Влияние электричества на строительную технику

Ряд новых проблем поставило перед строительством широкое применение электроэнергии. Осуществление в 1882 г. французом М. Депре передачи постоянного тока по неизолированным проводам на 57 км поставило задачу сооружения мачт высотой не менее 20 м, достаточно жестких по вертикали и устойчивых в направлении, перпендикулярном расположению проводов.

В 1891 г. русским инженером М. О. Доливо-Добровольским осуществлен переход с постоянного тока на переменный. В результате увеличилось расстояние передачи электрического тока до 170 км и началось строительство гидроэлектростанций на реках шириной более 300 м с напором воды выше 15 м. Чтобы сосредоточить напор в одном месте, потребовались, кроме плотины, еще и сливное устройство в виде открытого канала или тоннеля, а также сооружение водохранилища. Возникла потребность в бетонах прочностью выше 300 кГ/см2 и цементах со скоростью твердения, измеряемой не неделями, а сутками. Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939 гг.)

Достижения в области электроэнергетики и электротехники дали возможность шире и эффективнее использовать в строительстве металлические конструкции. Большое значение имело открытие и использование в строительных работах электрической сварки, которая стала быстро вытеснять традиционные способы соединения элементов и узлов конструкций — клепку и кузнечную сварку.

Исследования, проведенные в 60-х годах XIX в. в Вульвичском арсенале (Англия), показали, что если прочность шва. выполненного кузнечной сваркой, равна сопротивлению сплошного листа железа, то в заклепочном шве она составляет только 0,6 этой величины. Электросварка, легче и проще кузнечной, дала возможность получать соединение, которое не только не снизило коэффициент прочности стыкового шва, но даже повысило его до 140% сопротивления свариваемого металла. С введением электросварки отпала необходимость в заклепках и накладках, в результате чего вес металлических конструкций удалось уменьшить до 50%.

Большое значение в прогрессе строительства имело распространение электрического освещения, которое пришло на смену освещению газовому. Особенно важной была прожекторная форма — система заливающего света, при которой на специальных мачтах высотой 15—30 м укрепляли 6—12 ламп мощностью 500—2000 Вт. Введение этой системы позволило круглосуточно вести строительные работы, которые ранее всегда выполняли только в дневное время.

Прогресс в области электроэнергетики затронул и ряд других вопросов, неразрывно связанных со строительной техникой. Один из них — использование утилизационного тепла паротурбинных электростанций. Разрешение проблемы отвода огромных количеств горячей конденсационной воды с электростанций открыло возможность использования ее для отопления промышленных и жилых зданий. В результате было положено начало строительству крупных комбинированных энергетических объектов, вырабатывавших не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды и пара.

Применение электроэнергии оказало огромное влияние на строительство многоэтажных зданий, чему во многом способствовало развитие на базе электропривода техники вентиляции и водонасосного хозяйства.

Электромотор освободил вентилятор от связанной с использованием пара групповой ременношкивной трансмиссии и обеспечил возможность ставить его в любой требуемой условиями эксплуатации точке здания. Кроме того, резко возросла эффективность вентиляционных средств, оснащенных электроприводом. Если при паровом приводе напор достигал максимального значения 5 —10 мм вод. ст. и производительность не превышала 1700 м3/мин, то электрические вентиляционные установки позволили увеличить напор до 100 мм вод. ст. с производительностью до 2800 л³ /мин.

Аналогичным был результат применения в водоснабжении работающих от электромоторов быстроходных центробежных насосов. Если поршневые паровые насосы при максимальной скорости вала 300 об/мин могли поднять воду на высоту не более 50 м, то электрическая установка позволила повысить скорости до 750, 1000. 1500 и 3000 об/мин и напор до 60—100 м. Этим было обеспечено водоснабжение многоэтажных зданий, начало строительству которых было положено сооружением в 1893 г. 20-этажного дома в Чикаго.

Наряду с этим строительная техника сама оказала большое влияние на электроэнергетику. Так, железобетон расширил возможности строительства громадных плотин для гидроэлектростанций. Крупнейшим сооружением являлась плотина Кео-Кук, построенная в 1912 г. на реке Миссисипи. Плотина имела длину 1410 м. ширину по низу 13 м, высоту над уровнем воды 13 м располагала водосливами с металлическими затворами, управляемыми при помощи электричества из здания станции. Она обслуживала установку мощностью 200 тыс. кВт и передавала электрический ток в г. Сан-Луис на расстояние 272 км.

Не менее важную роль сыграл прогресс металлоконструкций в развитии передачи электрической энергии на большие расстояния, а также радиосвязи, предъявивших спрос на высокие антенны и мачты электросетей.

С. Шухардин "Техника в её историческом развитии"