Виды источников света для искусственного освещения

Содержание

Виды источников света. Сравнительный анализ

Виды источников света для искусственного освещения

Тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.

Галогенные лампы

Это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, «останавливает» ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.

Линейные галогенные лампы с нитью накала в форме спирали и прозрачной кварцевой трубкой. Эти двухцокольные лампы используются для освещения широких поверхностей. Благодаря применению упрочненных держателей, нити накала обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Для ламп мощностью до 500 Вт позиция свечения произвольная, мощностью свыше 500 Вт — только горизонтальная, с допустимым отклонением в 4°. Лампы совмещают в себе высокую светоотдачу, «живой» белый блеск, отличный коэффициент цветопередачи, постоянный световой поток в течение всего срока службы, мгновенное перезажигание, возможности регулировки яркости.

Галогенные лампы со стеклянным отражателем и цветным защитным стеклом. Цветное стекло добавляет световому пучку определенный оттенок. Предназначены для декоративного освещения.

Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем, покрытым металлическим алюминиевым слоем. Предназначены для создания световых акцентов. Слегка рифленая поверхность переднего стекла хорошо подчеркивает эффект «искрящегося» света и защищает горелку от загрязнения и пыли, а также от соприкосновения с руками человека. Применяется в акцентном освещении, в освещении общественных и жилых помещений, уличной подсветке (при использовании на улице лампа должна быть защищена от попадания влаги).

Галогенные лампы с двойной колбой работают от сетевого напряжения, имеют резьбовой цокол. Лампы характеризуются стабильной светоотдачей и отличной цветопередачей (Ra=100). Лампы могут работать с регулятором яркости. Применяются для освещения жилых и общественных помещений.

Лампы накаливания со временем теряют яркость. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов. Галогенные лампы имеют яркий насыщенный и ровный свет, спектральный состав которого значительно отличается от спектрального состава света обычной лампы накаливания и приближен к спектру солнечного света. Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.
* Исследования проведены автором.

Преимущества галогенных ламп:

  • высокая светоотдача;
  • стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
  • долгий срок службы;
  • миниатюрная конструкция;
  • возможность регулирования светового потока;
  • высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).

Недостатки галогенных ламп:

  • до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;
  • галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные — через трансформатор;
  • температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).

Люминесцентная лампа

Это газоразрядный источник света низкого давления. Его световой поток определяется свечением люминофора под воздействием ультрафиолетового излучения, которое возникает вследствие электрического разряда. По мнению специалистов, в соотношении «цена и качество» люминесцентные лампы являются наиболее эффективными и востребованными именно в сфере коммерческой недвижимости.

Изнутри стенка колбы покрыта смесью люминесцентных порошков, которая называется люминофор. Лампы с трех полосным люминофором более экономичны, поскольку световая отдача у них составляет до 104 Лм/Вт, но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), а лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=90-98) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Существует два способа поджига люминесцентных ламп — электромагнитным и электронным балластом.

Тип балласта влияет на зажигание ламп, а также на мерцание в работе и срок службы поджигающих электродов. При поджиге люминесцентных ламп с электромагнитным балластом происходит до 30% потерь электроэнергии.

Основным отличием люминесцентного светильника с электронным балластом от такого же светильника с электромагнитным балластом, помимо энергосбережения, веса и объема, является частота мерцания: Лампы с электронным балластом работают с высокой частотой мерцания около 42 000 Гц в секунду, тогда как лампы с электромагнитным балластом работают с частотой 100 Гц в секунду, что при длительном использовании вызывает усталость глаз.

Прямые трубчатые люминесцентные лампы

Это газоразрядные лампы низкого давления. Состоят из стеклянного баллона, двух цоколей (с выводными контактами) на обоих концах баллона, двух подогревных катодов из вольфрамовой нити или стальной трубки. Баллон наполнен парами ртути и инертным газом (аргоном). Длина трубки напрямую связана со светоотдачей лампы. Применяются в жилых и общественных помещениях.

Люминесцентные лампы в виде кольца

Благодаря своей форме применяются в широком диапазоне осветительных приборов. Из-за малых габаритов трубки эту лампу можно использовать в максимально плоских светильниках. Она применяется для освещения общественных и жилых помещений.

Преимущества люминесцентных ламп:

  • по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;
  • имеют низкую температуру колбы;
  • повышенный срок службы;

Недостатки люминесцентных ламп:

  • снижает световой поток при повышенных температурах;
  • содержание ртути (хотя и в очень малых количествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна, однако постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью;
  • люминесцентные лампы не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С.

Компактные (энергосберегающие) люминесцентные лампы

Они вырабатывают свет по тому же принципу, что и обычные люминесцентные, только на гораздо меньшей площади, и являются компактной альтернативой люминесцентным лампам-трубкам.

Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания:

  • до 80% меньшее потребление тока при том же количестве света;
  • у люминесцентных ламп: срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет, соответственно, 6000-15 000 часов в зависимости от типа;
  • люминесцентных ламп: меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы;люминесцентных ламп: возможность выбора цвета свечения.

Газоразрядные лампы высокого давления

Особенностями газоразрядных ламп, по словам специалистов, является их высокая светоотдача и длительный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды. В нашем климатическом поясе для архитектурного (наружного) освещения предпочтительней использовать именно газоразрядные лампы, поскольку они отлично работают при минусовой температуре.

Применение газоразрядных ламп рекомендуется только с защитным стеклом, качественными комплектующими и квалифицированной сборкой схемы, иначе они небезопасны для домашнего использования. Так, например, взрыв лампы или короткое замыкание в цепи может привести к пожару.

Также следует отметить, что газоразрядные лампы светят в полную силу не сразу, а по истечении 2 — 7 минут.

В группу газоразрядных ламп входят металлогалогенные, натриевые и ртутные лампы.

Металлогалогенные лампы

Это ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова. Все эти добавки значительно улучшают световую отдачу и характеристики цветопередачи ламп при ртутном разряде. Все металлогалогенные лампы дают белый свет с различной цветовой температурой. Их особенность состоит в хорошем уровне цветопередачи.

Любые предметы и растения под ними смотрятся абсолютно естественно. По словам специалистов, металлогалогенные лампы широко используются в освещении объектов коммерческой недвижимости, а также выставок, служебных помещений, гостиниц и ресторанов, для подсветки рекламных щитов и витрин, освещения спортивных сооружений и стадионов, для архитектурной подсветки зданий и сооружений.
* Исследования проведены автором.

Достоинства металлогалогенных ламп:

  • высокая световая отдача (60 — 110 лм/Вт);
  • большой срок службы (до 10000 часов);
  • компактные размеры;

Недостатки металлогалогенных ламп:

  • не подходят для плавной регулировки;
  • долгое зажигание и перезажигание.

Натриевые лампы

Они принадлежат к числу наиболее эффективных источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп, экономны и имеют длительный срок службы. Обычно лампы излучают характерный желтый цвет, но если в состав зажигающего вещества входит ксенон, они дают яркий белый свет. Натриевые лампы бывают высокого (излучают свет теплого желтого цвета, подходящий для освещения больших парков, дорог и площадей) и низкого давления (идеально подходят для уличного освещения).

Читайте также  Звуковое реле включения света

Достоинства натриевых ламп:

  • высокий уровень светоотдачи (до 130 лм/Вт);
  • длительный срок службы (до 12 000 часов);
  • энергетическая экономичность;

Недостатки натриевых ламп:

  • плохая цветопередача (Ra = 20);
  • долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).

Газоразрядные натриевые лампы применяются для освещения улиц, а также промышленных помещений, где основными условиями являются экономность и яркость, а требования к светопередаче несущественны.

Ртутная лампа

Её работа основывается на использовании излучения электрического разряда в парах ртути. Лампы данного типа отличаются высокой светоотдачей при сравнительно небольших габаритах, они имеют длительный срок службы. 40% излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра. Для увеличения светоотдачи ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, которым покрыта колба лампы. Эти лампы позволяют значительно снижать затраты при установке, эксплуатации и техническом обслуживании в следующих областях применения: дорожное освещение, освещение ландшафтов.

Ртутная лампа высокого давления содержит пары ртути, парциальное давление которых во время работы достигает 105 Па. Такие лампы обладают высокой надежностью, хорошей цветопередачей, позволяют снизить затраты на установку и техническое обслуживание. Применяются для внутреннего и наружного освещения коммерческих и производственных объектов, для декоративного и охранного освещения.

Ртутно-вольфрамовая лампа — лампа, внутри которой в одной и той же колбе находятся разрядная трубка ртутной лампы высокого давления и спираль лампы накаливания, соединенные последовательно. Колба может быть покрыта люминофором. Вольфрамовая спираль служит дополнительным источником света в красной области света и одновременно выполняет
функцию балластного давления для ртутной горелки.

Благодаря этому устройству улучшается передача цвета и отпадает необходимость использования дополнительного дросселя.

Преимущества ртутных газоразрядных ламп:

  • широкий диапазон мощностей;
  • достаточный уровень световой отдачи (30-60 лм/Вт);
  • большой срок службы (до 12 000 часов);
  • ртутно — вольфрамовые лампы не требуют пускорегулирующего аппарата;
  • компактные размеры;

Недостатки ртутных газоразрядных ламп:

  • плохая цветопередача;
  • долгое зажигание и перезажигание (до 5 -10 минут).

По мнению большинства специалистов, будущее освещения — за лампами и светильниками на светодиодах .

На данный момент они еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания, и в основном применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении, Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток, как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт.

Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения. Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 — 100 000 часов).

Преимущества светодиодов:

  • низкое энергопотребление — не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания; — долгий срок службы — до 100 000 часов;
  • высокий ресурс прочности — ударная и вибрационная устойчивость;
  • чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
  • регулируемая интенсивность;
  • низкое рабочее напряжение;
  • экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.

Теперь видна четкая картина перспективы светодиодов и их явные преимущества перед другими источниками света. Производство светодиодов в последние годы опережают все самые оптимистические прогнозы на 20 -30%. Большинство экспертов сходятся во мнении, что через 7 — 10 лет светодиоды захватят все основные позиции на рынке света.

Автор Романовский А.Н. из компании ФОКУС.

Источник: https://www.ledsvet.ru/articles/vidy-istochnikov-sveta-sravnitelnyy-analiz/

Источники света: рассказываем о том, какие бывают лампы

Виды источников света для искусственного освещения

Источники света — один из самых массовых товаров. Ежегодно производят и потребляют миллиарды ламп, значительную долю которых пока составляют лампы накаливания и галогенные лампы.

Стремительно растёт потребление современных ламп — компактных люминесцентных и светодиодных. Происходящие изменения в качестве дают надежду на то, что источники света станут важным инструментом дизайнера, архитектора, проектировщика.

Об освещённости и цветовой температуре света

Ряд параметров ламп определяет насколько они применимы в том или ином проекте.

Световой поток определяет количество света, которое дает лампа (измеряется в люменах). Установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1200 лм, 35-ватная «галогенка» — 600 лм, а натриевая лампа мощностью 100 Вт — 10 000 лм.

У разных типов ламп разная световая отдача, определяющая эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения. Световую отдачу лампы измеряют в лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребляемой электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока).

Переходя от количества к качеству, рассмотрим цветовую температуру (Тцв, единица измерения — градус Кельвина) и индекс цветопередачи (Ra). При выборе ламп дизайнер обязательно учитывает цветовую температуру для той или иной установки. Комфортная среда сильно зависит от того, какой свет в помещении «тёплый» или «холодный» (чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет).

Цветопередача — важный параметр, о котором часто забывают. Чем более сплошной и равномерный спектр у лампы, тем различимее цвета предметов в её свете. У Солнца сплошной спектр излучения и наилучшая цветопередача, при этом Тцв меняется от 6000К в полдень до 1800К в рассветные и закатные часы. Но далеко не все лампы могут сравниться с Солнцем.

Если у искусственных источников теплового излучения сплошной спектр и нет проблем с цветопередачей, то разрядные лампы, имеющие в своем спектре полосы и линии, сильно искажают цвета предметов.

Индекс цветопередачи тепловых источников равен 100, для разрядных он колеблется от 20 до 98. Правда, индекс цветопередачи не даёт сделать вывод о характере передачи цветов, а иногда способен запутать дизайнера. Так, у люминесцентных ламп и у белых светодиодов хорошая цветопередача (Ra=80), но при этом они неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Другой крайний случай, когда индекс цветопередачи более 90 — в этом случае некоторые цвета воспроизводятся неестественно насыщенными.

Лампы выходят из строя. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — основной эксплуатационный параметр источников света.

Проектируя осветительную установку нельзя забывать об обслуживании, т. к. частая замена ламп увеличивает стоимость эксплуатации и вносит дискомфорт.

Галогенные лампы накаливания

Добавление галогенов в колбу лампы накаливания и использование кварцевого стекла позволили сделать серьезный шаг вперёд, получив новый класс источников света — галогенные лампы накаливания. Световая отдача современных ГЛН составляет 30 лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры 3000К и индекс цветопередачи 100. «Точечная» форма источника света с помощью отражателей даёт управлять пучком света.

Получающийся при этом искристый свет определил приоритет таких ламп в интерьерном дизайне, где они заняли лидерство. Ещё одно преимущество в том, что количество и качество света лампы постоянно на протяжении срока службы. Популярны низковольтные «галогенки» мощностью 10–75 Вт с отражателем, который фокусирует луч в угле 10–40°.

Недостатки ГЛН очевидны: малая световая отдача, короткий срок службы (в среднем 2000–4000 часов), необходимость использования (для низковольтных) понижающих трансформаторов. Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, которая наполнена инертным газом и малым количеством ртути. При включении в трубке возникает дуговой разряд, и атомы ртути начинают излучать видимый свет и ультрафиолет. Нанесённый на стенки трубки люминофор под действием ультрафиолетовых лучей излучает видимый свет.

Основа светового потока лампы — излучение люминофора, видимые линии ртути составляют лишь малую часть. Многообразие люминофоров (смесей люминофоров) позволяет получить источники света с различным спектральным составом, который определяет цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Люминесцентные лампы дают мягкий, равномерный свет, но его распределением в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура. Лампы долговечны — срок службы до 20 000 часов.

Световая отдача и срок службы сделали их самыми распространёнными источниками света в офисном освещении.

Компактные люминесцентные лампы

Развитие люминесцентных ламп привели к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это источник света похожий на миниатюрную люминесцентную, иногда с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом и резьбовым цоколем Е27 (для непосредственной замены ламп накаливания), Е14 и др.

Различие заключается в уменьшенном диаметре трубки и использовании другого типа люминофора. Компактная люминесцентная лампа может с успехом заменить лампы накаливания.

Разрядные лампы высокого давления

Последние разработки позволяют использовать для освещения разрядные лампы высокого давления. По ряду показателей подходят металлогалогенные (МГЛ). У этих ламп во внешней колбе размещается горелка с излучающие добавки. В горелке присутствует некоторое количество ртути, галоген (чаще йод) и атомы химических элементов (Tl, In, Th, Na, Li и др.).

Сочетание излучающих добавок достигает интересных параметров: высокая световая отдача (до 100 лм/Вт), отличная цветопередача Rа=80–98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы до 15 000 часов. Для работы этих ламп требуется пускорегулирующие аппараты и специальные светильники. Рекомендуется использовать эти источники для освещения помещений с большой площадью, с высокими потолками, просторных залов.

Светодиодные лампы

Светодиоды — полупроводниковые светоизлучающие приборы, называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно утверждать, что она вышла из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (световая отдача до 140 лм/Вт, Rа=80–95, срок службы 70 000 часов) уже обеспечили лидерство во многих областях.

Диапазон мощностей светодиодных источников, реализация в лампах разных типов цоколей, управление лампами позволили в короткий срок удовлетворить растущие требования к источникам света. Главными преимуществами светодиодов остаются компактные размеры и управления цветовыми параметрами (цветодинамика).

Источник: https://www.o-svet.ru/blog/lamps/

Источники искусственного производственного освещения

Виды источников света для искусственного освещения

В помещениях используются газоразрядные лампы и лампы накаливания, которые при искусственном освещении являются основными источниками света. Физической основой газоразрядных ламп, которые излучают энергию в видимом диапазоне, является электрический разряд в газах. В результате этого их часто называют разрядными лампами. Этот вид ламп более предпочтителен в системе искусственного освещения, потому что обладают высокой световой отдачей и продолжительным сроком службы. Газоразрядные лампы имеют световой поток, близкий к естественному освещению.

Читайте также  Фотоэлемент для включения света

По источнику света они делятся на несколько видов:

  1. Лампы люминесцентные. От слоя люминофора, который покрывает лампу, свет выходит наружу;
  2. Лампы газосветные. Свет выходит от газового разряда;
  3. Лампы электродосветные. С помощью газового разряда происходит свечение электродов.

Различают их и по величине давления:

  1. Лампы высокого давления – ГРЛВД;
  2. Лампы низкого давления – ГРЛНД.

Газоразрядные люминесцентные лампы внешне представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой имеет тонкий слой люминофора. Задача этого слоя – ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда преобразовать в видимый свет. Лампы создают различный спектральный состав света, что зависит от люминофора, и имеют дневной свет, холодный белый свет, теплый белый свет, белый свет.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Кроме ламп низкого давления, в производственном освещении широко применяются газоразрядные лампы высокого давления. К ним относятся дуговые ртутные люминисцентные лампы, дуговые ртутные с йодидами, дуговые ксеноновые трубчатые. Все эти лампы, как правило, используются для освещения территорий предприятия.

Несмотря на свои недостатки, газоразрядные лампы вытесняют лампы накаливания и широко используются для освещения общественных мест, магазинов, офисов, пешеходных зон, для освещения театров, кино, эстрады и др.

Лампы накаливания

Лампы накаливания, как и газоразрядные, тоже используются в качестве источников освещения производственных помещений.

В этом электрическом источнике света светящимся телом является накал-проводник, который нагревается до высокой температуры протеканием по нему электрического тока. Изготавливается тело накала исключительно из вольфрама и его сплавов, в то время как ещё в первой половине $XX$ века материалом для его производства было углеродное волокно.

Лампы наливания могут быть разных типов – вакуумные, газонаполненные, биспиральные с использованием вольфрамовой проволоки. Есть лампы-светильники – это класс ламп с зеркальным отражателем. Колебания напряжения в сети действуют на них отрицательно, в связи с их большой чувствительностью, что снижает срок их работы.

Замечание 1

Лампы накаливания имеют большую историю, насчитывающую $120$-летний период, за который было создано огромное их количество от миниатюрных – для карманных фонариков, до мощных прожекторных ламп. Для работы этого типа ламп хорошо подходит как переменный, так и постоянный ток. Срок их службы при работе $8$ часов в день составляет $3$-$5$ месяцев.

Лучший спектральный состав света имеют лампы накаливания с йодным циклом, а с учетом хороших экономических характеристик они получают большое распространение.

В освещении производственных помещений значительную роль играет правильно выбранный светильник. Светильник представляет собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Светильники перераспределяют световой поток источников света в нужных направлениях. Кроме этого они защищают лампы от воздействия внешней среды. Это функциональное их назначение.

Различаются светильники:

  1. По распределению светового потока – есть светильники прямого, рассеянного, отраженного света;
  2. По конструктивному исполнению они могут быть открытые, закрытые, пыле- и влагонепроницаемые, взрывозащищенные.

Используются они как для местного, так и для общего освещения. В принципе, те производственные помещения, где персонал находится постоянно, должны иметь естественное освещение, искусственное освещение используют в темное время года, суток.

Совместное освещение применяют при выполнении работ наивысшей точности.

Замечание 2

Все рабочие места и производственные помещения на предмет освещенности необходимо контролировать не реже одного раза в год, а фактическая их освещенность выше нормируемой или равной ей, значительно чаще. Норма освещенности определяется по таблицам СНиП 23-05-95.

Расчет искусственного освещения

Замечание 3

Довольно часто в производственных условиях появляется необходимость произвести расчет искусственного освещения, чтобы проверить его соответствие нормам по охране труда. Второй необходимостью может быть разработка новой системы под какой-то конкретный вид работ. Для проверки соответствия необходимо измерить фактический уровень и сравнить его с нормативным уровнем освещенности. Если же проектируется новый источник, то необходимо определиться с системой освещения, типом источника, установить требуемую освещенность по нормам. В дальнейшем рассчитывается число ламп или светильников, необходимых для её обеспечения

Для расчета искусственного освещения используют целый ряд методов:

Метод точечный. С помощью этого метода можно определить, насколько освещена плоскость в любой из рассчитываемых точек, а вычисление производится по отношению к каждому источнику отдельно. Данный способ требует большой внимательности и аккуратности, потому что является достаточно трудоёмким.

Менее точным, но наиболее простым является метод-ватт. В связи с простотой его применяют для ориентировочных расчетов. С помощью метода определяется мощность каждой лампы с целью обеспечения нормируемой освещенности помещения. Для этого используется формула: Pл = PS/N,

Где – мощность одной лампы (Вт);

P – удельная мощность (Вт/м. кв);

S – площадь помещения (м. кв);

N – число ламп в осветительной установке.

Удельная мощность зависит от таких показателей как:

  1. Величина нормативной освещенности;
  2. Площадь помещения;
  3. Высота помещения;
  4. Размещение и тип светильника;
  5. Коэффициент запаса.

Данные удельной мощности приводятся в таблицах и меняются в больших пределах, например, освещенность до $200$ лк вызовет изменения от $8$ до $28$ Вт/м. кв.

Метод профессора А.А. Труханова при расчете осветительных установок с направленным светом, дает наибольшую точность и называется графическим методом. Расчет в данном случае ведется по номограммам.

При расчете общего равномерного освещения помещений чаще всего применяется метод коэффициента использования светового потока. Метод учитывает не только прямой свет от светильника, но и отраженный свет от стен и потолка. Общая формула, по которой рассчитывается световой поток, выглядит так: F = (Eмин x S x Kз x z)/(n x η),

Где:

F – световой поток (для одной или нескольких ламп);

Eмин – освещенность по нормативу (лк);

Кз – коэффициент запаса, в зависимости от загрязненности помещения и типа ламп;

Z – поправочный коэффициент, учитывающий превышающие нормативы;

n – число светильников;

S – площадь помещения (м.кв);

Коэффициент использования светового потока – η.

Он является величиной справочной, зависит от вида светильника, размеров помещения, а также от коэффициента отражения материалов – стены, пол, потолок.

Источник: https://spravochnick.ru/bezopasnost_zhiznedeyatelnosti/istochniki_iskusstvennogo_proizvodstvennogo_osvescheniya/

Виды источников света и их характеристики

Виды источников света для искусственного освещения

20 июня 2015.
Категория: Лампы.

Пример источника света относящийся к первому классу. Лампа накаливания общего применения в прозрачной колбе
Пример источника света относящийся ко второму классу. Дуговая натриевая лампа в прозрачной колбе
Пример источника света относящийся к третьему классу. Лампа смешанного типа в колбе покрытой люминофором
Пример источника света относящийся к четвертому классу. Светодиодная лампа выполненная в форме лампы накаливания общего применения

Классификация источников света

Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы ни использовалось искусственное освещение. Начало развития отрасли производства источников света было положено в 19 веке. Поводом для этого послужило изобретение дуговых ламп и ламп накаливания.

Тело, излучающее свет в результате преобразования энергии называется источником света. Почти все производимые в настоящее время типы источников света являются электрическими. Это значит, что для создания светового излучения в качестве первичной затрачиваемой энергии используют электрический ток. Источниками света считают приборы с излучением света не только в видимой части спектра (длинны волн 380 – 780 нм), но и ультрафиолетовой (10 – 380 нм) и инфракрасной (780 – 106 нм) областях спектра.

Различают следующие виды источников света: тепловые, люминесцентные и светодиодные.

Тепловые источники излучения являются самыми распространенными. Излучение в них появляется вследствие нагревания тела накала до темпер, при которых появляется не только тепловое излучение в инфракрасном спектре, но и наблюдается видимое излучение.

Люминесцентные источники излучения способны излучать свет не зависимо от того в каком состоянии находится их излучающее тело. Свечение в них возникает  через преобразование различных видов энергии непосредственно в оптическое излучение.

В светодиодных источниках излучения свет образуется в полупроводниковом кристалле при  переходе электронов с одного энергетического уровня на другой, в результате чего происходит излучение фотонов. Подробнее об этом можно прочесть в статье «Светодиодные лампы».

На основании изложенных различий источники света делят на четыре класса.

Тепловые

Сюда относят всевозможные типы ламп накаливания, включая галогенные, а также электрические инфракрасные нагреватели и  угольные дуги.

Люминесцентные

К ним относят следующие виды электрических ламп: дуговые ртутные лампы, различные лампы тлеющего разряда, люминесцентные лампы низкого давления, лампы дугового, импульсного и высокочастотного разряда, в том числе и те, в которые добавлены пары металлов или на колбу которых нанесено люминофорное покрытие.

Смешанного излучения

Такие виды ламп освещения одновременно используются тепловое и люминесцентное излучение. Примером могут служить дуги высокой интенсивности.

Светодиодные

К светодиодным источникам света относят все типы ламп и световых приборов с использованием светоизлучающих диодов.

Кроме того, существуют другие признаки по которым производится классификация ламп (по области применения, конструктивно-технологическим признакам и тому подобные).

Основные параметры источников света

Световые, электрические и эксплуатационные свойства электрических источников света характеризуют рядом параметров. Сравнение параметров нескольких источников света, для их использования в той или иной области применения, позволяет остановиться на наиболее подходящем из них. Сопоставляя параметры отдельных экземпляров одного и того же источника света, обращая внимание на место и время изготовления, можно судить о качестве и технологическом уровне их производства.

Перечислим  основные электрические характеристики ламп и в целом всех источников света:

Номинальное напряжение – напряжение, при котором лампа работает в наиболее экономичном режиме и на которое она рассчитывалась для ее нормальной эксплуатации. Для лампы накаливания номинальное напряжение равно напряжению питающей электрической сети. Обозначается такое напряжение Uл.н и измеряется в вольтах. Газоразрядные лампы такого параметра не имеют, так как напряжение разрядного промежутка определяется характеристиками  примененного для ее стабилизации пускорегулирующего аппарата (ПРА).

Читайте также  Пускатель для ламп дневного света

Номинальная мощность Pл.н – расчетная величина характеризующая мощность потребляемую лампой накаливания при ее включении на номинальное напряжение. Для газоразрядных ламп, в цепь которых включают пускорегулирующие аппараты, номинальная мощность считается основным параметром. Основываясь на ее значении, путем экспериментов, определяются остальные электрические параметры ламп. Нужно учесть, что для определения мощности потребляемой из сети нужно сложить мощности лампы и пускорегулирующего аппарата.

Номинальный ток лампы Iл.н – ток потребляемый лампой при номинальном напряжении и номинальной мощности.

Род тока – переменный или постоянный. Данный параметр нормируется только для газоразрядных ламп. Он влияет на другие параметры (кроме указанных ранее), которые изменяются с изменением рода тока, причем это относится к лампам, работающим только на постоянном или только на переменном токе.

Основными световыми параметрами источников света являются:

Световой поток, излучаемый лампой. Для измерения светового потока лампы накаливания ее включают на номинальное напряжение. У газоразрядных ламп измерение производят когда она работает на номинальной мощности. Световой поток обозначается буквой Ф (латинская фи). Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света. Для некоторых видов специальных ламп накаливания вместо светового потока используются параметры средняя сферическая сила света или яркость тела накала. Для таких ламп они являются основными светотехническими параметрами. Используемые обозначения для силы света Iv, IvΘ, для яркости – L, их единицы измерения – соответственно кандела (кд) и кандела на квадратный метр (кд/м2).

Световая отдача лампы, это отношение светового потока лампы к ее мощности

ηv = Ф / P .

Единица световой отдачи – единица измерения параметра люмен на ватт (Лм/Вт). С помощью этого параметра можно оценить эффективность применения источников света в осветительных установках. Однако в качестве характеристики облучательных ламп используют другой параметр – величину отдачи потока излучения.

Стабильность светового потока – процентное отношение величины снижения светового потока в конце срока службы лампы к первоначальному световому потоку.

К эксплуатационным параметрам источников света относят параметры, характеризующие эффективность источника в определенных эксплуатационных условиях:

Полный срок службы τполн – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до полного отказа (перегорание лампы накаливания, отказ в зажигании для большинства газоразрядных ламп).

Полезный срок службы τп – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до снижения светового потока до уровня, при котором дальнейшая его эксплуатация становится экономически невыгодной.

Средний срок службы τ – основной эксплуатационный параметр лампы. Он представляет собой среднеарифметическое полных сроков службы групп ламп (не менее десяти) при условии, что среднее значение светового потока ламп группы к моменту достижения среднего срока службы осталось в пределах полезного срока службы, то есть при заданной стабильности светового потока.

Это параметр особенно важен для ламп накаливания, так как увеличение их световой отдачи при прочих равных условиях приводит к сокращению срока службы.

Так как экспериментальное определение срока службы приводит к выходу из строя испытуемых ламп, этот параметр определяется на определенном числе ламп с заданной степенью вероятности, рассчитываемой по законам математической статистики.

Динамическая долговечность – параметр, характеризующий срок службы ламп накаливания в условиях вибрации и тряски. Лампы с требуемой динамической долговечностью должны выдерживать определенное число циклов испытаний в установленном диапазоне частот.

Для уточнения работоспособности ламп кроме понятия среднего срока службы используют понятие гарантийного срока службы, определяющего минимальное время горения всех ламп в партии. Этому понятию иногда придают коммерческий смысл, считая гарантийный срок службы временем, в течение которого должна гореть любая лампа.

Сравнительно ограниченная продолжительность горения источников света, особенно ламп накаливания, устанавливает требование к их взаимозаменяемости, что может быть осуществлено только при повторяемости параметров отдельных ламп.

Для обеспечения экономичности осветительной установки важны как начальный световой поток лампы, так и зависимость его спада от времени эксплуатации. С увеличением длительности эксплуатации осветительной установки снижается роль капитальных затрат в стоимости световой энергии.

Отсюда следует, что осветительные установки с малым числом часов горения в год целесообразно выполнять, используя более дешевые лампы накаливания и, наоборот, в промышленных осветительных установках, где продолжительность горения составляет 3000 часов и более, рационально использовать более дорогие, чем лампы накаливания, газоразрядные источники света с высокой световой отдачей.

Стоимость единицы световой энергии определяется также тарифом  на электроэнергию. При низких тарифах оправдано применение в осветительных установках ламп с относительно низкой световой отдачей и повышенным сроком службы.

Источник: https://artillum.ru/lamps/87-vidy-istochnikov-sveta.html

Искусственное освещение и виды ламп

Виды источников света для искусственного освещения

Искусственное освещение – это получение света от неестественных источников. В их число входит: огонь, газовые установки, электрические лампы и светильники, прожектора и прочее.

Наиболее распространенными источниками искусственного света на данный момент являются следующие виды ламп освещения:

1) Накаливания. Это первый в истории электрический источник, в котором поток света получается за счет накаливания специальной нити — спирали из тугоплавкого металла. Основной недостаток этого принципа действия – большие потери электроэнергии на выделяемое тепло и, как следствие, неэкономичность.

2) Люминесцентные. Представляют собой стеклянные колбы, покрытые внутри люминофором. Выделяют свет за счет устойчивого горения паров, которое и вызывает свечение этого покрытия. Люминесцентный вид источника экономичнее лам накаливания в 5-7 раз, имеет более продолжительный эксплуатационный срок и мягкое, рассеянное свечение. К недостаткам можно отнести: мерцание, чувствительность к низким температурам и более сложная конструкция (наличие пускового устройства, стартера и т.д.).

3) Энергосберегающие. Это усовершенствованные люминесцентные лампы, выделенные в самостоятельный вид. Они выпускаются со стандартными цоколями и не требуют дополнительного оборудования для подключения к электросети. Внешне представляют собой компактную свернутую в спираль люминесцентную лампу со стандартным цоколем. Все виды ламп освещения, основанные на люминесцентном принципе, сохранили те же преимущества и недостатки.

4) Галогеновые. Это разновидность ламп накаливания, в которых за счет буферного газа значительно повышена эффективность элемента накала. Пары галогенов значительно увеличивают эксплуатационный срок и повышают температуру спирали. К недостаткам можно отнести повышенную рабочую температуру и зависимость от перепадов напряжения. 

5) Светодиодные лампы. Наиболее передовой и современный вид ламп освещения. Источником света служит светодиод, который при прохождении электрического тока начинает светиться. К преимуществам можно отнести: самый высокий показатель экономии электроэнергии, наиболее длительный эксплуатационный срок, устойчивость к перепадам температур и напряжения электросети, экологичность и отсутствие ультрафиолетового излучения. Практически единственным недостатком является его цена. Но при длительном использовании ламп этого вида освещения, первоначальная стоимость окупается во много раз.

 Виды искусственного освещения. Классификация

Основные виды искусственного освещения, различаемые по расположению и предназначению источников света:

1) Общее. В помещениях любого типа (жилые, офисные, производственные) этот вид освещения предполагает наличие светильников в верхней зоне или на потолке. При организации общего вида свет должен равномерно распределяться по всей площади помещения. Для небольшой жилой комнаты это может быть люстра или потолочный светильник. В офисе или производственном помещении обычно используется система светильников. 

2) Местное. Этот вид освещения предназначен для выделения определенных зон путем расположения источников света непосредственно на выделенном участке помещения. Для местного освещения жилья применяют следующие виды светильников: напольные, настенные, подвесные, настольные, встраиваемые. В производственных или офисных помещениях используют специальные светильники, направляющие свет непосредственно на рабочее место.

3) Комбинированное. Предполагает одновременное использование общего и местного видов искусственного освещения. Эффективно для всех типов помещений: жилых, офисных, общественных и производственных.

Основные виды искусственного освещения, различаемые по направлению светового потока:

1) Направленное или прямое. Предполагает направление источника света на определенную поверхность или предмет. В результате направленного освещения предмет визуально увеличивается, за счет акцентирования его объема и формы. В жилом помещении для этого используют настольные лампы, споты, встроенные светильники, торшеры с плафонами и т.д.

2) Непрямое. Этот вид искусственного освещения называют еще отраженным, так как получается при направлении светового потока на потолок или стены, от которых он отражается и освещает помещение. В жилой комнате может быть реализован при помощи светильников с направленным вверх или на стены световым потоком. Отраженный свет зрительно увеличивает площадь комнаты и наиболее эффективен в светлом интерьере.

3) Рассеянное освещение получается в результате прохождения света через полупрозрачный или матовый плафон и рассеивается по всему помещению. Один потолочный светильник с рассеянным светом способен осветить небольшую комнату.

4) Смешанное. Получается совмещением выше перечисленных видов искусственного освещения. Светильник со смешанным освещением может распространять световой поток в разные стороны и через полупрозрачный плафон или абажур.

Основные виды искусственного освещения в производственных помещениях различаются по функциональному назначению:

1) Рабочее. Предназначается для обеспечения нормированных условий труда в зданиях и прилегающих территориях. Обязательно для всех видов производств, движения автотранспорта, прохода персонала.

2) Дежурное или охранное. Создается для освещения в нерабочее время или для охраны территории.

3) Аварийное. Предназначено для обеспечения видимости в случае аварийной эвакуации и для поддержания производственного процесса при полном отключении основного освещения.

4) Сигнальное — применяется для освещения зон повышенной опасности.

5) Бактерицидное — это ультрафиолетовое освещение для обеззараживания воздуха, воды и продуктов.

6) Эритемное — ультрафиолетовое облучение с длиной волны 297 нм, благоприятно влияющее на человеческий организм. Применяется в помещениях с дефицитом дневного света, стимулирует жизненно важные физиологические процессы. 

Источник: https://fandeco.ru/text/articles/iskusstvennoe-osveschenie-i-vidy-lamp/