Искусственное освещение. источники света и светильники
Для искусственного освещения помещений используются лампы накаливания и газоразрядные лампы.
Лампы накаливания просты в устройстве, дешевы и удобны в эксплуатации. Однако они преобразуют в световой поток лишь 2,5...3 % потребляемой энергии, чувствительны к колебаниям напряжения в электрической сети, искажают цветопередачу, усиливая желтые и красные тона при недостатке синей и фиолетовой частей спектра. Промышленность выпускает различные лампы накаливания: вакуумные НВ (их мощность обычно не превышает 40 Вт), газонаполненные НГ, биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением НБК и др.
Строительные нормы и правила предусматривают применение газоразрядных ламп в качестве основного источника света по причине следующих их преимуществ: значительная световая отдача, в 2...4 раза превышающая аналогичный показатель у ламп накаливания; экономичность; благоприятный состав спектра; больший нормативный срок службы, составляющий 6000... 12 000 ч против 1000 ч у ламп накаливания.
Газоразрядные (люминесцентные) лампы — это трубки или колбы с расположенными внутри электродами, наполненные инертным газом или парами ртути. При пропускании электрического разряда через газ или пары металла возникает ультрафиолетовое излучение, падающее на слой люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность лампы. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая состав люминофора, можно добиться светового потока нужной цветности. Различают газоразрядные лампы низкого давления, внутри которых в процессе изготовления создается некоторое разрежение, и высокого давления.
Условное обозначение люминесцентных трубчатых ламп низкого давления для общего освещения расшифровывают так: Л — люминесцентная; Б — белая; Д — дневная; Е — естественная; Ц — с улучшенной цветопередачей; ТБЦЦ — тепло-белая с очень хорошей цветопередачей; Т — с трехкомпонентной смесью люминофоров, имеющей узкополосный спектр излучения; Р — рефлекторная; К — красная; Г — голубая; Ж — желтая; 3 — зеленая; Р — розовая; М — модернизированная; 2 и 7 — отличительная особенность ламп от базовой модели; 10, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 65, 80 — номинальная мощность в ваттах.
Лампы высокого давления позволяют создавать значительные уровни освещенности при сравнительно небольших затратах электроэнергии. Их применяют для наружного освещения и в высоких помещениях при наличии пыли, дыма или копоти в воздухе. Наиболее часто используют лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) или их разновидность — ДРВЛ (дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные), недостатком которых является усиление зеленых и голубых тонов. Поэтому в случае, когда искажение восприятия цветов недопустимо, предпочтение отдается лампам типа ДРИ (дуговым ртутным с йодидами металлов), обладающим исправленной цветностью.
К недостаткам газоразрядных ламп кроме искажения цвета относятся: наличие стробоскопического эффекта, шум пускорегулирующей аппаратуры и плохая загораемость ламп низкого давления при пониженной температуре воздуха (техническая характеристика предусматривает работу трубчатых люминесцентных ламп низкого давления в диапазоне температур 10...55 °С).
Устройство, состоящее из лампы и осветительной арматуры, называют светильником. В осветительной арматуре устанавливают источник света для распределения светового потока в нужную сторону, защиты глаз от блесткости светящейся поверхности лампы и защиты лампы от загрязнения или влаги, а также с целью обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.
Степень защиты от слепящего действия светильника характеризует защитный угол а между горизонталью и линией, соединяющей нить накаливания с противоположным краем отражателя (рис. 20.2). Как правило, α ≥ 27°.
Промышленность выпускает примерно 25...30 различных типов светильников для ламп накаливания и около 200 для люминесцентных ламп (рис. 20.3). В зависимости от распределения светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света. В светильниках для люминесцентных ламп преимущественно прямое светораспределение, а в светильниках для ламп накаливания — прямое и рассеянное.
Светильники прямого света излучают в нижнюю полусферу не менее 90 % всего светового потока. Их используют в помещениях с темными потолками и стенами, в которых выделяется много пыли, копоти, различных испарений (цехи по производству комбикормов, кузницы и т. п.). Дают довольно резкие тени. Светильники преимущественно прямого света, излучающие в нижнюю полусферу 60...90 % всего светового потока, устанавливают в помещениях с потолками и стенами, хорошо отражающими свет. Они дают довольно мягкие тени.
Светильники рассеянного света излучают в каждую полусферу 40...60 % всего светового потока. Их применяют в помещениях, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом, а также в конторских и бытовых помещениях со светлыми стенами и потолками.
Рис. 20.2. Схема к определению защитного угла светильника а:
а — светильник с лампой накаливания; б — светильник с люминесцентными лампами
Светильники преимущественно отраженного света излучают в верхнюю полусферу 60...90 % всего светового потока. Светильники отраженного света излучают в верхнюю полусферу не менее 90 % всего потока.
Светильники с люминесцентными лампами чаще всего выполняют многоламповыми. Они могут быть прямого света (типов ОД, ОДР), преимущественно прямого света (типов ОДО, ОДОР, ШЛД, ШОД) и рассеянного света (типа ПВЛ).
В комбинированных системах используют светильники местного освещения, предназначенные для создания высоких уровней освещенности на ограниченной площади рабочей поверхности. При устройстве таких систем следует соблюдать условие, согласно
Рис. 20.3. Светильники:
а — "Универсаль" (прямого света); б— типа ПУ-200; в — ПУ-100; г —типа ВЗГ (взрывобезопасный, газонаполненный); д — "Глубокоизлучатель" (прямого света); е — "Люцетта" (рассеянного света); ж— "Молочный шар" (рассеянного света); з — потолочный ПСХ; и — типа ОД (подвесной открытый дневного света со сплошными отражателями); /с —типа ПВЛ (пылевлагозащитный, люминесцентный) которому светильники общего освещения должны обеспечивать не менее 10 % освещенности рабочей поверхности, предусмотренной для данного вида работы. Для местного освещения с целью исключения стробоскопического эффекта, как правило, применяют лампы накаливания.
Конструктивное исполнение светильников зависит от их назначения. В открытых светильниках лампа не отделена от внешней среды, а в закрытых лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнения. Применяемые для освещения сырых, насыщенных водяными парами помещений влагонепроницаемые светильники имеют корпус, способный противостоять воздействию влаги, а его конструкция обеспечивает герметичность вводных проводов, патрона и лампы. Во взрывозащищенных светильниках предупреждено возникновение искры. Для освещения помещений с повышенной концентрацией пыли используются пыленепроницаемые светильники.
Тип светильников определяется восемью группами знаков, состоящих из трех букв и цифр. Структура условного обозначения светильников и облучателей выглядит следующим образом:
| - | × | - | - |
Здесь 1 — источник света (одна буква); 2 — способ установки светильника (одна буква); 3 — назначение светильника (одна буква); 4 — номер серии (двузначное число в пределах 01...99); 5 — количество ламп (число); 6 — мощность лампы, Вт (число); 7 — модификация (трехзначное число в пределах 001...999); 8 — климатическое исполнение и категория размещения (буква и цифра).
Расшифровка буквенных обозначений светильников приведена в таблице 20.2.