Роль стекла в истории безопасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Роль стекла в истории безопасности

Г.Б. Лялькина

Н.Л. Лялькина

Введение

В истории безопасности человека стекло сыграло важнейшую роль.

Во-первых, стекло используется в средствах коллективной защиты человека. Оконное стекло защищает человека от неблагоприятных факторов окружающей среды, одновременно обеспечивая естественное солнечное освещение. Ламповое стекло незаменимо при организации безопасного искусственного освещения.

Во-вторых, стекло используется в средствах индивидуальной защиты человека. С его помощью обеспечивается защита лица, органов зрения и дыхания. Без стекла невозможно создать скафандр. Выпуклые и вогнутые стекла (линзы) обеспечивают коррекцию зрения. Наконец, стекло сыграло свою роль в научных исследованиях, в том числе направленных на обеспечение безопасности человека.

В первой части рассмотрены вопросы истории создания оконного и лампового стекла, исследована роль стекла в разработке средств коллективной защиты человека.

1. Роль стекла в создании средств коллективной защиты человека

С древних времен человеку известно природное стекло - материал, образующийся в результате оплавления скальной породы при извержении вулкана (обсидиан), ударе молнии или метеорита (тектит). Из обсидиана (двуокиси кремния SiO₂) древний человек изготавливал разнообразные орудия - скребки и ножи. Первое рукотворное стекло, по-видимому, было изобретено случайно, как побочный продукт других ремесел. В древние времена обжиг глиняных изделий происходил в ямах. Если яма случайно была вырыта в песке, то образующаяся при высокой температуре зола (щелочной продукт) в контакте с песком (т. е. с силикатной массой) в результате реакции окисления могла образовать стекло. Считается, что первое рукодельное стекло было получено в середине III тыс. до н. э. в Древнем Египте. Точнее, это были бусы, амулеты, подвески, пластинки для инкрустаций, покрытые зеленовато-голубой глазурью. Эта глазурь представляет из себя легкоплавкое стекло, окрашенное медью с примесью железа. Египетские стеклоделы плавили стекло на открытых очагах в глиняных мисках при температуре около 1100-1200°С. Раскаленные куски спекшейся массы бросали в воду. Полученные обломки растирали в порошок жерновами и снова плавили. При этом обычно использовали две печи - одну для предварительной плавки и другую для повторной. Известный химик-технолог, основатель теории холодной обработки стекла Н.Н. Качалов утверждает, что истоки стеклоделия в Египте и в странах Передней Азии относятся приблизительно к 4 тыс. до н. э. На территории Старовавилонского царства также найдены стеклянные сосудики для благовоний местного происхождения, выполненные в той же технике, что и египетские. Но так как первое стекло было непрозрачным или малопрозрачным, его и не пытались использовать иначе, кроме как в декоративных целях.

1.1 Из истории оконного стекла

Защита от вредных и опасных факторов окружающей среды - важнейшая составляющая обеспечения безопасности человека. Главное средство коллективной защиты человека - его жилище. С древних времен оно защищало человека от ветра и холода, от нападения хищников и многих других опасностей. Пещера - одно из древнейших убежищ человека, днем свет проникал через вход, вечером свет и тепло давал костер. Простейшие искусственные постройки типа шалаша использовали те же принципы освещения и отопления.

С развитием цивилизации жилье человека совершенствовалось. Но одна проблема оставалась нерешенной в течение многих столетий - проблема освещения внутренних помещений жилища. Солнечный свет в дома поступал в основном через двери. В темное время суток для освещения использовали (пожароопасные) факелы и масляные светильники.

С целью освещения и наблюдения за окружающей средой в домах стали делать окна. Принято считать, что первые окна в жилищах появились около 4 тыс. лет назад, на острове Крит. Тем не менее, постройки древних цивилизаций Средиземноморья - Греции, Египта, Рима, как правило, не имели специальных оконных проемов. Свет проникал через проемы, расположенные под кровлей. Аналогичный принцип освещения жилища использовался ранее у древних шумеров и египтян. В постройках Древней Греции окно, как правило, имело вид узкой щели, которую для защиты от птиц, летучих мышей и других диких животных загораживали решетками. Такие окна, хотя и плохо, но все же пропускали солнечный свет, и в теплом климате частично решали проблему естественного освещения.

С течением времени дома стали строить из камня. Для средневековых каменных замков характерны небольшие окна-бойницы. В отдельных случаях оконные проемы загораживали металлическими решетками либо резными пластинами из известняка, терракоты или мрамора.

Но в условиях суровой зимы даже маленькие окна пропускали морозный воздух и не защищали от холода и осадков. В Средние века в России, как и в Западной Европе, окна затягивали бычьими и рыбьими пузырями. Позднее использовали промасленную бумагу. Иногда применяли тонкие пластины из полупрозрачных камней. В древнерусских деревянных постройках в случае необходимости окна закрывали глухими ставнями. Летом использовали льняной холст и тонкие деревянные пластины, а зимой - лед. Известно, что в Восточной Сибири и в Китае, где имеются месторождения слюды, в окна вставляли кусочки слюды. Слюдяные оконницы по престижности стояли на первом месте, их очень берегли. Даже в начале XX в. в глухой сибирской тайге сохранялись охотничьи заимки со слюдяными окнами. Но слюда была редкой и дорогой, из-за единственного на всю округу слюдяного окошка всю заимку могли назвать Слюдяной.

В I в. н. э. римскими стеклодувами впервые была использована стеклодувная трубка. Полученное таким способом стекло было достаточно прозрачным, хотя первые стекла, как правило, были окрашены примесями. Считается, что древнеримские технологии были в значительной степени утрачены.

В конце V в. н. э. центром стекольного ремесленничества считалась Византия. Византийские мастера освоили выплавку смальты, т. е. цветного непрозрачного мозаичного стекла, хотя есть сведения, что еще в IX в. до н. э. в Сирии и на Кипре уже существовали технологии получения бесцветного стекла.

В эпоху Возрождения центром стеклодувного мастерства становится Венеция. Из-за часто возникающих при производстве стеклянных изделий пожаров стеклодувов переселили на остров Мурано. Венецианское стекло с тех пор получило название муранского. Муранские стеклодувы отлично освоили способы получения прозрачных цветных стекол разнообразных оттенков. К тому же в горячем виде полой стеклянной трубке можно было придавать достаточно разнообразную форму. Поэтому естественным образом возникла идея использовать полученное прозрачное стекло для защиты оконных проемов. Выдутая мастером заготовка цилиндрической формы называется холява. Если холяву в горячем состоянии разрезать вдоль и разложить на плоскости, то получится маленький лист цветного стекла, который можно использовать для остекления окон с помощью витражей. Так как способ получения стекла требовал непосредственного участия мастера-стеклодува, то он был малопроизводительным. Поэтому первые стеклянные окна изготавливали в виде дорогостоящих витражей из небольших кусочков стекла. Их широко использовали для освещения в богатых домах и внутри церковных зданий, хотя наличие рамы значительно снижало естественную освещенность помещений. В принципе метод получения оконного стекла из холявы продержался до конца ХIХ в.

В 1330 г. французом Кокереем был придуман свой способ изготовления небольших кусочков плоского стекла. Но его стекло было "лунным" и мало прозрачным.

В 1676 г. английским мастером Джорджем Рейвенскрофтом был открыт способ изготовления прозрачного хрустального стекла (флинт-гласса).

Отметим, что первыми стеклодувами в России были иностранцы. А первый стекольный завод был открыт в начале XVII в. под Петербургом. С XVIII в. хрустальное стекло в России изготавливали также на стекольном и зеркальном заводе Мальцева в г. Гусь-Хрустальный.

Долгое время не удавалось получать достаточно большие плоские куски стекла. В 1894 г. на заводе Чемберса в Англии стекловар Любберс впервые получил длинный стеклянный пузырь, который легко тянулся, с помощью стеклодувной машины. Еще не застывшую трубку-холяву разрезали на куски, которые удавалось разложить на плоскости. Это был первый механизированный способ изготовления прозрачного листового стекла, пригодного для использования в качестве оконного.

Но до конца XIX в. не удавалось получить плоские стеклянные пластины достаточно большой площади. И только в 1902 г. бельгийскому инженеру Эмилю Фурко удалось изобрести машинный метод вытяжки стеклянных полотен, который был реализован в стекольной промышленности в 1913 г. При этом способе производства стекло вытягивалось из стекловаренной печи между двумя прокатными валиками в виде непрерывной ленты и поступало в камеру охлаждения, где резалось на отдельные листы. Однако полученные пластины были недостаточно ровными по толщине, изменяли траекторию проходящих солнечных лучей. Для улучшения оптических характеристик требовалась дополнительная шлифовка и полировка поверхностей. Иногда специально, чтобы скрыть недостатки, изготавливали стекло с фигурной поверхностью. Как и матовое, оно пропускало свет, но искажало изображение. Такое стекло подходило для внутреннего остекления, но не могло заменить полированные пластины.

Процесс получения оконных стекол из стеклянных пластин в середине XX в. был значительно усовершенствован англичанином Алистером Пилкингтоном. Но при этом на поверхности пластин оставались следы от роликов, поэтому по-прежнему требовалась их шлифовка и полировка. Процесс был дорогостоящим и расточительным. К тому же, кроме плоского оконного стекла, вскоре потребовалось гнутое стекло для автомобильных, витринных и других окон.

В 1959 г. для изготовления гнутого стекла британской фирмой "Пилкингтон Брозерз" был разработан высокопроизводительный процесс получения листового оконного стекла в виде длинной ленты, в процессе производства вертикально вытекающей из машинной щели. Процесс значительно удешевился, но поверхность стекла оставалась искаженной. Было необходимо сделать стекло с плоскими параллельными идеально полированными поверхностями. В итоге фирма "Пилкингтон Брозерз" предложила так называемый флоат-метод, который и лежит в основе современных методов получения оконного стекла.

Производство флоат-стекла состоит из пяти основных этапов. На первом этапе осуществляется подготовка сырья и его очистка от сторонних примесей. На втором сырье плавится при температуре порядка 1550°С и из расплавленного стекла удаляются пузырьки газа. После этого расплав охлаждается до вязкости, удобной для протягивания через ванну с оловом. На третьем этапе жидкое стекло выливается в ванну с расплавленным оловом, сделанную в виде ленты. Глубина расплава олова в ванне невелика, всего 6-10 мл. Благодаря высокой вязкости расплав стекла не смешивается с жидким металлом. Это обстоятельство как раз и обеспечивает идеально гладкую поверхность контакта для обоих материалов, что определяет, в конечном счете, качественную поверхность стекла. Толщина будущих листов стекла зависит от количества расплава стекла, вылитого в ванну. На четвертом лента стекла медленно, чтобы избежать появления искажений из-за остаточных напряжений в стеклянной массе, охлаждается до температуры, при которой стекло можно обрабатывать и резать. На пятом, заключительном, этапе охлажденная стеклянная лента нарезается на листы требуемых размеров. Так получается стекло равномерной толщины, с блестящей, полированной поверхностью. Лицензию на производство флоат-стекла в настоящее время имеют многие компании по производству гнутого и плоского оконного стекла во всем мире.

Многовековая проблема естественного освещения внутренности домов была решена. Изобретение оконных стекол завершило важный этап в создании безопасного человеческого жилища. Стекло прозрачно: человек более безопасно и психологически комфортно ощущает себя в окружающем пространстве, когда имеет возможность наблюдать за этой средой, находясь под защитой своего жилища.

Современное оконное стекло обладает разнообразными свойствами, его изготавливают по различным технологиям в зависимости от требований безопасности и назначения.

Стекло - отличный теплоизоляционный материал, прозрачный и достаточно прочный. Обеспечивая тепловую защиту зданий, оно решает главную задачу - хорошо пропускает видимый солнечный свет, обеспечивая естественное освещение внутренних помещений. Один из важнейших видов современного оконного стекла - специальное энергосберегающее (теплозащитное) стекло. Теплоизоляция в зимний период является наиболее важной функцией стекол для большинства регионов России. Придание энергосберегающих свойств стеклу связано с нанесением на его поверхность специальных оптических покрытий, которые обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствуют выходу из него длинноволнового теплового излучения. Благодаря таким стеклам удается сократить расходы электроэнергии примерно на 30%. Тонированные и зеркальные стекла дополнительно скрывают внутренность помещения в случае необходимости.

В общественных местах стараются ставить прочные безопасные стекла. Большие полотна ударопрочного стекла в современных зданиях должны выдерживать ветровые нагрузки, при разрушении они не должны давать крупных острых осколков. Одно из первых ударопрочных стекол - это армированное стекло, внутри которого проходит металлический скелет-сетка. Армированное стекло - листовое стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое. При пожаре оно образует эффективную преграду против дыма и горячих газов, и хотя оно может треснуть, арматура удерживает его на месте, предотвращая тем самым распространение огня. Осколки стекла не выпадают даже при образовании нескольких разломов, а удерживаются на месте арматурой. Армированное стекло может быть применено при остеклении заводских цехов, окон, фонарей, шахт лифтов и фасадов. Закаленное стекло является более стойким, чем армированное, и оно в 10 раз прочнее обычного. Закаленные стекла могут применяться при производстве стеклопакетов или ламинированных стекол.

Одно из самых надежных и безопасных современных оконных стекол - это комплекс, состоящий из нескольких стекол, ламинированных вместе с помощью ламинирующей пленки или специальной ламинирующей жидкости. Стекла окон высотных зданий должны рассыпаться при их разрушении, не образуя острых осколков. При разрушении осколки ламинированного стекла остаются прикрепленными к пленке. Это снижает опасность от разлетающихся осколков или падающего стекла (стекло разбивается, но остается в раме). Триплекс, состоящий из стекол с различными свойствами, дополнительно способствует защите помещения от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей и обеспечивает звукоизоляцию. Современные ламинированные стекла применяются при остеклении фасадов, балконов, окон.

Прозрачные стенки окон современных подводных батискафов способны выдержать огромные давления на дне океана. Пуленепробиваемые стекла усиливают защиту людей в условиях террористических угроз. Прозрачные экраны позволяют дистанцировать человека от опасных и вредных факторов производства. Современные роботы-манипуляторы работают под управлением человека, находящегося за пределами прозрачных камер, в которых могут находиться опасные вещества и бактерии. Таким образом, изобретение оконного стекла и его направленное совершенствование сыграло выдающуюся роль в обеспечении безопасности человека.

Все требования к тому или другому виду современного стекла определяются соответствующими ГОСТами. Например, ГОСТ 111-78 (Стекло оконное) применяется при заполнении световых проемов различных зданий и сооружений. ГОСТ Р 51112-97 (Средства защитные банковские) удовлетворяет требованиям по пулестойкости. ГОСТ Р 51113-97 (Средства защитные банковские) соответствует требованиям по устойчивости к взлому. ГОСТ Р 51136-2008 (Стекла защитные многослойные) регулирует общие технические условия.

1.2 От масляных светильников до электрических ламп

При недостатке естественного освещения необходимо использовать искусственные источники света.

Лучину использовали для освещения жилища с древнейших времен. На открытом воздухе использовали факелы: в России для этого на палку наматывали бересту и поджигали. Позднее изобрели более безопасные масляные светильники со скрученным фитилем: фитиль опускали одним концом в горючее, а другой поджигали. Масляный светильник давал более устойчивое пламя. На Востоке и в Древней Элладе большие помещения освещали масляными факелами. Их же использовали для передвижения на открытом воздухе в темное время суток.

Факелы не только освещали путь, огонь отпугивал хищников. Но открытый огонь опасен, особенно в помещениях. К тому же масляные факелы и лампы сильно коптили, давая слабый свет, копоть загрязняла воздушную среду.

В Средние века в Европе вместо факелов и светильников с жидким горючим для освещения стали использовать более безопасные сальные свечи, которые готовили из вытопленного и очищенного сала и которые обладали теми же недостатками. Дорогие восковые свечи использовали для освещения в церквях, а также в богатых домах. В начале XIX в. появились стеариновые свечи, которые легко оплывали, увеличивая вероятность возгорания. В конце XIX в. в связи с увеличением масштабов переработки нефти массовое распространение получили парафиновые свечи. Свечи дают слабое, колеблющееся от малейшего движения воздуха пламя, читать и выполнять точные работы при таком слабом и неровном освещении затруднительно. Кроме того, работа при свечах оказывает вредное влияние на зрение.

Пожароопасность факелов, открытых светильников и свечей была очень высокой, а на открытом воздухе пламя легко задувало.

Ламповое стекло научились изготавливать в Европе во второй половине XVIII в. И тогда по ночным улицам стало возможным передвигаться с ручными фонарями. В середине XIX в. из нефти получили керосин, дающий более яркое пламя, и создали керосиновую лампу. Но керосин летуч и его пары легко взрываются (по этой же причине для освещения не используют более легкие фракции нефти, в том числе бензин, так как он еще более летуч и взрывоопасен). Ламповое стекло концентрирует пары керосина внутри стеклянной оболочки, большая их часть сгорает. Фитиль керосиновой лампы - тканый, он позволяет вручную с помощью нехитрого устройства регулировать поступление горючего и величину освещенности. Пламя керосиновой лампы (керосинки) меньше коптило, было более ярким, но все же недостаточным для выполнения точных работ. К тому же из-за высоты лампового колпака керосиновую лампу можно было легко опрокинуть, что приводило к многочисленным пожарам.

В начале XIX в. для освещения стали использовать природный газ. Появились газовые горелки, дававшие неяркий свет. Однако газ взрывоопасен и может вызывать отравление, если горелка по какой-либо причине погаснет. Поэтому его чаще использовали для уличного освещения, где он мог рассеиваться в атмосфере.

В XIX в. в связи с изобретением гальванических батарей - источников электричества, начались многочисленные эксперименты. В 1802 г. петербургский профессор физики Василий Владимирович Петров пропустил электрический ток по двум стержням из древесного угля. Между ними дугой перекинулось ярко светившееся пламя. Дуга быстро гасла, так как угольки быстро сгорали. При этом гальванические батареи были громоздкими (и дорогими).

Но открытие не кануло в Лету. Использовать его в целях освещения догадался русский инженер Александр Николаевич Лодыгин, который начал эксперименты с электрической дугой. Для безопасности А.Н. Лодыгин поместил стержни, по которым пропускался ток, в стеклянный шар. Электрическая дуга, имеющая огромную температуру в несколько тысяч градусов (по Цельсию), стала безопаснее. Но стержни быстро сгорали, стекло трескалось, были и другие проблемы. Поэтому изобретатель пошел дальше и разработал принципиально новую идею - идею лампочки накаливания.

А.Н. Лодыгин заменил электрическую дугу на пару угольных стержней, помещая их между двух медных держателей и пропуская через них электрический ток. Стрежни также быстро сгорали, оказалось, что из лампочки необходимо выкачивать воздух. Стеклянная оболочка оказалась достаточно прочной, чтобы выдерживать давление вакуума, и лампа не взрывалась. Будучи заключенной в прозрачную стеклянную колбу, раскаленная светящаяся нить также стала относительно безопасной, и ее температура была ниже, чем температура электрической дуги.

Таким образом, в 1873 г. русским инженером А.Н. Лодыгиным была создана первая в мире электрическая лампочка накаливания. Одновременно лампочку собственной конструкции (свечу) на основе опять-таки электрической дуги изобрел другой русский инженер - Павел Николаевич Яблочков, который в 1876 г. получил на нее патент. В качестве источника тока П.Н. Яблочков использовал генератор тока собственного изобретения. Свеча Яблочкова горела ровным постоянным светом, не требовала никаких замен. Но электрическая дуга давала слишком яркий свет и, нагреваясь сама, быстро поднимала температуру в освещаемом помещении, что делало ее не слишком пригодной для использования в небольших помещениях.

Лампочка накаливания П.Н. Лодыгина практически не нагревала помещение, и ее было удобно и безопасно использовать в домашних условиях. Но в России не удалось наладить массовое производство ламп, и П.Н. Лодыгин уехал в Америку, где с изумлением узнал, что там его лампа носит имя Эдисона. Эдисон несколько раз усовершенствовал лампу П.Н. Лодыгина, не меняя идею. Эдисон получил несколько патентов не на изобретение лампы накаливания, а на усовершенствование лампы П.Н. Лодыгина. Например, он стал использовать угольные нити из бамбука. Но в основном усовершенствования Эдисона касались только стоимости лампы. П.Н. Лодыгин не стал выяснять отношения, а начал изобретать новую лампу. Прежде всего, он заменил угольную нить лампы на вольфрамовую. Лампами накаливания Лодыгина с тугоплавкой (с температурой плавления 1310?С) вольфрамовой нитью мы и пользуемся до сих пор. Лампы с вольфрамовой нитью экономичны, дают ровный яркий белый свет, служат тысячи часов и практически безопасны. Держатели лампы стали изготавливать из молибдена, элемента - аналога вольфрама, но притом имеющего практически одинаковый со стеклом коэффициент линейного расширения, что позволяет сохранять герметичность стеклянной оболочки лампы, а, следовательно, и безопасность в ходе ее эксплуатации.

Но, тем не менее, даже современные лампочки накаливания иногда взрываются из-за дефектов изготовления и перепадов напряжения в электрической сети, при этом стеклянная оболочка разлетается на тысячи мелких и острых кусочков. Поэтому в XX в. светильники многократно подвергались усовершенствованию. Были также изобретены новые типы светильников, использующих различные принципы излучения света.

Особое место занимают холодные и экономичные светодиодные светильники. Использование того или иного типа светильника, в том числе в производственных условиях, определяется его свойствами и назначением и регулируется государственными стандартами, а также санитарными и гигиеническими требованиями к освещенности в зависимости от класса точности выполняемых работ.

Отметим также роль светопроводящих (оптических) волокон в освещении. Гибкое, тонкое и легкое полимерное стекло нашло своеобразное применение в качестве источника света, помогая спасать жизнь и здоровье человека. Светопроводящие волокна в сочетании с современными электронными микроскопами и лазерной техникой используют для освещения внутренних органов человека в ходе сложнейших внутриполостных операций. Их используют, например, для освещения изнутри сосудов человека с целью диагностики или операции. Многие операции, невозможные ранее по жизненным показаниям, теперь выполняются с помощью гибких и тонких светопроводящих волокон, одновременно выполняющих несколько функций, в том числе и функцию освещения операционного поля внутри тела человека.

Сложные оптические системы со светопроводящими волокнами используют в приборах ночного видения, позволяющих в отсутствие достаточного внешнего освещения выполнять скрытое наблюдение. Без них не обходятся современные охранительные системы на границах. Они находят применение в надводной и подводной технике, при полетах в ночное время и при ограничении видимости.

Остановимся на развитии систем уличного освещения. Первое искусственное уличное освещение было использовано в начале XV в. В 1417 г. лондонский мэр распорядился вывешивать на улицах фонари зимними вечерами, чтобы рассеять ночную мглу. Первые уличные фонари использовали свечи и масло.

Первая регулярная система уличного освещения была создана в XVII в. в Амстердаме, так как горожане по ночам часто падали в неогороженные каналы. Но были еще две цели: борьба с преступностью и борьба с пожарами. Предложил эту систему как раз организатор пожарной охраны Ян ван дер Хейден, который и получил должность директора и инспектора городского освещения. Было установлено две с половиной тысячи масляных фонарей, которые использовалась до 1840 г. В 1682 г. фонари разработанной им системы применили для освещения еще двух городов, в том числе Берлина.

В начале XVI в. парижан обязали держать в домах у окон светильники в темное время суток. Людовик XIV - "король-солнце" - в 1667 г. издал указ об освещении городских улиц, и огни многочисленных светильников сделали передвижение по ночным улицам Франции значительно безопаснее.

В 1698 г. восемь фонарей были впервые установлены у царского дворца в Москве. Основав Петербург, Пётр I приказал устраивать ночное уличное освещение по праздникам. В прочие дни по ночным улицам ходили с фонарями. В 1730 г. указом московского магистрата "О сделании для освещения в Москве стеклянных фонарей" было организовано уличное освещение.

Регулярное уличное освещение в Лондоне было организовано 1807 г., когда появились газовые фонари. Был нанят штат фонарщиков, которые ходили по улицам и вручную зажигали фонари с наступлением темноты, что требовало постоянных хлопот и затрат.

А.Н. Лодыгин, вплотную столкнувшись в 1870 г. в Париже именно с проблемой ночного освещения улиц, решил использовать для этой цели яркий свет электрической дуги, для чего и разработал первую из своих ламп. В 1873 г. состоялась ее публичная демонстрация, в том числе и на улицах Петербурга. Лампа была значительно безопаснее керосиновых светильников и давала гораздо более яркий свет, при котором даже на улице на значительном расстоянии от источника света можно было читать газеты. Но угли в лампе А.Н. Лодыгина после их сгорания надо было периодически менять, каждый раз откачивая воздух. Операция замены могла выполняться только специалистом, и не была безопасной.

Проблему решила дуговая лампа П.Н. Яблочкова. Свечу Яблочкова применили для уличного освещения в Париже, где окрестили "русским светом". Ее стали использовать не только для наружного освещения, но и для освещения больших помещений. Около 1880 г. "русским светом" воспользовались в России, осветив некоторые улицы, а также заводы в Петербурге.

Свеча Яблочкова породила серию дуговых ламп, в том числе ксеноновые лампы. Дуговые лампы используют до сих пор в прожекторах, в маяках и всюду, где требуется мощный источник света и нет специальных ограничений по величине теплового потока. Но в конце XIX в. у дуговых ламп появились многочисленные конкуренты.

В настоящее время существуют тысячи наименований светильников различных типов, в том числе предназначенных как для освещения улиц, так и в других системах наружного освещения. Появились галогенные лампы накаливания, а также люминесцентные и флуоресцентные лампы.

Существует несколько типов газоразрядных ламп, в том числе лампы высокого давления, ртутные, неоновые, натриевые и др. Часть из них активно применяют в рекламных целях, что помогает жителям хорошо ориентироваться на городских улицах в ночное время. Современные светодиодные лампы являются одними из самых безопасных и требуют меньшего расхода энергии при тех же параметрах освещенности. Поэтому они широко используются для уличного освещения, а также в бытовых помещениях и на промышленных объектах. Малый расход электроэнергии и высокая степень безопасности привела к тому, что светодиодные лампы повсеместно используют в качестве средств сигнализации, в том числе в качестве датчиков в охранных системах.

Важным является использование светильников в качестве средств сигнализации и управления транспортным движением в системах светофоров, что резко повышает безопасность перемещения людей по дорогам и в ночное, и в дневное время. Первый уличный светофор был установлен 10 декабря 1868 г. в Лондоне, возле здания Британского парламента. Его изобретатель - Дж.П. Найт был специалистом по железнодорожным светофорам (семафорам). Светофор управлялся вручную, а, как известно, человеческий фактор отнюдь не способствует поддержанию состояния безопасности. 2 января 1969 г. газовый фонарь светофора взорвался, ранив полицейского, поэтому задача создания безопасного уличного освещения оставалась нерешенной.

В XX в. использование электричества дало возможность централизованно управлять системами наружного, в том числе уличного, освещения, а также сигнализации, что резко повысило безопасность движения в темное время суток. Первая автоматическая система уличных светофоров была разработана и запатентована в США Э. Сиррином в 1910 г. Там же были установлены первые светофоры. В Европе первые светофоры были установлены в начале 20-х гг. XX в., а в России - 15 января 1930 г. в Ленинграде на углу Невского и Литейного проспектов. В Москве первый светофор появился 30 декабря 1930 г. на углу Петровки и Кузнецкого моста.

Современные уличные светильники, как правило, располагаются на большой высоте, они достаточно прочные и выдерживают значительные ветровые и ударные нагрузки. Вместе с возможностью автоматического управления это обстоятельство снижает расходы на обслуживание осветительных сетей, что позволило охватывать ими большие по площади территории и значительные по длине транспортные артерии.

В настоящее время выбор тех или иных осветительных приборов и в целом систем наружного освещения определяется их назначением и экономичностью и регулируется системой нормативных и законодательных актов (СНиП и СанПиН). Развитие сетей наружного освещения и сигнализации значительно повысило безопасность на ночных улицах и дорогах.

стекло коллективный защита человек

Размещено на Allbest.ru