «Роль светового хозяйства в общем энергетическом хозяйстве страны» (1930 г.). Он возглавил Комиссию по осветительной технике в Ленинградском отделении Центрального электротехнического совета, Ленинградское отделение Всесоюзной ассоциации лабораторий осветительной техники и Комиссию по светотехнике АН СССР. К участию в работе этих организаций он привлек ведущих специалистов, в числе которых были Л.Д. Белькинд, А.А. Гершун, Д.Н. Лазарев, С.О. Майзель, В.В. Мешков, М.В. Соколов, П.М. Тиходеев, А. А. Труханов. Вопрос об учреждении светотехнического института М.А. Шателен вновь выдвинул на I Всесоюзной светотехнической конференции в 1927 г. И только в 1951 г. его мечта сбылась. В этом году при его участии был организован Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт (ВНИСИ).

До принятия и реализации норм и правил искусственного освещения на большинстве промышленных предприятий страны были очень низкие уровни освещенности. Так, на рабочих местах ткачих и прядильщиц фактическая освещенность не превышала 30 лк, хотя напряженная зрительная работа занимала до 80% рабочего времени. На IX Всесоюзном электротехническом съезде (1928 г.) были приняты новые «Правила искусственного освещения фабрик, заводов, мастерских и других рабочих и служебных помещений». Основным автором правил был П.М. Тиходеев. Разработанный документ был для того времени более прогрессивным, чем аналогичные зарубежные правила, которые не имели законодательной силы. В Правилах учитывались точность выполняемой работы и коэффициент отражения рабочей поверхности; регламентировались меры по ограничению слепящего действия, равномерность освещенности, соотношение освещенности от общего и местного освещения; предусматривалось устройство аварийного освещения. Принцип построения Правил, заложенный П.М. Тиходеевым, сохранился и до наших дней. В них регламентировалось значение минимальной (а не средней) горизонтальной освещенности, которое в то время составляло 100 лк.

В 30-е годы в Ленинграде и Москве были организованы лаборатории промышленного освещения. Они сыграли большую роль во внедрении новых Правил. В эти же годы начинают проводиться научно-исследовательские работы по совершенствованию промышленного освещения. Наиболее интересными являются работы В.В. Мешкова (1903–1980 гг.) по разработке мер ограничения ослепленности; Я.З. Нейштадта, Н.М. Данцига и др. по методам контроля зрительного утомления; серия фундаментальных работ по исследованию влияния освещения на видимость, проведенных В.Г. Самсоновой; исследования влияния освещенности на производительность труда, выполненные А.А. Трухановым, А.А. Волькенштейном, М.С. Дадиомовым и др. [9.23–9.27].

Большую роль во внедрении результатов научно-исследовательских работ в практику промышленного освещения сыграли всесоюзные светотехнические конференции (1927, 1928, 1931 гг.). С 1932 г. начал издаваться журнал «Светотехника».

Наиболее крупные специализированные организации по проектированию электротехнических установок были созданы в конце 20-х годов в городах Москве, Ленинграде и Харькове. В начале 30-х годов вместе с крупными электромонтажными конторами они были объединены в организацию под названием «Электропром». Специалистами этого объединения были созданы многочисленные вспомогательные и справочные материалы по разным вопросам проектирования освещения.

Период с 1930 по 1935 г. можно считать временем становления светотехнического проектирования. Именно в эти годы рождались и внедрялись инженерные методы светотехнических расчетов осветительных установок, которые во многом не потеряли своей актуальности и сегодня. Это способы расчета прожекторного освещения (Р.А. Сапожников, В.В. Мешков), кривые относительной освещенности (Р.А. Сапожников), пространственные изолюксы (А.А. Труханов), таблица И.С. Дубинкина телесных углов первичного использования, изолюксы на условной плоскости для несимметричных светильников и др. [9.36]. В это время выходит большое число монографий, посвященных технике освещения, в том числе большой справочник под редакцией Л.Д. Белькинда. Крупным событием явился выпуск в Ленинграде в середине 30-х годов первого ведомственного справочника по проектированию освещения. Он был составлен полностью на общественных началах под редакцией С.М. Демченко, Г.М. Кнорринга, Е.Д, Суворова. Именно эта работа явилась основой последующего известного справочника по проектированию электрического освещения Г.М. Кнорринга [9.35].

В «Электропроме» были созданы светотехнические отделы. Большой вклад в становление этих отделов внесли П.Ф. Надеждин, М.С Рябов и С.А. Клюев в Москве, С.М. Демченко и Е.Н. Яковлев в Ленинграде, Б.А. Гольдштейн в Харькове. Этот период ознаменовался началом развития двух школ проектирования ОУ — московской и ленинградской. В довоенные годы большую помощь «Электропрому» в светотехническом проектировании оказывали ведущие представители светотехнической науки Л.Д. Белькинд, С.О. Майзель, А.А. Гершун, П.М. Тиходеев, В.В. Мешков, М.В. Соколов, Н.Г. Болдырев, А.А. Труханов, Н.В. Горбачев, Е.С. Ратнер, Л.Н. Лазарев и др.

Сопоставляя методику проектирования тех лет с современной, необходимо отметить, что уже в то время все принципиальные вопросы прорабатывались с достаточной глубиной как в светотехнической, так и в электрической части.

Однако типизация проектных решений находилась в зачаточном состоянии.

Военное время приостановило развитие многих направлений светотехники. Однако в эти годы ученые и инженеры продолжали работать. А.А. Гершун занимается теоретическими и практическими задачами светомаскировки. Им были разработаны методы проектирования маскировочного освещения и приборы для его контроля, а также схемы маскировочных светильников [9.20].