Вряд ли Ницше пользовался упомянутым во вступлении справочником, но слова философа стали пророческими для научного издания. «Хютте» дополняли и переиздавали много раз, причём не только в Германии, но и в царской, советской и современной России. В этой связи мы можем проследить историю и эволюцию газо-, парои водопроводной арматуры, которая изложена в справочнике, сопоставить сведения и убедиться в том, что за 100 с лишним лет многие окружающие нас вещи практически не изменились.
Последний справочник царских времён
Дореволюционных «справочников Хютте», увы, сохранилось немного. Однако аналитикам и инженерам компании Profactor Armaturen GmbH повезло. В их распоряжении находится немецкий справочник, изданный в Российской империи в 1916–1917 годах, который позволяет совершать экскурсы в прошлое и возвращаться с удивительными находками.
Современный репринт первого издания «Die Hütte. Des Ingenieurs Taschenbuch» («Карманный справочник инженера») 1857 года, выпускаемый берлинским издательством Ernst & Korn, печатавшим оригинальный «Хютте»
«Хютте» был впервые переведён на русский язык и издан в России более 130 лет назад. Уникальный двухтомник напечатали в 1890 году в период правления императора Александра III (1845–1894). Тогда справочник содержал 16 разделов, тексты сопровождали 835 чертежей, а весь труд умещался на 1340 страницах. В последующие годы разделов становилось больше, от чего объём справочника увеличивался. И девятое издание «Справочной книги» уже в трёх томах было напечатано при императоре Николае II (1868–1918) в 1916–1917 годах к 25-летию с момента выхода первого издания. Юбилейный справочник стал последним научно-техническим трудом, изданным в царской России до большевистской революции.
Переведённый на русский язык экземпляр «Справочника Хютте», изданный в Российской империи в 1916–1917 годах и хранящийся в сокровищнице компании Profactor Armaturen GmbH
Десятое издание «Хютте» появилось уже в новой стране — РСФСР — в 1921 году. Оно было издано в Берлине по заказу советского правительства на современном русском языке. До Великой Отечественной войны немецкий справочник переиздавался в России несколько раз и являлся одним из самых востребованных и распространённых технических изданий в СССР. Его, конечно, дополнили сведениями о советских стандартах и материалах, а некоторые разделы были полностью переписаны. В частности, 26-е издание «Хютте» вышло в 1932 году, 27-е издание — в 1949-м. В современной России появилось 33-е издание — в 2007 году и заключительное 34-е — в 2012-м.
Последнее царское издание «справочника Хютте» 1916–1917 годов. Печать легендарной московской «Скоропечатни А. А. Левенсона»
Последний царский «справочник Хютте» 1916–1917 годов был издан в Москве типографией «Товарищество Скоропечатни А. А. Левенсон». Эта корпорация была широко известна в дореволюционной России и считалась одним из лучших издательств в стране. Министерство императорского двора (Дворцовое ведомство) было довольно качеством и ассортиментом продукции Левенсона, поэтому удостоило предприятие звания «Поставщик Двора Его Императорского Величества». В 1900 году продукцию скоропечатни отметили на Всемирной выставке в Париже.
Поставщик двора Его Императорского Величества выпустил трёхтомник «Хютте» под редакцией инженера Г. Л. Зандберга. Количество разделов в справочнике расширилось до 29, в текст были включены 3600 чертежей, а объём переработанного и дополненного издания составил около 4000 страниц.
Немецкий справочник, изданный при Николае II, оказался в три раза объёмнее первого издания, а количество чертежей в нём увеличилось в четыре раза. Этот раритет чудом сохранился до наших дней и стал частью интеллектуальной собственности Profactor. Он позволяет аналитикам и инженерам предприятия совершать экскурсы в прошлое и возвращаться с удивительными находками. Часть из них мы рассмотрим в этом обзоре и, по рекомендации Ницше, сопоставим с нынешними научно-техническими достижениями.
Производственный комплекс «Товарищества скоропечатни А. А. Левенсона» в московском Трёхпрудном переулке (д. 9) был построен архитектором Фёдором Шехтелем в 1900 году. Здание стилизовано под средневековый замок, однако фасады его представляют собой ранний модерн. Тщательная реставрация 2013–2016 годов вернула зданию практически все аутентичные черты.
Наблюдения и сравнения
«Через несколько дней после начала действия водопровода происходит осаждение мути на внутренней поверхности его стенок; муть уменьшает полезный диаметр трубопровода на 2–3 мм в месяц. Часто встречающаяся на внутренней поверхности труб корка, толщиной иногда до 60 мм, является следствием образования осадков из воды. Количество образующихся осадков соответствует количеству протекающей воды; увеличением скорости движения воды нельзя избежать образования осадков», — это наблюдение сделали немецкие водопроводчики и монтажники на рубеже XIX-ХХ веков. С ним можно ознакомиться в «Справочной книге «Hütte«» (Часть I. 2 Отдел. В. «Механика капельно-жидких тел». II «Динамика капельно-жидких тел». С. «Движение воды по заполненным трубопроводам»), переведённой с немецкого и изданной в Российской империи в 1916 году.
«Хютте» рассказывает об особенностях течения воды в трубопроводах переменного сечения
Невероятно, но с тех пор в работе трубопроводных систем и сантехники мало что изменилось, а борьба с «мутью» продолжается и в XXI веке. Методы и орудия борьбы, конечно, усовершенствовались, но проблемы с водой не исчезли. Она по-прежнему засоряет и выводит из строя водопроводы, отопительное оборудование и сантехническую арматуру.
В первой части «справочника Хютте» приведены интересные наблюдения водопроводчиков и монтажников. Мастера, в частности, обратили внимание, что динамика формирования корки от осадков воды на внутренней поверхности труб зависит прежде всего от материала, из которого они изготовлены.
Например: «…у чугунных трубопроводов образование осадков начинается с небольших неправильно расположенных местных наростов, которые впоследствии образуют на внутренней поверхности сплошной волнистый слой, а в некоторых случаях образуют складки. Масса состоит из бурого железняка, к которому в зависимости от источника водоснабжения примешаны известь, раковины или водяные растения».
Описание сопровождается таблицей с любопытными показателями: «Внутри существующих чугунных трубопроводов обнаружено следующее количество осадков в процентном соотношении, появившихся за годы эксплуатации:
- за 10 лет — в среднем 20%;
- за 20 лет — от 33 до 35%;
- за 22–24 года — от 36 до 54%;
- за 32 года — до 75%».
В железных трубах обнаружена другая особенность загрязнения: «У железных труб иногда прорастают тонкие стебли по направлению к оси трубы».
Фрагмент «Справочной книге “Hütte”» (Часть I. 2 Отдел. В. «Механика капельно-жидких тел». водяные растения». II «Динамика капельно-жидких тел». С. «Движение воды по заполненным трубопроводам»)
В «справочнике Хютте» подчёркивается, что лучше всего служат и долгое время не загрязняются свинцовые трубы: «На свинцовых трубах образуется через значительное число лет лишь весьма тонкий и равномерный налёт». Однако нынешние производители труб и сантехнической арматуры резко изменили свои взгляды. Теперь они отказываются от применения свинца в оборудовании и изделиях, связанных с питьевым водоснабжением. Что же послужило причиной столь серьёзного пересмотра и в чём провинился свинец?
Требования к качеству воды, приведённые в «Справочнике Хютте» 1916–1917 годов
Коварный свинец
До недавнего времени производители труб и сантехнической арматуры повсеместно применяли свинец, не догадываясь о серьёзной опасности его солей и их вредном воздействии на организм и здоровье человека.
«После долгих наблюдений, анализов и исследований немецкие эксперты убедились, что избыток свинца в инженерной сантехнике, связанной с водопроводными коммуникациями, влияет на состав питьевой воды и несёт скрытую угрозу. При регулярном употреблении питьевой воды с наличием солей свинца человек подвергается серьёзной опасности, ведь свинец крайне токсичен», — отмечено в статье «Огонь, вода и медные трубы или эволюция латунной сантехники» [1].
Поднявшие тревогу учёные в Германии оказались правы! Наиболее распространённой причиной попадания свинца в систему питьевого водоснабжения являются сами водопроводные коммуникации — трубы, заглушки, фитинги, вентили и другая сантехническая арматура, содержащая свинец. В процессе неизбежной коррозии соли свинца попадают в проточную воду и отравляют её. Обнаружить свинец в питьевой воде человек «на глазок» не может — этот металл не имеет чётко выраженного вкуса или запаха. Но, увы, свинец не исчезает из воды после её кипячения, а попадая в организм человека, он уже не выводится. Питьевая вода, конечно, может содержать свинец, но не более 0,01–0,03 мг/л. И это максимально допустимая норма. Её превышение приводит к острым и хроническим отравлениям. Они развиваются при регулярном употреблении воды с токсичными солями. Свинец откладывается в тканях, поражает центральную и периферическую нервную систему, кишечник, почки, снижает умственную и физическую активность. Наиболее серьёзным последствиям отравления свинцом подвержены дети и беременные женщины.
Свинцовые трубы в Европе, применявшиеся со времён Римской империи, начали запрещать относительно недавно — с 1969 года
В той же публикации [1] сообщается: «Чтобы предупредить подобные явления и предотвратить столь страшные последствия отравления солями свинца, ещё в 2003 году в Германии были приняты специальные «Положения о системах питьевого водоснабжения» и введены жёсткие требования по снижению содержания свинца в питьевой воде. В их числе:
1. Арматура из медно-цинкового сплава (латунь) с содержанием свинца ≤ 3,5% и содержанием мышьяка ≤ 0,15%. Данное требование также действует в отношении латунных изливов кранов по DIN 3523.
2. Арматура и соединения труб из медно-цинкового сплава с содержанием свинца ≤ 2,2% и содержанием мышьяка ≤ 0,1%.
3. Арматура из медно-оловянно-цинкового сплава (бронза) с содержанием свинца ≤ 3,0% и содержанием никеля ≤ 0,6%».
С 2013 года в ФРГ ещё больше ужесточились условия по контролю и меры по снижению токсичного металла в системах питьевого водоснабжения, и начали более активно развивать бессвинцовые технологии Lead-Free (без примесей свинца).
Зарастание труб отложениями (слева направо): обычной свинцовой трубы; стальной трубы; свинцовой трубы, по которой протекала обработанная орто- и полифосфатами умягчённая вода. В Англии, например, обработка питьевой воды орто- и полифосфатами подаётся как надёжный способ защиты от солей свинца, поскольку в английских домах до сих пор много свинцовых труб. Однако о возможном вреде подобной «защиты» ничего не говорится.
Металл уступает место пластику
Если в «справочнике Хютте» от 1916 года говорится о том, что лучше всего служат и долгое время не загрязняются свинцовые трубы, то спустя 100 лет учёные нашли более безопасный материал из продуктов переработки нефти. В XXI веке он активно вытесняет водопроводные трубы из металла, служившие человечеству со времён Римской империи. Какой же материал, не содержащий свинец, оказался более прочным и долговечным, да ещё с преимуществом не притягивать и не накапливать на своей поверхности грязь и отложения из воды?
Технологии Lead-Free (без примесей свинца) для нужд водоснабжения начали разрабатывать в Европе во второй половине ХХ века. Именно тогда европейские производители стали задумываться и искать безопасную альтернативу металлическим трубам. Долгие годы лабораторных испытаний и экспериментов привели к совершенно новой технологии, позволяющей запустить масштабное производство труб из сшитого полиэтилена, за которыми закрепилось название «труба PE-X».
Пластиковые PE-X-трубы значительно повысили качество жизни человечества
Кто создал и первым начал выпускать трубы из сшитого полиэтилена, подробно изложено в статье «Процесс Энгеля или история появления трубы PE-X в России» [2]: «Произведённые по методу немецкого профессора-химика Томаса Энгеля (Thomas Engel) трубы из сшитого полиэтилена имеют самую большую степень сшивки. Они получаются более эластичные и мягкие. Сшивка полиэтилена происходит равномерно по всей трубе», — отмечено в справочнике «Тепло, вода и полимерные трубы. Сантехнический мир в деталях«».
Ещё в XIX веке составители «справочника Хютте» обнаружили и обратили внимание инженеров, архитекторов, механиков и студентов на то, что металлические трубы подвержены окислению и коррозии. Учёные предупредили, что эти факторы сокращают сроки эксплуатации трубопроводных систем и влияют на качество транспортируемой воды. Но их рекомендации в отношении свинцовых труб оказались не до конца продуманными — наука ещё не обнаружила вредного воздействие солей свинца на организм человека, и до открытия полиэтиленовых технологий было ещё далеко.
«Хютте» преподносит нам интересные примеры того, как наука вполне может ошибаться. Так, 100 лет назад учёные были убеждены, что свинец — это наиболее подходящий материал для производства водопроводных труб. Теперь они настаивают, что трубы из сшитого полиэтилена совершенно безопасны и более эффективны, так как не подвержены коррозии, на их стенках не остаётся наслоений и наростов от загрязнённой воды с тяжёлыми взвесями и т. д. Это, конечно, всё замечательно, но не будет ли оно опровергнуто спустя ещё 100 лет? Ведь к тому времени, по прогнозу тех же учёных, мир должен слезть с «нефтяной иглы» и связанных с ней технологий и перейти на экологически безопасные материалы. Что же тогда случится с трубами из продуктов нефтепереработки? Они ведь тоже, как и свинец, могут попасть в опалу…
А пока нефть остаётся «королевой» и важно сидит на своём троне, её отпрыски получают от учёных «мандаты» безопасности разной степени. Поэтому трубы РЕ-Х постепенно вытесняют металлических предшественников и всё чаще используются в системах отопления и для транспортировки питьевой воды.
Количество производителей изделий из сшитого полиэтилена в мире ежегодной увеличивается. В их составе есть довольно известные компании и бренды, которые пытаются усовершенствовать полиэтиленовые изделия.
Чистить или не чистить?
Вернёмся к дореволюционному «справочнику Хютте» с наблюдениями и полезными рекомендациями водопроводчиков, монтажников и инженеров. В нём сказано:
«Для сохранения надлежащей производительности трубопровода необходимо устанавливать на расстояниях от 50 до 60 метров особые колодцы для прочистки труб. Первая прочистка производится немедленно после окончания укладки трубопровода, а последующие — через каждые 2–3 года правильной эксплуатации».
Оказывается, соответствующие нормативы и инструкции «Об осадках и очистке» были разработаны и опубликованы в Германии за 30 лет до издания в Российской империи «справочника Хютте» в 1916 году. На эти документы в тексте приводится специальная сноска (см. Iben. Journ. f. Gasbel, 1887). Более того, во второй половине XIX века немцы изобрели и внедрили устройства для фиксирования изменений среды внутри трубопровода.
«Изменения, происходящие внутри трубопровода, можно обнаруживать от времени до времени, если на трубопровод установить две вертикальные стеклянные трубки (пьезометры), взаимно удалённые друг от друга на определённое расстояние. (Обе трубы выше уровня жидкости соединяются между собою трубкой с краном, последний служит для регулирования разряжения или сжатия таким образом, чтобы можно было удобно отсчитывать показания на вертикальных трубках)».
В подразделе «J. Обмер воды (Определение напора в трубопроводах)» приводится инструкция по установке пьезометра: «Соединение пьезометра с трубопроводом производится через отверстие диаметром от 1 до 2 мм в стенке трубы; оно строго нормально к направлению струи. Оставшиеся при сверлении дыр заусеницы металла должны быть безусловно удалены. Равным образом, должен быть автоматически удалён воздух из всех частей пьезометра. Потеря напора (или сопротивление) трубопровода определяется разностью гидравлических напоров, по меньшей мере, в двух пьезометрах. Оба пьезометра должны быть установлены в тех местах трубопровода, где сечение его строго одинаково, чтобы избежать влияния сжатия струи».
В рекомендации также приведена математическая формула, по которой можно с помощью показаний пьезометров высчитать потерю напора воды в действующем трубопроводе, чтобы определить необходимость его очистки или полной замены арматуры, вышедшей из строя вследствие загрязнения.
Интересных примеров первых технических разработок и наблюдений в «Хютте» немало, и к ним мы ещё вернёмся.
Со временем пластиковые трубы обзавелись даже специальным антидиффузионным слоем EVOH (его кислородопроницаемость сравнима с алюминием), который защищает элементы систем отопления от коррозии
Послесловие
Аналитики и инженеры Profactor часто обращаются к дореволюционному справочнику и находят в нём уникальные сведения. Избранными находками специалисты компании обязательно поделятся со всеми, кто интересуется историей и развитием системы отопления, газо-, парои водопроводной арматуры. Некоторые сведения, изложенные в «Хютте», будут адаптированы, и на их основе разрабатывается серия обзорных материалов с уникальными иллюстрациями из самого справочника. Первый обзор из этой серии, как видите, завершён, но путешествия в прошлое на «машине времени Хютте» вскоре продолжатся.
Продолжение следует.
