Titel: F. Fischer, über Einfluſs der künstlichen Beleuchtung auf Luft.
Autor: Fischer, Ferd.
Fundstelle: 1883, Band 248 (S. 375–379)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj248/ar248152

Ueber den Einfluſs der künstlichen Beleuchtung auf die Luft in geschlossenen Räumen; von Ferd. Fischer.

Mit Abbildung.

Ueber die Verunreinigung der Luft durch künstliche Beleuchtung liegen bereits Versuche vor von B. Zoch1) und F. Erismann2). Dieselben wurden jedoch in Räumen mit starkem natürlichem Luftwechsel ausgeführt, so daſs z.B. Erismann (a. a. O. S. 337) von den berechneten Kohlensäuremengen nur 1,3 bis 3,4 Proc. fand. Solche Versuche können höchstens für den Raum einigen Werth haben, in welchem sie ausgeführt sind.

Legen wir für Leuchtgas die bereits (1882 246 325) mitgetheilte Analyse des hannoverschen Gases zu Grunde, so erfordert 1cbm desselben zur Verbrennung 1cbm,12 Sauerstoff und gibt 0cbm,57 oder 1k,13 Kohlensäure und 1k,07 Wasserdampf. In entsprechender Weise stellt sich auch der Sauerstoffbedarf der übrigen Leuchtstoffe, so daſs die Veränderung der Luft durch diesen Sauerstoffverlust nicht in Betracht kommen kann gegen die Verunreinigung derselben durch die bei der Verbrennung entstehenden Mengen Kohlensäure und Wasserdampf, wie sie sich aus folgender Zusammenstellung ergibt:




Leuchtstoffe

Proc. Zusammensetzung
1k erfor-
dert zur
Verbren-
nung
Sauerstoff

1k liefert

Kohlen-
stoff

Wasser
stoff

Sauerstoff
Kohlen-
säure

Wasser
k k k
Stearin 76,1 12,5 11,4 2,92 2,79 1,13
Rüböl 77,2 13,4 9,4 3,04 2,83 1,21
Talg 78,1 11,7 9,3 2,91 2,86 1,05
Walrath 81,6 12,8 5,6 3,14 2,99 1,15
Wachs 81,8 12,7 5,5 3,14 3,00 1,14
Erdöl 85,2 14,8 3,45 3,12 1,33
Paraffin 85,7 14,3 3,43 3,14 1,29

Nach den Versuchen der Pariser Commission (vgl. 1883 248 205) gibt 1e im Lichtbogen bei Gleichströmen 71 bis 113, bei elektrischen Kerzen 25 bis 52 und bei Glühlicht 12 bis 22 Carcel. Zur Erzielung einer Leuchtkraft von 100 deutschen Vereinskerzen sind demnach für Bogenlicht 0,09 bis 0e,25, für Glühlicht 0,46 bis 0e,85 erforderlich, entsprechend einer Wärmemenge von stündlich 57 bis 158 bezieh. 290 bis 536c; die in folgender Tabelle angegebenen Kosten derselben beziehen sich auf die Versuche in Straſsburg (vgl. 1883 247 266). Nach Versuchen von Schilling3) verbrennt die Pariser Carcellampe stündlich 42g |376| gereinigtes Rüböl, die Münchener Normalkerze 10g,4 Stearin, die deutsche Vereinskerze 7g,7 Paraffin, die englische Normalkerze 7g,82 Walrath. Die danach berechneten Mengen in folgender Tabelle, sowie auch die nach den Angaben von Fr. Siemens (1882 244 445) und Rüdorff (1882 243 231) berechneten Leuchtgasmengen entsprechen somit möglichst günstigen Bedingungen. Die übrigen Angaben sind nach eigenen Versuchen berechnet:

Für die stündliche Erzeugung von 100 Kerzen
sind erforderlich
Dabei werden entwickelt

Beleuchtungsart

Menge
Preis
derselben

Wasser
Kohlen-
säure

Wärme
Pf. k cbm bei 0° c
Elektr., Bogenlicht 0,09 bis 0e,25 5,4 bis 12,3 0 0 57 bis 158
„ Glühlicht 0,46 bis 0e,85 14,8 bis 14,9 0 0 290 bis 536
Leuchtgas, Siemens-
Regenerativlampe

0,35 bis 0cbm,56

6,3 bis 10,1



etwa 1500
Leuchtgas, Argand 0cbm,8 (bis 2) 14,4 0,86 0,46 4860
„ Zweiloch-
brenner

2cbm (bis 8)

36,0

2,14

1,14

12150
Erdöl, groſser Rund-
brenner

0,28k

5,04)

0,37

0,44

3360
Erdöl, kleiner Flach-
brenner

0,60

10,8

0,80

0,95

7200
Solaröl, Lampe von
Schuster und Baer

0,28

5,3

0,37

0,44

3360
Solaröl, kleiner
Flachbrenner

0,60

11,4

0,80

0,95

7200
Rüböl, Carcellampe 0,43 41,3 0,52 0,61 4200
„ Studirlampe 0,70 67,2 0,85 1,00 6800
Paraffin 0,77 139 0,99 1,22 9200
Walrath 0,77 270 0,89 1,17 7960
Wachs 0,77 308 0,88 1,18 7960
Stearin 0,92 166 1,04 1,30 8940
Talg 1,00 160 1,05 1,45 9700

Rechnet man nun 1cbm Leuchtgas zu 18 Pf. (einschlieſslich Zinsen und Amortisation für Leitung), 1k Erdöl zu 18 Pf., 1k Solaröl zu 19 Pf., Stearin und Paraffin zu 180, Talg zu 160, gereinigtes Rüböl zu 96, Walrath zu 350 und Wachs zu 400 Pf. (hannoversche Preise), so ergeben sich stündlich für 100 Kerzen Leuchtkraft die in der zweiten Spalte der Tabelle angegebenen Kosten; dieselben hängen natürlich, namentlich für die elektrische Beleuchtung, von örtlichen Verhältnissen ab.

Bezüglich der Verunreinigung der Luft kommen zunächst Kohlensäure und Wasser in Betracht. Aus den in der Tabelle zusammengestellten Zahlen ergibt sich, daſs Solaröl und Erdöl am wenigsten Kohlensäure und Wasserdampf geben, Leuchtgas und Talg am meisten; bei dem Siemens'schen Regenerativbrenner werden sie nach auſsen geführt, kommen daher nicht in Betracht.

|377|

Um zu prüfen, ob die Zusammensetzung der Luft bei der künstlichen Beleuchtung auch durch Producte der unvollständigen Verbrennung, Kohlenoxyd, Kohlenwasserstoffe u. dgl., verunreinigt wird, wurden durch ein enges, etwa 2cm tief in den Lampencylinder eintauchendes Glasrohr mittels Aspirator etwa 12l Verbrennungsgase angesaugt, zunächst durch Chlorcalcium und Kaliapparat, um Wasser und Kohlensäure zurückzuhalten, dann durch ein Rohr mit glühendem Kupferoxyde, nun wieder durch Chlorcalciumrohr und Barytwasser, schlieſslich durch einen Gasmesser. Bei den mit Cylinder versehenen Lampen konnten auf diese Weise keine oder höchstens Spuren Kohlenoxyd und Kohlenwasserstoffe nachgewiesen werden, selbst wenn die Flammengröſse innerhalb ziemlich weiter Grenzen schwankte; sie traten aber auf, wenn die Flamme sehr stark verkleinert oder übermäſsig vergröſsert wurde. Sämmtliche bis jetzt nach dieser Richtung untersuchten Lampen führen einen groſsen Luftuberschuſs zu. Flachbrenner für Solaröl und Erdöl geben bei normaler Flammenhöhe 4 bis 5 Proc. Kohlensäure und etwa 15 Proc. überschüssigen Sauerstoff, kleine Rundbrenner 5 bis 6, groſse 5 bis 8,5 Proc. Kohlensäure und 9,3 bis 14 Proc. Sauerstoff. Die aus dem inneren Cylinder der weiter unten beschriebenen sogen, hygienischen Normallampe entweichenden Gase enthielten z.B. bei 15 bis 16 Kerzen Leuchtkraft 5,7, bei 21 Kerzen 8,3 Proc. Kohlensäure; im ersten Falle wurden für je 1 Kerze 3g,1, im letzteren nur 0g,28 Erdöl (sogen. Kaiseröl) verbraucht. Argandbrenner gaben 8 bis 16 Proc. überschüssigen Sauerstoff. Je gröſser aber der Luftüberschuſs ist, um so niedriger wird die Temperatur der Flamme, um so geringer auch die Leuchtkraft derselben, bis bei fortgesetzter Verkleinerung der Flamme die Temperatur schlieſslich so niedrig wird, daſs ein Theil der Gase unvollständig verbrannt entweicht. Daraus erklärt sich, daſs Rüdorff mit dem Argandbrenner II je nach der Flammengröſse 8,8 bis 125l Leuchtgas für die Kerze gebrauchte und daſs Erismann bei seinen erwähnten Versuchen durch theilweises Zukleben der Luftzufuhröffnungen bei einer Erdöllampe eine etwas gröſsere Leuchtkraft erzielte. Es dürfte sich daher empfehlen, die Luftzufuhr wenigstens bei gröſseren Brennern regulirbar zu machen.

Unmittelbar über der Spitze von Walrath- und Stearinkerzen bezieh. Zweilochbrennern entnommene Gasproben ergaben bei völlig ruhiger Luft und normaler Flamme nur Spuren oder keine brennbaren Gase; sobald aber die Flamme flackerte, war die Verbrennung unvollständig.

Eine Verunreinigung der Luft durch Kohlenoxyd und Kohlenwasserstoffe ist daher bei mit Cylindern versehenen Brennern nicht zu befürchten; Erdöllampen riechen nur, wenn die Flamme gar zu groſs oder zu klein, oder wenn die Lampe nicht rein gehalten wird. Bei allen freibrennenden Flammen ist dagegen, da völlig ruhige Luft selten zu erhalten sein wird, eine gröſsere oder geringere Luftverunreinigung durch Kohlenoxyd u. dgl. allerdings vorhanden. Für Leuchtgas kommt dazu, |378| daſs bei schlechter Anlage oder nachlässiger Behandlung dieses direkt aus der Leitung in die Zimmerluft treten kann. Leuchtgas enthält ferner stets Schwefel, gibt also beim Verbrennen Schwefligsäure und Schwefelsäure, welche auf Zimmerpflanzen, vielleicht auch auf die Bewohner, nach A. Girard sogar auf die Fenster vorhänge durch Bildung von Hydrocellulose (vgl. 1882 244 170) nachtheilig einwirken. Uebrigens kommen nicht selten auch Schwefel haltige Oele in den Handel, so daſs es jedenfalls gerathen ist, die Verbrennungsproducte abzuführen.

Da für die Wärmeentwickelung der elektrischen Beleuchtung noch keine Messungen vorliegen, so wurde diese nach der aufgewendeten Stromarbeit berechnet (stündlich 1e = 630c). Bei den Regenerativbrennern bleibt je nach der Länge der Ableitung eine gröſsere oder geringere Menge der entwickelten Wärme in dem beleuchteten Räume, so daſs 1500c wohl als Durchschnitt gelten kann. Nach Favre und Silbermann5) gibt Stearinsäure beim Verbrennen 9717c, Walrath 10342c. Bis für die übrigen Stoffe genaue Versuche vorliegen, wird man für Rüböl und Talg die Verbrennungswärme der Stearinsäure, für Wachs die des Walrathes, für Erdöl, Solaröl und Paraffin aber 12000c annehmen dürfen. Die für diese Stoffe in der Tabelle angegebenen Zahlen sind daher nur Näherungswerthe.

Berücksichtigt man, daſs bei der Beleuchtung mit Argandbrennern für 100 Kerzen praktisch 1 bis 1cbm,5 Leuchtgas erforderlich sind, so liefert die gewöhnliche Gasbeleuchtung erheblich mehr Wärme als die Oelbeleuchtung, was um so weniger angenehm werden kann, als sich gleichzeitig auch mehr Kohlensäure, namentlich aber, was meist übersehen wird, weit mehr Wasserdampf bildet, welcher die Luft besonders schwül macht. Von den Kerzen ist Talg am unvortheilhaftesten.

Textabbildung Bd. 248, S. 378

Bei Arbeitslampen kommt auſser dieser Gesammtwärme noch die strahlende Wärme in Betracht. Schuster und Baer in Berlin (*D. R. P. Kl. 4 Nr. 21870 vom 1. Februar 1882) umgeben bei ihrer so genannten hygienischen Normallampe den gewöhnlichen Cylinder a mit einem weiteren Cylinder b, so daſs in Folge der durch die zwischen beiden aufsteigenden Luft bewirkten Wärmeabführung die Kuppel c kühl gehalten |379| wird. Bezügliche Messungen ergaben nun, daſs während die Temperatur zwischen Cylinder und oberer Kuppelöffnung bei einem kleinen Rundbrenner von 4 Kerzen 54°, bei einem gröſseren von 14 Kerzen 65° betrug, das durch Asbest von dem inneren Cylinder getrennte Thermometer zwischen dem Cylinder a und b bei 20 Kerzen 111°, zwischen Kuppel und äuſserem Cylinder nur 42° zeigte. Es wurde nun zur annähernden Bestimmung der strahlenden Wärme ein Geisler'sches Normalthermometer, dessen kleines Quecksilbergefäſs mit Tusche etwas geschwärzt war, 15cm vom Cylinder a neben der Kuppel aufgehängt, zur Bestimmung der Lufttemperatur daneben ein gleiches Thermometer, welches durch eine Asbestplatte vor strahlender Wärme geschützt war. Bei 21,5° Lufttemperatur zeigte das geschwärzte Thermometer im Mittel 22,4°, nach Wegnahme des groſsen Cylinders b 23,5°, nach Entfernung der Kuppel aber 29,1°, somit Temperaturunterschiede von 0,9, 2 und 7,6°. Der Doppelcylinder mäſsigt somit in der That die Wärmestrahlung der Lampenkuppel, nachdem diese selbst bereits den gröſsten Theil der von der Flamme gelieferten strahlenden Wärme zurückgehalten hat, wobei sie allerdings auch etwa 60 Procent der Lichtstrahlen abhält, was jedoch bei Arbeitslampen weniger in Betracht kommt, da hier namentlich die von der inneren Fläche der Kuppel reflectirten Lichtstrahlen in Frage kommen.

Bereits seit dem J. 1872 habe ich bei meiner Arbeitslampe über den gewöhnlichen Kniffcylinder einen schwachblauen weiteren Cylinder (von einem Argandbrenner) gestellt. Die Leuchtkraft wird dadurch von 11 auf 10 Kerzen vermindert, das Licht aber angenehmer fürs Auge und die strahlende Wärme 15cm vom inneren Cylinder wird auf etwa 0,3° ermäſsigt, während sie ohne blauen Cylinder 1,8° und nach Wegnahme der Kuppel 4,2° betrug. 5cm von einer englichen Normalwalrathkerze zeigte das Thermometer 5,1° über Lufttemperatur, nach Einschieben einer dünnen farblosen Glasscheibe 3,5°, einer schwach blauen Scheibe 3,0°. Es dürfte sich daher empfehlen, auch bei der Lampe von Schuster und Baer dem äuſseren Cylinder eine schwachblaue Farbe zu geben.

Wo es namentlich auf Billigkeit ankommt, ist somit Solaröl und Erdöl zu verwenden; gewöhnliche Gasbeleuchtung ist theurer und verunreinigt bei starker Wärmeentwickelung die Luft mehr, ist aber bequemer und namentlich für gröſsere Räume hübscher, wird daher auch ferner vielfach verwendet werden, wo sie nicht durch das elektrische Glühlicht verdrängt wird. Rüböl und Kerzen können nur in seltenen Fällen in Frage kommen. Wo es die sonstigen Umstände gestatten, ist jedenfalls die Beleuchtung mit sogen. Regenerativbrennern und Abführung der Verbrennungsproducte oder die elektrische Beleuchtung – namentlich mit Glühlampen unter Mitverwendung von Accumulatoren, welche ein ruhiges und angenehmes Licht geben – allen anderen vorzuziehen, da sie die Luft nicht verunreinigen und die geringste Wärme geben.

|375|

Zeitschrift für Biologie, 1867 S. 117.

|375|

Zeitschrift für Biologie, 1876 S. 315 (vgl. 1877 225 587. 226 648).

|375|

1 Carcel = 9,6 engl. Walrathkerzen = 8,7 Münchener Stearinkerzen = 9,8 deutsche Vereinskerzen aus Paraffin (vgl. Schilling: Gasbeleuchtung, S. 214).

|376|

Bei sogen. Kaiseröl 11 Pf.; die Preise für Solaröl sind im Steigen begriffen.

|378|

Annales de Chimie et de Physique, 1852 Bd. 34 S. 438.

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