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Gasbeleuchtung [1]

[271] Gasbeleuchtung, die Benutzung des durch Verbrennen von Gasen aus Steinkohlen (auch von Abfällen, Braunkohlen, Fett, Harz, Holz, Petroleum, Torf u.s.w.) entgehenden Lichtes zur Erhellung von Räumen.

Um die zur Beleuchtung eines Raumes für bestimmte Zwecke nötige Flammenzahl zu ermitteln, muß zunächst die erforderliche Helligkeit festgestellt und darüber, ob direkte oder indirekte Beleuchtung anzuwenden ist, entschieden werden.

Bei der direkten Beleuchtung werden die Strahlen der Lichtquelle unmittelbar in dem zu beleuchtenden Räume zerstreut, während bei der indirekten Beleuchtung die sämtlichen Strahlen der gegen das Auge abgeblendeten Lichtquelle nach der Decke geworfen und von dieser reflektiert werden. Bei letzterer Beleuchtungsart unterscheidet man halb zerstreute und ganz zerstreute Beleuchtung. Bei ersterer wird durch halbdurchscheinende Reflektoren ein Teil des Lichtes nach der Decke geworfen und von dieser zerstreut reflektiert, während der andre Teil direkt nach unten fällt; bei der ganz zerstreuten Beleuchtung wird die ganze Lichtmenge mittels undurchsichtiger Reflektoren nach der Decke geworfen und von dieser sowie den Wänden gleichmäßig im Räume verteilt.

Seither pflegte man für die Einheit der Bodenfläche eine bestimmte Helligkeit anzunehmen und rechnete auf 1 qm Grundfläche 2¹/₂–3 Kerzen Leuchtkraft der Lichtquelle, wobei die Flammenhöhe 0,2 (a + b), wenn a und b Länge und Breite des Raumes sind, über dem Fußboden angenommen wurde. Nach den heutigen Anforderungen an die Beleuchtung, nach denen eine bestimmte Platzhelligkeit je nach dem Zweck, dem der Raum dienen soll, verlangt wird, müssen Lichtstärke und Höhenlage der Lichtquelle anders berechnet werden. Die Einheit der Beleuchtung einer Fläche ist die Meterkerze oder Lux, d.i. die Helligkeit, die eine weiße Fläche von der Lichteinheit in Im senkrechtem Abstand empfängt. Cohn-Breslau verlangt 10 Lux als geringste zum Lesen erforderliche Platzhelligkeit und 50 Lux, um eine Schrift ebenso gut lesen zu können wie bei Tageslicht. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß diese Helligkeiten für rotes Licht gelten und denselben für weißes Licht 25 bezw. 125 Lux entsprechen, und weiter ist zu beachten, daß Cohn die englische Normalkerze zugrunde legt, während bei der jetzt allgemein gebräuchlichen Hefnerkerze diese Helligkeiten sich für weißes Licht auf ca. 28,5 bezw. 142,5 Lux stellen. Als Regel für die Praxis kann man annehmen für Räume, in denen geschrieben und gelesen werden soll, 30–50 Lux, und für solche, in denen Zeichnungen und seine Handarbeiten zu fertigen sind, 50–80 Lux. Befindet sich im Punkt A (Fig. 1) eine Lichtquelle von der Intensität J in der Höhe y über der Tischfläche, so ist die Helligkeit im [271] Punkte B der um x seitlich entfernten Fläche f H = J sin α : r² = J y : (x² + y²) √(x² + y²). Kennt man die Lichtstärke einer Lichtquelle unter verschiedenen Winkeln, so kann man hiernach deren Lage berechnen, um eine bestimmte Helligkeit im Punkte B zu erzielen; auch läßt sich hiernach berechnen, welche Intensität eine in A anzubringende Lichtquelle haben muß, um in B eine bestimmte Helligkeit zu erhalten. Steht die zu beleuchtende Fläche senkrecht zu den Lichtstrahlen, so wird α = 90° und H = J : r². Hat man es mit einer vertikalen Fläche zu tun, so ist H = J cos α : r². Bei der Straßenbeleuchtung kann man 0,1–5 Lux annehmen, für gewöhnliche Verhältnisse 0,55 Lux. Das Maximum liegt direkt unter der Laterne, das Minimum in der Mitte zwischen zwei Laternen, und zwar beträgt, wenn h die Höhe und l die Entfernung der Laternen voneinander ist: H min = 2 J : (h² + 0,25 · l²); es ist H max = J : h². Zur Erzielung einer gleichmäßigen Beleuchtung ist die Höhe der Laternen von großer Wichtigkeit, da bei größerer Höhe der Unterschied zwischen dem Maximum und dem Minimum geringer wird. Es wird auch durch kleinere Lichtquellen in geringeren Entfernungen eine gleichmäßigere Straßenbeleuchtung erzielt als durch größere Lichtquellen in weiteren Entfernungen. Zur Beleuchtung eines Platzes sind dagegen stärkere Lichtquellen vorteilhafter. Man verteilt sie am günstigsten so, daß sie an den Ecken von gleichschenkligen Dreiecken stehen; das Minimum der Beleuchtung liegt dann im Schwerpunkt eines jeden Dreiecks und beträgt, wenn α die Dreieckseite, H min = 3 J : (h² + 0,33 · α²).

Die Flammen werden mit Glasglocken umgeben, um das Auge vor Blendung zu schützen, oder man verwendet zur Konzentrierung des Lichtes Reflektoren. Durch Absorbierung von Licht geben die Glasglocken einen Lichtverlust, der bei Milchglasglocken 40–60% beträgt, bei Ueberfangglocken (das sind Glocken aus gewöhnlichem Glase, überzogen mit einer dem Milchglas ähnlichen Schicht) ca. 36%, bei mit Flußsäure matt geätzten Glocken ca. 36%. Viel Licht absorbiert die sogenannte Tellerbeleuchtung, bei der sich unter der Flamme ein Mattglasteller befindet, auf den sich die Glocke setzt. Durch Schirme und Reflektoren wird die Helligkeit direkt unter der Lampe gesteigert. Vielfach werden auch Reflektoren aus Metall, Spiegelglas u.s.w. angebracht, um zur Erzielung gleichmäßiger Beleuchtung von Arbeitstischen das Licht zu zerstreuen, wobei aber Hörende Schlagschatten unvermeidlich sind, ein Uebelstand, der durch die Elsterschen Lamellenreflektoren oder Blendscheinwerfer vermieden wird.

Um ein Gebäude mit Leuchtgas zu versorgen, wird ein von der Straßenleitung abzweigendes Zuführungsrohr in dasselbe geleitet und mit dem Eingangsstützen des Gasmessers verbunden; am Gasmesserausgang schließt sich die Hausleitung an, so daß das Gas in diese nur durch den Gasmesser gelangen kann. Vor dem Gasmesser wird in die Leitung ein Haupthahn (Fig. 2 und 3) eingeschaltet, um das ganze mit Gas versorgte Gebäude von der Straßenleitung abschließen zu können. Die Verbindung des Gasmessers mit der Zuleitung sowie mit der Hausleitung geschieht durch kurze Bleirohrstücke, die beiderseits mit den Verschraubungen (Fig. 4) verlötet werden; die Hausleitungen werden aus gezogenen schmiedeeisernen Rohren hergestellt. Durch sämtliche Stockwerke wird ein Steigrohr aufwärts geleitet, von dem sich die Leitungen für die einzelnen Stockwerke abzweigen. Die Rohre haben an den beiden Enden äußeres Gewinde und werden durch die Verbindungsstücke, auch Fittings genannt, die mit innerem Gewinde versehen sind, untereinander verbunden. Zur Herstellung einer gasdichten Verbindung legt man um das Gewinde einige Hanffäden, bestreicht dasselbe mit Mennige und schraubt mit Hilfe der Rohrzange (Fig. 5) das Verbindungsstück fest auf das Rohr. Je nach dem Zwecke, dem sie dienen sollen, sind die Verbindungsstücke sehr verschiedenartig. Handelt es sich darum, zwei Rohre gleicher Weite zu verbinden, so bedient man sich der Muffe (Fig. 6), während die Reduktions- oder Verjüngungsmuffen (Fig. 7) angewendet werden, wenn die beiden Rohre verschiedene Durchmesser haben. Flanschen (Fig. 8) werden bei Gasleitungen selten als Verbindung benutzt. Um von einer geraden Strecke eine Leitung abzuzweigen, setzt man in erstere ein ⊤-Stück (Fig. 9) ein, während Kreuzstücke (Fig. 10) angewendet werden, wenn von einem Punkte nach vier verschiedenen Richtungen Leitungen ausgehen. Sollen die Enden zweier Leitungen, deren Richtungen zueinander senkrecht sind, miteinander verbunden werden, so nimmt man dazu Winkelstücke, die entweder scharfkantig (Fig. 11) oder abgerundet (Fig. 12) sind; auch kann man hierzu Bogenstücke (Fig. 13) verwenden. Um eine gerade Leitung leicht auseinander nehmen zu können, schaltet man in dieselbe ein Langgewinde[272] (Fig. 14) ein, d.i. ein kurzes Rohrstück, das an dem einen Ende ein normales, am andern ein Gewinde von doppelter Länge mit einer Muffe von ebenfalls doppelter Länge trägt, die durch eine Gegenmutter (Fig. 15) festgestellt wird: Zwei Verbindungsstücke mit innerem Gewinde werden verbunden durch Nippel (Fig. 16), das sind kurze Stücke mit äußerem Gewinde, die je zur Hälfte in die zu verbindenden Stücke eingeschraubt werden. Die Enden einer Leitung sowie auch Oeffnungen in derselben werden durch Kappen (Fig. 17) oder Pfropfen (Fig. 18) geschlossen. Zur Anbringung der Lampen schaltet man an den betreffenden Stellen ⊤-Stücke oder, wenn es das Ende einer Leitung ist, Winkel ein, die durch eine Holzrosette häufig verkleidet werden, bei besseren Ausführungen nimmt man ⊤-Deckenscheiben (Fig. 19) oder Kniedeckenscheiben (Fig. 20 und 21), das sind ⊤- oder Kniestücke mit angegossener Scheibe, die mittels Schrauben an der Zimmerdecke u.s.w. beteiligt werden, – Für Lampen, deren Stellung auf dem Arbeitstische beliebig verändert werden kann, beteiligt man an den ⊤- oder Winkelstücken der Leitung einfache oder doppelte Schlauchhähne (Fig. 22 u. 23), über deren verlängerten und gerippten Ansatz ein Gummischlauch, der sich fest und gasdicht anschließen muß, geschoben und mit der Lampe verbunden wird. – Die Leitungen werden mit Rohrhaken (Fig. 24) oder mit Rohrbändern (Fig. 25) an den Wänden und Zimmerdecken beteiligt und sollen nach dem Gasmesser zu Gefälle haben, denn das Gas enthält Wasserdampf, der sich in den Leitungen kondensiert und entfernt werden muß, weil ein Wassertropfen in der Leitung ein lästiges Zucken der Flammen hervorruft. Selten ist es durchführbar, der gesamten Leitung nach dem Gasmesser Gefälle zu geben; dann sind an geeigneten Stellen, namentlich an abwärts gerichteten Leitungen, Wassersäcke anzuordnen, das sind kurze, abwärts gerichtete Rohrstücke, die unten durch einen Pfropfen, eine Kappe, eine Wasserschraube, d.i. eine auf das Rohrende geschraubte, durch eine Schraube geschlossene Messingkapsel, oder auch durch einen kleinen Hahn verschlossen werden und aus denen das angesammelte Wasser von Zeit zu Zeit abgelassen wird.

Jede Gasleitung sollte vor der Benutzung an! ihre Dichtigkeit geprüft werden, indem man, nachdem alle Oeffnungen durch Pfropfen sorgfältig geschlossen sind, mit einer Kompressionspumpe Luft in dieselbe pumpt, bis das Manometer einen Druck von 150–200 mm Wassersäule zeigt. Bleibt dieser Druck einige Minuten unverändert, so ist die Leitung dicht, im andern Falle muß man die Leckagen, die sich häufig durch ein sausendes Geräusch bemerkbar machen, aufsuchen und beseitigen; kleine Leckagen findet man durch Bestreichen der Rohre mit Seifenwasser. Das häufig beliebte Ableuchten der Leitungen ist zu verwerfen, weil dadurch oft verheerende Explosionen entstehen. Nach erfolgter Dichtigkeitsprobe werden die Gaslampen an die betreffenden Verbindungsstücke der Leitungen angeschraubt, wobei zu beachten ist, daß auch diese Verbindungen vollkommen gasdicht sind. Beim Anschrauben der Lampen und Aufsetzen der Brenner auf diese ist die Brennerzange (Fig. 26) ein unentbehrliches Werkzeug; diese hat zwei verschiedene Maulweiten mit innen gerippten Flächen für Gegenstände von kleinerem und größerem Durchmesser.

Um bei sehr ausgedehnten Hausleitungen einen gleichmäßigen Druck und damit einerseits eine gleichmäßige Beleuchtung zu erzielen und anderseits einer Gasverschwendung vorzubeugen, schaltet man mitunter in der Nähe des Gasmesserausganges einen Druckregler in die Leitung ein. Zur Vermeidung einer Gasverschwendung infolge zu starken Druckes unter dem Brenner., der sich bei Schnittbrennern durch Abzweigung von Zacken beiderseits der Flammenfläche und bei Rundbrennern durch rötliche Färbung und Neigung zum Rußen zeigt, empfiehlt es sich, unmittelbar unter dem Brenner einen Rheometer oder Verbrauchsregler (s.d.) einzuschalten, weil mit dem Mehrverbrauch an Gas sich die Leuchtkraft der Flamme nicht in demselben Maße steigert. Zeigt der Schnittbrenner eine ganz unregelmäßige Flamme und einzelne Strahlen, so ist der Brennerschnitt durch Staub u. dergl. verschmutzt, und man hat dann nötig, eine Brennersäge, bestehend aus einem seinen Stahlblatt, das entweder an einem Ende einen Griff hat oder in einer dem Gestell einer Säge ähnlichen Fassung[273] (Fig. 27) eingespannt ist, einigemal durch den Brennerschnitt hin und her zu ziehen. Bei Rundbrennern erkennt man die Verschmutzung an der ungleichmäßigen Flammenhöhe des Mantelumfanges, und die Löcher sind dann mit einer seinen Nadel zu reinigen.

Bei der Beleuchtungseinrichtung der Theater sind die Leitungen für die Rampen, für die Kulissen, für die Soffitten u.s.w. voneinander ganz unabhängig. Das Ausgangsrohr des Gasmessers mündet in den auf der Bühne angebrachten Regulierapparat, d.i. ein horizontales Gußrohrstück mit so vielen Stutzen, als verschiedene Leitungen vorhanden sind; auf jedem Stutzen sitzt ein Regulierhahn (Fig. 28), mit dessen Kücken eine Scheibe fest verbunden wird, die in ihrem halben Umfang mit Zähnen versehen ist, in die eine Schnecke, deren Welle eine Handkurbel trägt, eingreift, während auf der andern Scheibenhälfte eine Skala angebracht ist, die erkennen läßt, wie weit die Durchlaßöffnung des Hahns geöffnet ist. Diese Einrichtung gestattet, jeden gewünschten Helligkeitsgrad genau einstellen zu können.

Die Einrichtung der Straßenbeleuchtung ist wesentlich einfacher. Die Laternen werden entweder auf Kandelaber oder auf Wandarmen aufgestellt, indem ein Laternenfuß, der zwei, bei großen Laternen mehrere aufrechtstehende Arme, hat, auf dem Kandelaber oder Wandarm und auf diesem der Unterteil der Laterne mittels Schrauben beteiligt wird. Die Kandelaber bestehen meistens aus hohlen gußeisernen Säulen mit einem ca. 0,6–1,0 m langen, durchbrochenen Fuß, der in das Erdreich eingelassen wird, während schwere, mehrarmige Kandelaber eines gemauerten Fundamentes bedürfen; von Tillmanns in Remscheid werden Kandelaber aus verzinktem Wellblech hergestellt. Die Wandarme, auch Konsolen genannt, sind meist aus Gußeisen, zuweilen auch aus Schmiedeeisen konstruiert und werden an den Gebäuden u.s.w. befestigt. Das direkt an die Zuleitung angeschlossene Gasrohr wird im Innern des Kandelabers, bei Wandarmen an der Gebäudemauer, aufwärtsgeführt und trägt an seinem Ende dicht unter der Laterne den Laternenhahn (Fig. 29), an den sich das Brennerrohr, ein ca. 10 mm weites Messingröhrchen, anschließt, in das der Brenner gefleckt oder das Gasglühlicht aufgeschraubt wird. Bisweilen erhalten die Laternen Doppelhähne (Fig. 30), von denen der obere ein Regulierhahn ist, mit dem die Flammengröße und der Gasverbrauch festgestellt werden sollen. Diese Regulierung ist unvollkommen, weil trotzdem Flammengröße und Gasverbrauch durch die Verschiedenheit des Gasdruckes schwanken. Man tut daher besser, einen einfachen Brennerhahn zu nehmen und zwischen diesem und dem Brennerrohr oder zwischen Brennerrohr und Brenner einen Verbrauchsregler (s.d.) einzuschalten. Die Grundform der Laternen ist meist viereckig, sechseckig oder rund, nur bei großen Ausführungen bisweilen achteckig. Sie werden in verschiedenartigen Größen aus Blech, Gußeisen oder Schmiedeeisen gefertigt und bestehen aus Unterteil und Dach. Das Unterteil besteht aus dem unteren und dem oberen Rahmen, die durch zwei oder mehr Stäbe verbunden sind; bisweilen sind an sämtlichen Ecken Verbindungsstreifen, die gleichzeitig die Falze für die Scheiben bilden. Bei der viel gebräuchlichen Verbindung durch zwei Stäbe flößen die Scheiben stumpf aneinander und werden nur durch Falze an den Rahmen gehalten. Der untere Rahmen hat einen Mittelsteg mit Loch, durch welches das Brennerrohr in das Innere der Laterne geführt wird; die eine Rahmenhälfte ist durch eine feste Scheibe geschlossen, die andre durch eine Tür, durch welche die Anzündelampe in die Laterne hineingeschoben wird. Das Dach ist mit dem Unterteil durch ein Scharnier verbunden und trägt einen Aufsatz, durch den die Verbrennungsprodukte entweichen und der mit einem Knopf oder dergl. gekrönt ist. Statt der hellen Dachscheiben wendet man oft Milchglasscheiben oder emaillierte Bleche an, um das Licht besser nach unten zu reflektieren. Für die Intensivbrenner von Siemens, Schülcke u.s.w. sind besondere Laternen konstruiert von meist rundlicher Grundform mit kuppelförmigem Dach; die Mainzer Laternen haben eine Gruppe von Schnittbrennern mit Zündflamme und Nachtflamme, denen vorerwärmte Verbrennungsluft zugeführt wird, welche die durch Doppelwandungen gebildeten Hohlräume des Daches passieren muß, um in die Laterne zu gelangen. Bei den neuerdings sehr beliebten Glasmantellaternen sind die einzelnen Glasscheiben durch einen[274] geschlossenen Glasmantel ersetzt, der entweder wie bei der Ritter-Laterne (Fig. 31) eine konische Gestalt hat oder nach unten kuppelförmig (Fig. 32) ist; bei der Rech-Laterne (Fig. 33) besteht derselbe aus einem Zylinder.

Hängelaternen werden an Arme gehängt und erhalten ihre Gaszuführung von oben; sie sind im übrigen ebenso konstruiert wie die obenerwähnten. Himmel in Tübingen hat für hoch anzuordnende Hängelaternen besondere Masten und Rohranordnungen konstruiert, die ein Herablassen der Laternen zur Bedienung ermöglichen.

Zur Zündung der Straßenlaternen bedient man sich der Anzündelampen, die aus einem Oel- oder Petroleumlämpchen bestehen, eingeschlossen in eine Blechhülse, die so beschaffen ist, daß das Lämpchen durch Zugluft nicht erlöschen kann, und auf einer Stange beteiligt wird; an der Hülfe sitzt ein Häkchen, mit dem der Laternenhahn geöffnet wird, und alsdann wird die Lampe von unten in die Laterne geschoben, damit das ausströmende Gas sich an derselben entzündet. Das Anzünden der Straßenflammen geschieht auch mittels der Rudolphschen Kletterzündung, bei der nach halbgehobenem Hahnhebel das Gas in eine Nebenröhre zum Brenner strömt, die, ähnlich wie die Illuminationskörper, mit vielen kleinen Löchern versehen ist. Das Gas wird dann außerhalb der Laterne mit einem Zündstock entzündet und brennt nun aus den vielen kleinen Löchern bis zum Brenner hinein. Alsdann wird der Hahn weiter geöffnet, und nun tritt das Gas zum Brenner, wo es sich an der in den Brenner hineinschlagenden Zündflamme entzündet. Gleichzeitig aber wird durch die Weiterdrehung des Hahnes die Gaszufuhr zum Zünderöhrchen abgesperrt, wobei alle Kletterflämmchen bezw. Zündflämmchen erlöschen. Neuerdings werden vielfach Bemühungen gemacht, die Straßenlaternen selbsttätig von einer Zentralstelle aus gleichzeitig anzuzünden und zu löschen. Entweder geschieht dieses auf elektrischem Wege, indem die Hahnstellung elektrisch und die Zündung durch einen Induktionsfunken bewirkt wird, oder es wird, wie es bei den meisten der neuen Konstruktionen der Fall ist, die Aenderung des Gasleitungsdruckes dazu benutzt, indem durch Erhöhung des Druckes der Brennerhahn sich öffnet und das ausströmende Gas sich an einem Zündflämmchen entzündet;. bei einer bestimmten Druckminderung erlöschen die Abendflammen, während die Nachtflammen bei weiterer Druckabnahme erlöschen. Hierher gehören die Apparate von Nebendahl in Wandsbeck, die der Berlin-Anhaltischen Maschinenbau-Aktiengesellschaft, von Burgemeister in Celle, Rostin u.a. – Bei den Zünduhren (Deutsche Gaszünderfabrik, Elberfeld, Aktiengesellschaft für automatische Zünd- und Löschapparate in Zürich) wird das Oeffnen und Schließen des Brennerhahnes durch ein auf beliebige Zeit einstellbares Uhrwerk besorgt, und die Zündung wird an einem Dauerflämmchen bewirkt. – Bei der pneumatischen Gasfernzündung von Fr. Siemens in Dresden wird durch die mittels einer dünnen Leitung zugeführte Druckluft ein Quecksilber- oder Glyzerinventil beeinflußt, das den Gaszufluß öffnet oder schließt.

Für Innenbeleuchtung vermag man mit elektrischer Zündung einzelne Flammen oder ganze Flammengruppen durch Druck auf einen einzigen Druckknopf zu zünden oder zu löschen (Sonnenzünder der Elektrogasfernzündergesellschaft in Berlin, Gasfernzünder Lucifer von Lüttges u. Cie. in Köln, Multiplex u.a.). – Für Innenbeleuchtung bei zugänglichen Lichtquellen bewährt sich die Zündung durch Zündpillen. Diese bestehen aus Platinmoor, das beim Ausströmen des Gases durch Einwirkung des in diesem enthaltenen Wasserstoffes zum Glühen gebracht wird, so daß das nachströmende Gas sich an der Pille entzündet. Der vollkommenste Zünder dieser Art ist der »Fiat Lux« der Deutschen Gasglühlichtgesellschaft in Berlin. Vgl. a. Brenner, Gasfabrik, Gasglühlicht, Leuchtgas.

Literatur: [1] Cohn, Ueber den Beleuchtungswert der Lampenglocken, Wiesbaden 1885. – [2] Schilling, N.H., Handbuch für Steinkohlengasbeleuchtung, 3. Aufl., München 1879. – [3] Schilling, E., Neuerungen auf dem Gebiete der Erzeugung und Verwendung des Steinkohlenleuchtgases, München 1892. – [4] Schaar, Browns Vademecum für Gaskonsumenten, Stuttgart 1890. – [5] Ders., Kalender für Gas- und Wasserfachtechniker.

G.F. Schaar. H. Meininger.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3., Fig. 4., Fig. 5., Fig. 6., Fig. 7., Fig. 8., Fig. 9., Fig. 10., Fig. 11., Fig. 12.

Fig. 13., Fig. 14., Fig. 15., Fig. 16., Fig. 17., Fig. 18., Fig. 19., Fig. 20., Fig. 21., Fig. 22., Fig. 23., Fig. 24., Fig. 25., Fig. 26., Fig. 27.

Fig. 28., Fig. 29.

Fig. 30.

Fig. 31., Fig. 32., Fig. 33.