Проект кольцевой сети электроснабжения Императорских театров Санкт-Петербурга
В 1882 г. к разработке проекта электроснабжения Императорских театров Петербурга приступил английский подданный, инженер А. И. Руссо, являвшийся представителем компании Эдисона The General Electric Light and Power C° в России. При его непосредственном участии формировались решения по наружной кабельной сети, рассматривались варианты по количеству и местам размещения электростанций, выбиралось оборудование систем электрического освещения зданий театров и оборудование самих электростанций. Он организовывал заказы оборудования и материалов, изготавливаемых на фабриках и заводах Англии, при обязательном их согласовании с Контролем МИДв и правительством России.
Следует иметь в виду, что в это время в мире только начали появляться первые стационарные электростанции общего пользования. Большая часть потребителей этих станций – фонари освещения улиц и площадей городов. С 30 сентября 1879 г. в течение почти 11 лет в Санкт-Петербурге велось освещение свечами Яблочкова моста Императора Александра II (Литейного моста). 12 января 1882 г. была введена в работу электростанция “Компании электрического освещения Эдисона” для снабжения электроэнергией района Холборн-Виадук в Лондоне2 [2–5]. Котлы и динамо-машины с паровыми машинами этой блок-станции (рис. 1) располагались на двух подземных этажах и обеспечивали при вводе в работу освещение 1000 эдисоновских ламп накаливания яркостью в 16 свечей3. Среди потребителей, кроме фонарей виадука, были Главный почтамт, Городская церковь, рестораны, различные компании. За время работы с 12 января 1882 г. по 1 мая 1884 г. мощность станции выросла с 60 до 170 кВт, обеспечивая освещение примерно 3000 ламп.
Компания Hammond Electric Light Co. Роберта Хаммонда 27 февраля 1882 г. ввела в работу центральную электростанцию Gloucester Road в Брайтоне, питавшую 16 дуговых ламп, используемых для освещения центра города [4]. В январе 1886 г. количество ламп увеличилось до 1000 штук.
В Нью-Йорке на Пирл-Стрит, 257 с 4 сентября 1882 года начала работу электростанция Эдисона, рис. 2. При пуске станции обеспечивалась работа примерно 400 ламп накаливания у 85 потребителей. К 1 января 1883 г. число потребителей выросло до 231, количество ламп – до 3477 штук. Первый электродвигатель был подключен к электростанции в 1884 г., первая дуговая лампа – в 1889 г.
Рис. 1. Электростанция Холборн-Виадука в Лондоне, 1882 г.
Поэтому неудивительно, что английское подразделение компании Эдисона через своего представителя в России инженера А. И. Руссо попыталось принять активное участие в создании электрического освещения Императорских театров Санкт-Петербурга.
С ноября 1882 г. по апрель 1883 г. велась переписка между Конторой Императорских театров и Санкт-Петербургской Городской управой по вопросу прокладки электрических кабелей, обеспечивающих электроснабжение театральных зданий от электростанций на основе динамо-машин [6]. Предварительный план прокладки кабельных линий по улицам города появился только в марте 1883 г.
Я. И. Сенченко в своей диссертации [7] сообщает, что с участием В. Н. Чиколева были рассмотрены два варианта по количеству и размещению источников электроэнергии. В первом варианте для Большого (Каменного) и Мариинского театров предполагалась одна центральная станция, для Александринского и Михайловского театров – другая. В. Н. Чиколев называет расстояние от Большого (Каменного) и Мариинского театров до центрального электрического завода (такое название он считал более подходящим, чем термин “электростанция”) равным 2500 м [8, 149 с.]. В связи с этим версия Сенченко вызывает сомнения, так как размещать центральную электростанцию, созданную для электроснабжения только Большого (Каменного) и Мариинского театров на расстоянии 2500 м от них, очевидно, нецелесообразно. Приблизительно на таком расстоянии от них находятся Александринский и Михайловский театры.
Рис. 2. Чертежи первой крупной центральной электростанции Эдисона на Пирл-стрит, 257 в Нью-Йорке, 1882 г.
По мнению автора настоящего очерка в первом, не основном, варианте для электрического освещения Императорских театров и театральных зданий, разработчиками энергоснабжения предполагалось использование одной городской центральной электростанции, расположенной на расстоянии около 2500 м от Большого (Каменного) и Мариинского театров на берегу Екатерининского канала вблизи Казанского собора. В этом месте товариществом “Электротехник” под руководством В. Н. Чиколева в 1882 г. было выстроено здание электростанции, которое после банкротства товарищества было приобретено фирмой К. Ф. Сименса. От нее могли бы получать электропитание все Императорские театры, а также фонари Невского проспекта, близлежащих улиц и частные потребители. Этот вариант в переписке Театральной Дирекции с Городской управой не рассматривался.
Во втором варианте, обсуждаемом в [6], предполагалось создание электрической кольцевой сети на основе 4-х электростанций, 3 из которых расположены вблизи каждого из театров. Этот вариант считался основным.
Схема кабельной сети и положение электростанций для этого варианта приведены на рис. 3. Предполагалось, что устройством кабельной сети будет также заниматься инженер А. И. Руссо. В [6] приводятся его обязательства по покрытию издержек в случае их возникновения при прокладке кабелей через реки и каналы столицы.
Рис. 3. Схема проектной кабельной сети для электроснабжения Императорских театров и театральных зданий Санкт-Петербурга
В соответствии с основным вариантом проекта системы электроснабжения театров первая электростанция размещалась в здании мастерских в Тюремном переулке (переулок Матвеева, 3), принадлежащем Дирекции Императорских театров. Она предназначалась для освещения Большого (Каменного), Мариинского театров и зданий Дирекции в Тюремном переулке. Вторая электростанция, расположенная на Конюшенном дворе, должна была обеспечивать электроснабжение Михайловского театра и бывшего Иезуитского дома, в котором находились театральные мастерские этого театра. Третья электростанция размещалась в Доме Дирекции Императорских театров на Театральной улице вблизи Александринского театра для электроснабжения всех этих зданий. Четвертая электростанция должна была замкнуть кольцевую сеть и обеспечить резервирование для названных трех станций. Ее положение не было определено окончательно, но предполагалось, что она будет находиться где-то между Вознесенским проспектом и Гороховой улицей.
В октябре и ноябре 1882 г. ведется переписка между А. И. Руссо и Министерством Императорского двора по поводу ожидаемого груза с оборудованием из Лондона для организации электрического освещения театров Петербурга [9]. В письме приводится вес грузов, поступление которых ожидается на русскую таможню в Петербурге: проводов, кабелей, труб для их прокладки общим весом 317 тн, машин и котлов – 195 тн, динамо-машин – 40 тн, ламп накаливания – 2 тн, прочих принадлежностей и материалов – 40 тн.
На следующем этапе между Дирекцией Императорских театров и “Главным Русским обществом электрического освещения и двигателей” (ГРОЭОиД) был заключен контракт от 16 апреля 1883 г. [10]. Прокладка кабельной сети, строительство электростанций и монтаж систем электрического освещения в зданиях должны были выполняться под руководством инженера А. И. Руссо, представлявшего это общество.
Условия контракта были очень жесткими. ГРОЭОиД обязано было за свой счет осуществить закупки оборудования и материалов при их беспошлинном ввозе, выполнить строительство электростанций, прокладку наружных кабелей, монтаж электроосветительного оборудования в зданиях. Газовое освещение сохранялось на тот случай, если работы не будут выполнены в срок. Не позже 20 июля 1883 г. в течение 30 дней необходимо было произвести опыты электрического освещения в Большом (Каменном) театре. Только после признания их успешными контракт вступал в силу. Освещение остальных трех театров и зданий Дирекции Императорских театров должно было начаться с 30 августа 1883 г. С этого момента ГРОЭОиД осуществляет эксплуатацию электрического освещения указанных зданий в течение 15 лет, получая ежегодно в первые 5 лет по 104500 руб., в следующие 5 лет – по 99000 руб., в последние 5 лет – по 95000 руб. Сведения о сметных капитальных затратах на создание системы электрического освещения всех театров и зданий в [10] отсутствуют. Сметные эксплуатационные затраты для всей системы электрического освещения за 15 лет составляли 117380 руб. Из этих цифр следует оценка стоимости строительства всей системы порядка 1 млн рублей в ценах 1883 года.
С учетом того, что в апреле 1883 г. еще не были произведены закупки основного оборудования, неудивительно, что к 20 июля система электрического освещения в Большом (Каменном) театре с электростанцией не была готова. Руссо после доставки оборудования в Петербург обратился в Дирекцию Императорских театров 12 августа с просьбой разрешить ему приступить к строительным и монтажным работам в театрах. Нарушение сроков он объяснял тем, что российское правительство медлило с заказом больших электрических люстр для зрительных залов и бра лондонским предприятиям. Однако в связи с несоблюдением календарного графика работ контракт с ГРОЭОиД к 20 августа 1883 г. был аннулирован Дирекцией Императорских театров. По условиям контракта в этом случае Руссо не получал никакой компенсации, так как вся работа производилась на его риск. Вероятно, он понес большие убытки, так как к началу августа оборудование поступило в Санкт-Петербург, его можно было устанавливать в соответствии с проектом. Кроме того, Руссо был обязан заплатить пошлину в размере 40659 руб. на все товары, полученные из Англии.
Заместитель директора Императорских театров В. П. Погожев считал, что к нарушению сроков контракта привели завышенные денежные требования А. И. Руссо [11]. Следует отметить, что в 1883 г. за 5 месяцев создать систему электрического освещения для 4-х театров и нескольких зданий Дирекции театров на основе 4-х электростанций и кольцевой наружной кабельной сети было затруднительно для любого подрядчика того времени, так как объект такой сложности и мощности создавался впервые в мире. Кроме того, в воспоминаниях Погожева имеется немало спорных утверждений4. Он дает, очевидно, пристрастную и несправедливую оценку деятельности Электротехника Контроля МИДв лейтенанта А. И. Смирнова, связанной с созданием систем электрического освещения в Императорских театрах Петербурга. Гораздо более взвешенная оценка вклада участников в процесс перевода освещения театров с газа на электричество приведена в “Обзоре деятельности Министерства Императорского двора и уделов за время царствования в бозе почившего Государя Императора Александра III (1881–1894). Часть I. Кн. 1” [12].
Несмотря на неудачу в создании системы электрического освещения в Императорских театрах, Министерством Императорского двора было принято решение объявить конкурс на выполнение этой работы. Предлагалось принять участие в торгах ряду фирм, в том числе компании ГРОЭОиД и инженеру Руссо. Дальнейшие события излагаются на основе информации, приведенной в архивных документах [10].
19 августа 1883 года фирма “Сименс и Гальске” предложила министру МИДв свой проект по устройству электрического освещения Императорских театров Петербурга.
В мае этого года фирма “Сименс и Гальске” выкупила контракт у обанкротившегося товарищества “Электротехник”, по которому она должна была построить городскую электростанцию для освещения Невского проспекта от Аничкова моста до Большой Морской улицы. Первая электростанция размещалась на деревянной барже, расположенной на реке Мойке у Зеленого моста, и была введена фирмой “Сименс и Гальске” в работу 30 декабря 1883 г. В дальнейшем предполагалось строительство еще нескольких электростанций для освещения всего Невского проспекта и близлежащих улиц, в том числе помещений частных владельцев. Очевидно, что фирма “Сименс и Гальске” была одной из самых подготовленных к такой работе. Своим предложением Дирекции Императорских театров она хотела увеличить общую нагрузку центральных электростанций и тем самым сделать проект электроснабжения городских объектов более выгодным. Возможно, что при согласии Императорского двора с предложением “Сименс и Гальске” вместо электростанций на баржах рек Мойки, Фонтанки, в зданиях у Казанского собора и у Цирка Чинизелли были бы выстроены одна или несколько более крупных станций в названных или других местах.
Эти факты наглядно показывают, как быстро изменялась ситуация на вновь создаваемом рынке централизованного производства электроэнергии. Весьма титулованные и финансово состоятельные участники процесса вели тяжелую и рискованную конкурентную борьбу за крупные заказы. Им случалось и проигрывать, и принимать решения на ходу, занимаясь проработкой различных вариантов систем электроснабжения, зависящих от согласия городских властей и служб Императорского двора.
Следует иметь в виду, что ключевые технические решения в фирме “Сименс и Гальске” разрабатывались российскими электротехниками, находящимися на службе у К. Ф. Сименса. Самым известным специалистом в этот период был Алексей Алексеевич Троицкий, который был вначале доверенным лицом и техническим специалистом российского отделения фирмы “Сименс и Гальске”, затем директором-распорядителем созданного в 1886 г. Высочайше утвержденного “Общества электрического освещения”5.
Основные предложения фирмы “Сименс и Гальске” по освещению Императорских театров и театральных зданий, изложенные их представителем г. Гроссе в письме от 19 августа 1883 г., сводились к следующему.
1. В Александринском и Михайловском театрах значительная часть тепла в зрительный зал поступала от систем газового освещения. После перехода на электрическое освещение предлагалось создать паровое отопление с использованием выхлопного пара паровых машин сооружаемой центральной электростанции в качестве источника тепла. Новая система уменьшала пожароопасность театров, количество вредных компонентов в воздухе помещений, прежде всего, углекислого газа, а также снижала затраты на ремонт, связанный с загрязнением копотью газовых ламп (горелок) больших площадей интерьера театров. Техники фирмы “Сименс и Гальске” просили разрешения осмотреть помещения театров с целью разработки проектов системы парового отопления в ближайшую зиму. Летом 1884 года фирма была готова исполнить системы электрического освещения и отопления этих театров выхлопным паром паровых машин от центральной электростанции.
2. В Большом (Каменном) и Мариинском театрах возможно было создание аналогичных систем с общим числом ламп накаливания не менее 5000 штук и общей мощностью 800–900 л. с. В Мариинском театре уже существовала система парового отопления, поэтому ее создание потребовалось бы только в Большом (Каменном) театре. Одна общая станция для этих двух рядом расположенных театров позволила бы сэкономить и на стоимости здания, и на резервном оборудовании. Здание такой электростанции могло быть выстроено полностью только к зимнему сезону 1884 г. при минимальной стоимости в 60000 рублей. В текущую зиму возможно было обеспечить частичное освещение Мариинского театра от создаваемой станции, оборудование которой вводилось бы в работу очередями. До начала морозов за 3 месяца возможно было устроить освещение люстры в Большом зале, лож для сановных лиц, рампы, фойе и некоторых других помещений с помощью 800 ламп накаливания. Далее работа этой системы должна была бы оплачиваться Дирекцией театров в течение 5 лет по 2400 рублей в месяц.
3. На первом этапе частичное освещение Мариинского театра предлагалось производить из деревянного здания временной электростанции с размерами в плане 22×22 м, расположенной вблизи театров. Дирекция театров должна получить у городских властей разрешение на постройку на этом месте каменного здания электростанции на полную мощность для полного освещения обоих театров. После ввода в работу этой электростанции контракт на освещение части Мариинского театра прекращал свое действие.
Отсюда видно, что вариант с двумя центральными электростанциями предлагался не В. Н. Чиколевым, а фирмой “Сименс и Гальске”.
Эти предложения не были приняты Дирекцией Императорских театров. Неудачная попытка инженера Руссо заставила всех ответственных участников процесса подойти к созданию электрического освещения театров со всей тщательностью и осторожностью. Электротехник Императорского двора лейтенант Смирнов Александр Иванович был направлен в заграничную командировку для ознакомления и изучения опыта работы действующих электростанций, посещения Международной Венской электрической выставки 1883 г.
Рис. 4. Полковник А. И. Смирнов (1851–1910)
Краткая биография А. И. Смирнова
Александр Иванович Смирнов (рис. 4) родился 30 мая 1851 г. в Псковской области, окончил Морское училище в Петербурге, затем Морскую Академию. Являлся выпускником минного офицерского класса в Кронштадте, принимал активное пионерское участие в установке систем электрического освещения разного типа на военных кораблях и в морских портах. В период с 1881 по 1883 г. занимался созданием, а затем заведыванием систем электрического освещения на Петергофском рейде, в Гатчинском дворце. Длительное время являлся Электротехником Министерства Императорского двора, оставаясь при этом на службе военного ведомства. Создавал системы электрического освещения в Зимнем дворце (главным руководителем этих работ был В. Л. Пашков), Мариинском и Михайловском театрах, в Аничковом дворце, в Военно-Медицинской академии, в Царском Селе, в Академии Художеств. Неоднократно выезжал за рубеж на международные выставки, конкретные объекты для освоения опыта в развитии электротехники и систем электрического освещения. В течение 15 лет выполнял обязанности редактора журнала “Электричество”, был одним из руководителей VI Электротехнического Отдела Русского Императорского Технического Общества, организатором первых Всероссийских электротехнических съездов и выставок. Умер А. И. Смирнов 22 ноября 1910 г. [13, 14].
Изучение зарубежного опыта и разработка плана по устройству электрического освещения в Императорских театрах
На Венской электрической выставке А. И. Смирнов беседовал с известными электротехниками по поводу создания электрического освещения в театрах, знакомился с новейшими достижениями в электротехнике. Затем он посетил и осмотрел системы электрического освещения театра Эден в Париже, Савойского театра в Лондоне, театров в Брюнне и Будапеште.
Следует отметить, что к этому времени стало ясно, что использовать только свечи Яблочкова для театров нецелесообразно. Основное освещение должно производиться лампами накаливания, вольтовые дуги могут применяться лишь в отдельных местах.
По результатам осмотра европейских театров А. И. Смирнов сделал следующие выводы.
1. Электрическое освещение лампами накаливания систем Свана, Эдисона, русскими лампами того же типа, выпускаемыми товариществом “Яблочков и К°”, признается вполне удобным для освещения всех театральных помещений и для производства различных театральных эффектов. Свечи Яблочкова или регуляторы могут использоваться лишь в отдельных местах.
2. Для обеспечения непрерывного освещения необходимо иметь резервные паровые котлы, паровые машины и динамомашины. Причем желательно их держать постоянно в работе на малой мощности.
3. Необходимо осуществлять строгий технический контроль всей системы электроснабжения и электропотребления, так как он определяет надежность и безопасность работы системы освещения.
4. Подряд на создание системы электрического освещения необходимо отдать одной из известных электротехнических фирм, способной представить технические достижения помимо денежного обеспечения.
В отдельном отчете А. И. Смирнова приведена краткая история появления электрического освещения в театрах, излагаемая ниже, в том числе дано описание систем электрического освещения театров в разных городах, которые он осмотрел лично.
В 1879 г. впервые освещение свечами Яблочкова состоялось в парижском театре Шатле. Несколько позже в том же году был освещен театр Селестен, расположенный недалеко от площади Белькур в Лионе. Освещение в последнем производилось 52 свечами Яблочкова (8 в люстрах, 4 в зале, 12 на сцене, остальные в фойе и коридорах). Три динамо-машины Сименса с локомобилями размещались в подвальном помещении. Отмечалась эффектность освещения в сравнении с газовым и натуральность цветов лиц и предметов. В 1880 г. в этом театре произошел сильный пожар, поэтому во время поездки А. И. Смирнова осмотр системы электрического освещения театра, вероятно, был невозможен.
Практически в то же время в 1879 г. в Англии произвели опыты электрического освещения в Лондоне в Альберт-Холле с помощью больших ламп Сименса в 6000 свечей и свечей Яблочкова, а также освещение лампами Лонтена в театре Gaiety.
В 1880 г. в Париже в Большой опере было проведено сравнительное испытание трех различных систем: Яблочкова, Вердермана и Лонтена. Опыты признали очень удачными, но вывод о преимуществе каких-то ламп сделан не был.
В то же время свечами Яблочкова начали освещать ипподром с раздвижной стеклянной крышей в Париже у моста Альма, который был местом самых разных грандиозных театральных и цирковых представлений – пантомим, цирковых выступлений с животными, наездницами, рис. 5. Были установлены 2 большие паровые машины, приводившие в движение 20 машин Грамма постоянного тока и 4 машины Грамма переменного тока. Машины постоянного тока питали 20 регуляторов Серрена, машины переменного тока – 120 свечей Яблочкова. К моменту приезда А. И. Смирнова освещение на ипподроме действовало практически без изменений. Этот ипподром существовал с 1877 по 1892 год.
Рис. 5. Электрическое освещение свечами Яблочкова Парижского ипподрома
В сентябре 1880 г. электрическое освещение действовало непродолжительное время в театре Folies Clermotoises, в апреле 1881 г. в Большом театре Бордо, в Амстердамском цирке.
Во время 1-й Парижской международной электрической выставки Большую оперу Гарнье в Париже вновь осветили лампами самых разных систем. Круглый вестибюль освещался лампами Вердермана, на лестнице горели 38 ламп Бреша, буфетная галерея освещалась 5 лампами Джаспара с рефлекторами, в залах в фонарях размещались свечи Яблочкова в шарах разных цветов, что создавало особый эффект. В люстрах газовые свечи горели наряду с электрическими. На колоннах находились фонари со свечами Яблочкова, малые фойе освещались лампами Максима.
Подробно создание электрического освещения в более поздний период в Парижской опере Гарнье и некоторых других театрах рассмотрено Д. А. Бородиным в [15].
В 1878 г. 8 свечей Яблочкова были установлены в Большом (Каменном) театре Петербурга, на время театрального сезона лампы Сименса горели в театре Лафайета в Руане. В. П. Погожев в [11] сообщает, что динамо-машина, работавшая в Большом (Каменном) театре, была использована в 1882 г. для электрического освещения декорационного зала Шишкова в Большой Подьяческой улице, д. 20. Однако эта информация противоречит приведенному ниже стратегическому плану организации электрического освещения в театрах и истории его создания в этом здании при его реконструкции в 18841885 годах.
В 1881 году испытывалось электрическое освещение зрительного зала театра Альгамбры в Лондоне, в Королевском театре Турина, в фойе Парижской оперы Гарнье испытывались лампы Солейль. В театре Эден в Брюсселе зимой в том же году было устроено электрическое освещение дуговыми лампами.
Несмотря на большой объем испытаний дуговых ламп разного типа, массового введения долговременного электрического освещения на их основе в театрах не наблюдалось.
В декабре 1881 года в Савойском театре в Лондоне впервые было введено освещение лампами накаливания. Весь театр осветили 1158 ламп Свана. После устранения недостатков в работе системы были отмечены существенные преимущества ламп накаливания в сравнении с дуговыми лампами. Главным достоинством являлась возможность изменять интенсивность света и по желанию включать или выключать любое количество ламп. Появилась надежда, что лампы этого типа получат широкое распространение при освещении театров.
Провели испытания ламп Лэн-Фокса в Королевском театре в Брюсселе, в театре Принца Уэлльского в Ливерпуле. В Королевском театре в Турине использовались лампы Сименса и Солейл, в театре Ла Скала в Милане, театрах Бостона и Нью-Йорка – лампы Эдисона.
Очень удачное освещение лампами Свана Савойского театра обратило на себя внимание лиц, ответственных за безопасность театров. Муниципальные органы Брюнна в Моравии в это время строили театр взамен сгоревшего. Было принято решение применять в новом театре исключительно электрическое освещение. Его устройство поручалось Венскому отделению фирмы Эдисона при участии ее Парижского отделения. Впервые проектирование электрической системы происходило при новом строительстве театра, что позволяло заранее предусмотреть помещения для котлов и машин электростанции.