Электрические источники света

Электрические источники света, в быту называемые лампами, являются основным, фундаментальным элементом световой архитектуры и со­временного светодизайна. Они есть первичные источ­ники, т.е. тела, излучающие свет в результате преобразования электрической энергии. К вторичным источникам света относятся тела, не обладающие собственным свечением, но светя­щиеся благодаря отражению или пропусканию света первичного источника.

Светодизайнер будет беспомощен в общении с инженерами-светотехниками и электриками, менеджерами и заказчиками, не умея отличить, например, галогенную лампу от металлогалогенной, газосветную от лю­минесцентной, не представляя себе преимуществ и недостатков различных ламп и областей их ра­ционального применения.

Любой источник света не может использоваться без соответствующей арматуры, что в комплексе составляет осветительный прибор, выполняющий разнообразные функции.

С доисторических времен человек использует огонь — одно из великих своих открытий — как источник тепла и света. Античные источники рукот­ворного света — факелы, лучина, жировые и мас­ляные светильники — сохранились, по существу, до XVIII века; в средние века к ним прибавилась свеча, в XIX веке — керосиновый и газовый фона­ри, которые для некоторой части населения зем­ного шара сохранили свое значение и в наше вре­мя. Достаточно сказать, что в Берлине сегодня из 224000 светильников 44000 — газовые. Эти источники характеризуют длительный доэлектрический период эволюции средств освещения.

Малая мощность этих источников, низкий коэффициент использования при преобразовании тепловой энергии в световую, примитивное устройство и однообразие излучаемого ими спектра ограничивали их роль в архитектуре, в создании комфортной среды, в особенности, в го­роде. Однако стремление придать художествен­но выразительную форму светцам и плошкам, каганцам и лампадам, торшерам и фонарям, лам­пам и люстрам, освещающим храмы и дворцы, жилища и улицы, свидетельствует о внимании древних мастеров, заказчиков и потребителей к этим деталям быта. Потребность в улучшении ос­вещения интерьера приводила к увеличению числа сосудов для масла или подсвечников. Размеры светильников все возрастали, для их изготовле­ния начали применять ценные материалы и богато их орнаментировать. В средневековых соборах Киевской Руси и Западной Европы появлялись многоярусные светильники и люстры в виде грандиозных венцов: при зажженных плошках или свечах они создавали зрительное впечатление членения центрального нефа на несколько частей по вертикали.

В последующие века подобные люстры стали применять не только в культовых зданиях; им придавали формы, соответствующие архитектуре интерьера. Известны высокохудожественные люстры эпохи барокко, изысканные по форме люстры эпохи русского классицизма, в которых использовали венецианское лепное стекло, гра­неный хрусталь, цветное стекло, золоченые пла­стически выразительные детали. Концентрация огоньков свечей, многократно умноженных бликами, отражением и преломлением света в подвесках и арматуре люстр, в сочетании с зеркальной и цветовой отделкой стен и плафонов и с блистающими мозаичными полами создавала впечатление необычайной нарядности, празд­ничности интерьера, насыщенности его светом.

Большое внимание, которое уделяли архитекторы и мастера форме, материалу, декоративной отделке светильников, хорошо найденная масштабность, цветовая гамма и разнообразие осветительных приборов (подвески, бра, канделябры, жирандоли) свидетельствуют о высокой культуре проектирования интерьера, в значи­тельной мере утраченной ныне. Индивидуализированные светильники прошлых эпох были предметом развитого кустарного производства. В определенной степени все эти возможности использовались и в городском освещении.

В XIX веке на смену свечам пришли керосиновые и газокалильные лампы, имеющие более высокую световую отдачу. Творческие усилия специалистов были направлены на поиск формы новых светильников, отвечающих условиям массового заводского изготовления, на сочетание дешевизны с высоким художественным качеством изделий. На рынке появляются самые разнооб­разные приборы — подвесные, настольные, настенные. различающиеся между собой конструктивным устройством, размерами, формой, материалом. цветом, художественной отделкой, стоимостью. Керосиновые и газовые фонари с ка­лильной сеткой стали освещать улицы и площа­ди городов.

Революционный скачок в технике освещения произошел в конце XIX века с созданием первых электрических ламп. Электрический свет стал, без сомнения, началом новой эпохи. Приоритет в этой области принадлежит русским ученым. Начальной датой в истории развития электрических источников света следует считать 1802 год, когда В.В. Петров открыл явление электричес­кой дуги, неправильно названной впоследствии вольтовой. Дальнейшие принципиальные усо­вершенствования принадлежат А.И. Шпаковскому, В.Н. Чиколеву (электромагнитный регуля­тор длины дуга). А.Н. Лодыгину и П.Н. Яблочкову. В 1872 году Лодыгин впервые продемонстрировал в Петербурге созданную им лампу накали­вания, в которой свет излучал раскаленный угольный стержень, заключенный в стеклянную колбу, из которой кислород удалялся за счет сго­рания части угля при прохождении через него электрического тока. Благодаря этому оставшаяся часть стержня светила относительно долго. Работая над улучшением лампы, Лодыгин, а за ним Эдисон, Леигмюр и другие, внесли ряд изме­нений (вольфрамовая спираль, откачка воздуха из колбы, заполнение ее инертными газами и т.д.), что улучшило ее характеристики. Поиск способов повышения эффективности ламп нака­ливания продолжается и сегодня.

На первом этане разработки источников электрического света более широкую известность и распространение получила дуговая лам­па-свеча, созданная в 1876 году П.Н. Яблочко­вым. Свет в ней излучала электрическая дуга, горящая между двумя параллельными угольны­ми электродами, разделенными между собой ка­олином и заключёнными в шарообразную колбу из молочного стекла. Область применения дуго­вых ламп вскоре была ограничена из-за особен­ностей их функционирования — характерного шума дуги внутри колбы — областью наружного освещения и специальными задачами. Например, благодаря малым размерам светящего тела и высокой интенсивности концентрированного излучения они использовались в зенитных про­жекторах, создающих узкий и мощный пучок па­раллельных лучей света.

Недостатки ламп накаливания, главный из них — низкий световой КПД, поскольку лишь 7—13 % мощности излуче­ния вольфрамовой спирали приходится на свет, остальное идет в тепловое излучение. Поиск более эффективных источников привел к созданию принципиально иного типа ламп, получивших название разрядных (газо- и пароразрядных). В них использован эффект свечения газа (ксенона, аргона, неона, гелия) или паров металла (ртути, натрия и др.) при пропускании через них элект­рического разряда.

Свечение паров ртути было описано еще М.В. Ломоносовым, а первую ртутную лампу создал русский изобретатель И. Репьев в 1879 году. Над созданием и усовершенствованием раз­рядных ламп работали многие зарубежные уче­ные. В начале XX века в Европе и США начали применять газосветные трубки с азотом и углекислотой, затем с неоном, включая их в сеть вы­сокого напряжения. В 1930-е годы появляются ртутные лампы низкого и высокого давления и натриевые лампы низкого давления. В послевоенный период созданы ксеноновые, металлогалогенные и натриевые лампы высокого и сверхвысокого давления. В последние годы идет успешная ра­бота над совершенствованием полупроводнико­вых (светодиодных) источников света.

Пути развития источников света всегда определялись стремлением осуществить наиболее экономичное преобразование электрической энергии в световую, получив при этом сравнимое с естественным качество оптического излучения. Экономичность, или эффективность, электри­ческих ламп обычно характеризуют величиной их световой отдачи, лм/Вт, т.е. световым потоком (количеством люменов), излучаемым лампой при потреблении энергии мощностью 1 Вт, а также сроком ее службы. ламп при разработке осветительных установок различного назначения и при решении вопросов световой архитектуры интерьера и города.

Таблица 17 – Значения световой отдачи некоторых источников света

Источник света	Световая отдача (лм/Вт)
свеча	0,1
лампа керосиновая	0,25
лампа гзокалильная	1,12
лампы накаливания нормальные	8-19
лампы дуговые с угольными электродами	4-39
лампы разрядные	30-200

Основные характеристики источников света: электрические (напряжение, мощность), геометрические (размеры и форма колб), световые (световой поток, световая отда­ча, яркость), цветовые (спектральный состав, цветность излучения, цветопередача) и экономи­ческие (стоимость, срок службы).

В таблице 18, составленной по отечественным и зарубежным материалам, приведены основные показатели источников света, применяемых в ос­ветительных установках общего назначения в интерьерах и наружных пространствах.

По принципу преобразования электричес­кой энергии в световую все источники света разделяются на два класса: тепловые и разряд­ные.

Тепловые источники света. В тепловых ис­точниках свет излучает тело накала, разогреваю­щееся под воздействием проходящего через него электрического тока до температуры свыше 1000 К, когда в его излучении кроме тепловых (инфракрасных) лучей появляются видимые длинноволновые (красные) лучи спектра.

Таблица 18 – Основные характеристики источников электрического света, применяемых в осветительных установках

Характеристики	Тепловые ИС	Разрядные источники света
низкого давления	высокого давления
		ЛН	ГЛН	ЛЛ. КЛЛ	НЛНД	НЛВД	МГЛ	ДРЛ
электрические	мощность Вт	15-500 (3000)	35-2000 (20000)	3-150	18-200	35-1000	20-2000 (4000)	50-1000 (2000)
световые (экономические)	световая отдача, лм/Вт	8-19	15-25	40-104	103-203	100-150	60-120	35-63
срок службы, час	500-2000	2000-4000	10000- 60000	До 18000	6000- 30000	3000- 20000	12000- 24000
цветовая температура, Тц К	2500 -2700	2700-3200	2600-6700		1900-3000	3000-7000	3300-4500
цветовые	общий индекс цветопередачи, Ra	100"	100"	до 99	—	20-85	60-93	40-52

Аббревиатуры: ИС источник света: ЛН - лампы накаливания (нормальные, зеркальные, прожекторные): ГЛН - галоген­ные лампы накаливания: ЛЛ - люминесцентные лампы и КЛЛ компактные люминесцентные лампы: НЛНД натриевые лампы низкого давления: НЛВД натриевые лампы высокого давления: МГЛ – металлогалогенные лампы: ЛРЛ - дуговые ртутно-люминесцентные лампы.

Чем большая доля излучений приходится на видимую область спектра, тем выше коэффици­ент полезного действия (световой КПД) источника света, выражаемый отношением светового и лучистого потоков Ф: Ф(„ Если повышать темпе­ратуру излучателя, то вначале происходит рост светового КПД до максимума при Т - 6500 К (примерно температура Солнца), а затем его зна­чение падает, так как максимум излучения пере­мещается за пределы видимого спектра. Макси­мальное значение КПД - 14 % является пределом экономичности для тепловых источников света, а положение этого максимума определяется, по-ви­димому, приспособлением человеческого глаза в процессе эволюции к излучению основного при­родного источника света — Солнца.

Цветовая температура (Т_ц - ед. измерения К (кельвин))источников влияет на цвет объектов и на цветовую адаптацию наблю­дателя. поэтому комфортность освещения во многом зависит от правильного выбора Т_цК. Однако цветовая температура не дает исчерпываю­щего представления о качестве цветопередачи ламп, зависящем от спектров их излучения.

Разнообразие спектров источников искусст­венного света обусловило необходимость введе­ния и контроля специальной характеристики ка­чества их цветопередачи - общего индекса цве­топередачи R_a.

Лампы накаливания (ЛН) являются основ­ным типом класса тепловых источников света. Свет излучает разогретая до температуры около 3000 К вольфрамовая спираль. Световая от­дача и экономичность ламп нака­ливания, весьма мала, и существенное ее увеличе­ние без принципиальных изменений конструкции практически невозможно, так как температура плавления вольфрама (3653 К) ставит в этом от­ношении естественный предел. В диапазоне вели­чин световой отдачи более высокие значения обес­печиваются за счет компактности и утолщения спирали, улучшения состава заполняющих колбу инертных газов, введения в них специальных доба­вок, напыления на внутреннюю поверхность кол­бы теплоотражающего покрытия. Недостаток – небольшой срок их службы, что вме­сте с низкой световой отдачей повышает эксплуатационные расходы.

Лампы накаливания имеют сплошной (непре­рывный) спектр излучения с максимумом в желто-оранжевой области видимого спектра, а на ко­ротковолновую часть приходится незначительная доля излучений. Поэтому при осве­щении ими восприятие цвета заметно меняется: «теплые» (красные, оранжевые, коричневые) цве­та воспринимаются относительно более яркими, чем днем; «холодные» (зеленые, синие, фиолето­вые) — ослабляются, жухнут; бледно-желтый цвет трудно отличить от белого.

Путем применения светофильтров и цветных колб, частично поглощающих оранжево-красное излучение, можно повысить цветовую температуру ламп накаливания с 2500—2700 до 3500—4000 К, но световой поток при этом снизит­ся на 30-35 %.

Преимущества перед разрядными лампами: они значительно дешевле и экологически чище, просты в обслуживании, включаются в сеть без дополнительных уст­ройств, малочувствительны к температуре окру­жающей среды, хорошо работают в динамическом режиме, имеют относительно небольшие размеры и тело накала, отличаются разнообразием моди­фикаций, малыми первоначальными затратами при оборудовании осветительных установок, вы­соким уровнем механизации производства. Доля светового потока стандартных ламп накаливания в общем количестве осветительных установок не­уклонно сокращается, хотя большая часть быто­вых светильников все еще оборудована этими ис­точниками света. В городской среде, пожалуй, только иллюминационное освещение осуществля­ется на основе малогабаритных ламп накалива­ния.

Вместе с лампами общего назначения выпус­кается большое количество типов специальных ламп, рассчитанных на стандартное (220—230 В) или пониженное (6, 12, 24 В) напряжение: зер­кальные, цветные, прожекторные, иллюминаци­онные, местного освещения, сигнальные, транс­портные, для оптических систем, подводные и др., но и они неуклонно заменяются более эффектив­ными галогенными, разрядными, светодиодными источниками.

Зеркальные лампы имеют колбы специально рассчитанной формы, частично покрытые изнут­ри слоем серебра или алюминия, которому может быть придан тот или иной цветовой оттенок. По существу, они являются лампами-светильниками. В зависимости от формы зеркала лампы имеют концентрированное, среднее или широкое распре­деление светового потока. Существуют также по­добные им по устройству лампы с диффузно-отражающим слоем, прессованные зеркальные лам­пы PAR и лампы-фары.

Колба нормальных ламп или выходное отвер­стие зеркальных ламп могут выполняться из ма­тированного, молочного, рифленого или цветно­го стекла; последняя модификация широко при­меняется в светомузыкальных и информационно- рекламных установках.

Прожекторные лампы отличаются от ламп общего назначения повышенной мощностью, а также тем, что нить накала располагается в одной плоскости, образуя применительно к размерам зеркала прожектора светящуюся точку. Благода­ря этому можно получить узкий пучок света, что необходимо для освещения небольших объектов со значительного расстояния.

Галогенные лампы накаливания (ГЛН) (иногда их называют лампами с йодным циклом), созданные в 1959 году, являются новой ступенью в развитии тепловых источников света. Галоген­ная лампа представляет собой трубку или колбу из кварцевого стекла с вольфрамовой спиралью. Колба заполняется аргоном, ксеноном или крип­тоном с добавлением определенного количества паров йода (или других галогенов, т.е. химичес­ких элементов главной подгруппы VII группы пе­риодической системы Менделеева). Благодаря на­личию галогена в газе-наполнителе колба гало­генных ламп всегда остается прозрачной. Галоген препятствует осаждению испаряющегося с нити накаливания вольфрама на внутренних стенках колбы, что происходит в обычных Л Н, где с тече­нием времени стекло от этого темнеет, а световой поток снижается. В так называемом вольфрамо-галогенном цикле галоген соединяется с вольфра­мом, после чего это газообразное соединение воз­вращается к спирали, на которой происходит осаждение вольфрама. Колба остается прозрач­ной, а высвободившийся галоген возвращается обратно в цикл. Это способствует удлинению сро­ка службы нити накала и повышению ее темпера­туры, а следовательно, и яркости, т.е. «побеле- нию» света и повышению световой отдачи по сравнению с обычными лампами накаливания. Преимущества по показателям экономичности: галогенная лампа го­рит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности лампы накаливания.

Применение ГЛН. Для специальных целей (музейное освещение) колбы галогенных ламп, выпускаемых на стан­дартное (220 В) или низкое (6, 12 или 24 В с по­мощью трансформатора) напряжение, изготавли­вают из кварцевого стекла с добавками, поглоща­ющими нежелательное ультрафиолетовое излуче­ние. Благодаря такому стеклу в колбе лампы удер­живается интенсивное и вредное ультрафиолето­вое излучение типа С и В, а более слабое и поэто­му более безопасное излучение типа А ограничи­вается наполовину. Преимущества таких ламп: значительно меньшее ультрафиолетовое излуче­ние и соответствующее снижение эффекта выцве­тания освещаемых объектов, обусловленного УФ- лучами.

Первые серии галогенных ламп накаливания создавались в расчете на большие мощности — до 20 кВт — для использования в установках на­ружного освещения или освещения высоких и больших по площади цехов производственных со­оружений. Ныне такая необходимость отпала в связи с производством более эффективных раз­рядных ламп. Однако галогенные лампы сегодня еще рациональны в достаточно широком диапазо­не мощностей и применяются в малогабаритных и относительно дешевых осветительных прибо­рах в установках архитектурного освещения фа­садов, витрин, музейных экспозиций, выставок, реклам, рабочих мест и интерьеров, а их специальные типы — в проекционной и осветительной технике, автомобилях и т.д.

Разрядные источники света. Разрядные лампы (РЛ) основаны на использо­вании свойств газов (в газоразрядных лампах) или паров металлов (в пароразрядных лампах) светиться в электрическом поле. Каждому газу и металлу свойствен свой цвет свечения, причем, как правило, в режиме низкого давления это све­чение имеет линейчатый спектр, а в режиме высокого и сверхвысокого давлений спектр при­ближается к сплошному.

Виды разрядных ламп. Разрядные лампы имеют разное рабочее дав­ление газа (или паров металла) в колбе, называе­мой разрядной трубкой (или горелкой), и делятся по этому признаку на лампы низкого (0,1—10 Па), высокого (3* 101—10е Па) и сверхвысокого (более 106 Па) давления.

Ртутные лампы. По ряду обстоятельств наиболее распростра­ненным химическим элементом, с помощью кото­рого создаются разрядные лампы, стала ртуть, поскольку спектральные ли­нии ртути лежат в коротковолновой части види­мого спектра и за его пределами — в области уль­трафиолета.

Лампы изготавливались из специ­ального стекла, пропускающего УФ-лучи. Для получения приемлемого по цвету светового из­лучения нужно трансформировать УФ-излучение ртутного разряда в видимое, более длинно­волновое, например, с помощью люминофора, наносимого на внутреннюю поверхность колбы из обычного стекла, или другими способами, что и было осуществлено в люминесцентных и дру­гих ртутных лампах.

Недостатки РЛ.Широкое применение ртути в разрядных лам­пах при массовом выпуске создает серьезные проблемы утилизации вышедших из строя ламп. Поэтому в экологическом отношении они суще­ственно проигрывают лампам накаливания. Се­годня многие светотехнические фирмы выпуска­ют лампы с сокращенным количеством ртути (за счет уменьшения диаметра трубки с 40 до 16мм и ее объема) или не на ртутной основе, экологически безопасных и потому более перспективных.

К числу недостатков, присущих этому классу источников света, следует отнести более слож­ное, чем у ламп накаливания, включение их в сеть — через пускорсгулирующие аппараты (ПРА) (потерн напряжения в ПРА до 20—30 %), относительно высокую (вместе с ПРА) сто­имость. неспособность мгновенно включаться, перезажигаться и работать в динамическом ре­жиме (за исключением некоторых типов), не все­гда приемлемые спектральные характеристики. ПРА предназначены для создания высокого напряжения в момент - зажигания лампы и для обес­печения ее устойчивого свечения.

Преимущества РЛ. Разрядные лампы в последние десятилетия активно вытесняют тепловые источники света, особенно в установках наружного освещения и освещения интерьеров производственных и об­щественных зданий, поскольку они имеют в 5 - 15 раз более высокую эффективность (световую отдачу и срок службы), широкий диапазон мощ­ностей с возможностью достижения очень высо­ких единичных мощностей (до 100 кВт), а также разнообразные спектры излучения.

Лампы низкого давления: лю­минесцентные лампы (стандартные и компакт­ные), натриевые лампы низкого давления и ин­дукционные лампы.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) по характеру электрического разряда делятся на лампы дуго­вого разряда с горячими катодами и лампы тле­ющего разряда с холодными катодами.

Устройство ЛЛ. Люминесцентная лампа дугового разряда представляет собой стеклянную колбу в виде трубки с впаянными на ее концах электродами, стенки которой изнутри покрыты люминофором. В колбу вводится дозированная капелька ртути, а для облегчения зажигания лампы ее объем за­полняется аргоном. Форма трубки у ламп общего назначения прямая, у ламп специального назна­чения — изогнутая, фигурная, иногда ей придают форму небольших светящих панелей.

Принцип работы ЛЛ. При пропускании электрического тока через лампу возникает дуговой разряд и происходит ис­парение ртути и свечение ее паров. Это излучение имеет линейчатый спектре максимумом в невиди­мой УФ-областн на л инии с длиной волны 254 нм. Ультрафиолетовое излучение ртутного разряда возбуждает свечение люминофора (эффект фото­люминесценции). Каждому люминофору свойстве­нен определенный спектр излучения, обычно сплошного характера, имеющий некоторый макси­мум. в основном и определяющий цветовой тон излучения лампы. Комбинируя состав люминофо­ров, можно, в принципе, получить любой по цвет­ности свет.

Цветопередача ЛЛ, в целом более благоприятна по сравнению с лампами накаливания и некоторыми разрядными лампами, так как энергия излучения люминофоров равномерно распределяется по всему диапазону видимого спектра, а не сосредоточена в нескольких спектральных линиях или полосах, как у большинства разрядных ламп.

Основные типы по цветопередаче ЛЛ. Для стандартных ламп общего назначения создатся цветности излучений, имитиру­ющие те или иные фазы и состояния естественного освещения. Основными типами отечественных стандартных ламп общего назначения являются: ЛД (дневного света: Т 6500 К, Ra-73), ЛХБ (хо­лодно-белого света: Т 4500 К, Ra = 65), ЛБ (белого света: Т 3500 К, Ra - 57), ЛТБ (тепло-белого све­та: Т 2700 К. Ra - 53).

Спектральные характеристики этих ламп не вполне совпадают со спектральными характерис­тиками дневного света или абсолютно черного тела соответствующей температуры, вследствие чего восприятие некоторых цветов при освещении лампами указанных типов отличается от цветопе­редачи при дневном освещении. Сказываются не­достаток излучения в красной области спектра и наличие голубых и зеленых линий ртутного разря­да и избыточное излучение в желтой области спектра, приводящее к тому, что стандарт­ные люминесцентные лампы общего назначения обеспечивают лишь удовлетворительную или среднюю, но не высококачественную цветопереда­чу (Ra < 70).

ЛЛ повышенной цветопередачи. Для удовлетворения повышенных требований к восприятию цвета (в полиграфии, музеях, домах моды, при контроле изделий по цвету, в пешеходно-общественных зонах и т.п.) выпускаются лю­минесцентные лампы ЛДЦ (Гц 6000 К) с улучшен­ной цветопередачей (Ra 92), отражаемой в мар­кировке отечественных ламп введением одной или двух букв «Ц», а за рубежом - слов «делюкс» (Ra до 85), «суперделюкс» и «экстраделюкс» (Ra = 85 и более).

Недостатки разрядных ламп ЛЛ повышенной цветопередачи. Как правило, улучшение качества излучения по спектру в разрядных лам­пах приводит к снижению их световой отдачи. Тем не менее, в связи с постоянным повышением требований к качеству создаваемой жизненной среды в целом и световой среды в частности, все крупные зарубежные фирмы производители ве­дут работы по улучшению основных характери­стик люминесцентных ламп.

Трехполосные люминесцентные лампы (в их спектре три узкие полосы в красной, зеленой и синей областях, от­вечающие максимумам цветовой чувствительнос­ти колбочек глаза и дающие при аддитивном сме­шении белый свет), имеющие больший световой поток и достаточно высокое значение Ra.

Для решения особых зрительных задач выпус­кают серии отечественных ламп с особой марки­ровкой: лампы ЛЕ (естественно-белого света) и ЛЕЦ (Т_ц 3900 К, R_a = 85), свет которых благоприятен для цветопередачи лица человека; они применяются для освещения интерьеров об­щественных зданий и выявления дефектов при оценке белых и цветных тканей; лампы ЛХЕ и ЛХЕЦ (Т_ц 5200 К, R_a = 93) используются для больниц; лампы ЛДЦУФ (Т_ц 6500 К и R_a = 90), в световом потоке которых содержится повышен­ная доля УФ- и коротковолновых видимых излу­чений, применяются в текстильной и швейной промышленности, а лампы ЛТБЦ (Т_ц 2700 К, R_a = 88) — в жилых помещениях. Зарубежные фирмы выпускают еще более широкий по характеристи­кам ассортимент люминесцентных ламп.

В ряде случаев используются люминесцент­ные лампы специального назначения: малогаба­ритные или компактные (КЛЛ) мощностью 3—40 Вт для местного освещения и для замены ламп на­каливания в бытовых осветительных приборах, получающие все более широкое распространение; фигурные (W- и U-образные, кольцевые) — для освещения жилых, общественных и транспортных помещений; рефлекторные — для производственных помещений, витрин и устройства световых карнизов; высокоинтенсивные (150—220 Вт) — для промышленного и сельскохозяйственного ос­вещения: амальгамные — для работы при повы­шенных температурах окружающей среды; цвет­ные (красные Л К, зеленые ЛЗ, желтые ЛЖ, голу­бые ЛГ, розовые ЛР) — для декоративного осве­щения и световой рекламы. Цветной свет получа­ют и с помощью светофильтров — «чехлов» из прозрачной цветной пленки, одеваемых на лампу белого света.

Специальные люминесцентные лампы служат источниками ультрафиолетового излучения: ЛФ — в теплицах; эритемные — в фонарях и как дополнительный источник ультрафиолета в уста­новках общего освещения помещений в районах Крайнего Севера; лампы «черного света» — для облучения люминесцирующих покрытий и в раз­личных технологиях. В эритемных лампах, при облучении которыми на коже человека появляет­ся загар (эритема), подобный солнечному, приме­няется специальный люминофор и увиолевое стекло, пропускающее УФ-лучи в диапазоне длин волн от 280 до 440 им. Бактерицидные лампы не являются по существу люминесцентными лампа­ми, так как не имеют люминофора. По устройству они не отличаются от эритемных, но их стекло пропускает коротковолновое УФ-излучение (254 им), способное убивать бактерии. Поэтому они применяются для стерилизации воздуха, воды, продуктов питания в больницах, холодильниках, складах, в кухонном оборудовании.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) соединили в себе преимущества ламп накаливания (небольшие га­бариты, стандартный цоколь) и обычных трубча­тых люминесцентных ламп (хорошая цветопере­дача, высокие световая отдача и срок службы, раз­личные оттенки света), что - обеспечивает им все более широкий спрос во многих странах, в том числе в жилом секторе, для которого они в первую очередь и создавались для замены ламп накали­вания в бытовых осветительных приборах.

К группе газоразрядных ламп низкого (ГЛН) давле­ния относятся и люминесцентные лампы тлеюще­го разряда с холодными катодами, трубки кото­рых заполнены инертными газами - неоном, ар­гоном, гелием. Лампы включаются в сеть после­довательно через трансформатор, имеющий на­пряжение в несколько тысяч вольт, что представ­ляет повышенную опасность при их эксплуата­ции. Поэтому, имея относительно невысокие све­товые характеристики, они применяются, в основ­ном, в наружной световой рекламе и называются газосветными или неоновыми (последнее назва­ние популярно, но не совсем точно). В них ис­пользуется непосредственное свечение газа в электрическом разряде: неон излучает насыщен­ный оранжево-красный свет, аргон голубовато- белый. Другие цвета излучения получаются за счет применения цветного стекла и смесей инерт­ных газов друг с другом и с ртутью. В последнем случае на стенки трубки наносится люминофор, и лампа работает как люминесцентная.

Технические характеристики. Газосветная трубка диаметром 10—18 мм мо­жет иметь значительную длину и принимать лю­бую криволинейную форму, яркость таких отече­ственных ламп находится в пределах 500—3500 кд/м², срок служ­бы составляет 6—8 тыс. ч. Зарубежные фирмы (Япония, США, Чехия, Словакия) выпускают га­зосветные лампы с десятками цветовых оттенков и более высокими характеристиками. Достоин­ством является их нечувстви­тельность к температуре окружающей среды и способность работать в динамическом режиме.

С момента создания первых люминесцентных ламп в 1930-х годах (С.И. Вавилов), не прекращается их со­вершенствование. Зару­бежными фирмами достигнуты максимально вы­сокое качество цветопередачи ЛЛ (Ra - 99), а также значения световой отдачи (104 лм/Вт) и срока службы (до 60 тыс. ч). Ожидается создание ЛЛ со световой отдачей до 130 лм/Вт.

Достоинства ЛЛ: малая яркость и низкая темпе­ратура поверхности колбы, способствует ши­рокому распространению светящих поверхностей (потолки, панели, полосы, искусственные окна) в интерьере, а также рождению новых стилистичес­ких приемов его светопространственной органи­зации. Имеют относи­тельно низкую себестоимость, связанную с высо­кой степенью механизации их производства, про­стотой конструкции, доступностью сырья и мате­риалов.

Недостатки стандартных ЛЛ: малая единичная мощ­ность при относительно больших габаритах, с чем связаны трудности перераспределения и концент­рации их светового потока, что необходимо при освещении высоких помещений и открытых пространств; ненадежная работа при низких температурах окружающей среды, т.е. малопригодны для наружного освеще­ния; существенное снижение светового потока при низких температурах и к концу срока службы; пульсация светового потока, приводящая в опреде­ленных случаях к появлению стробоскопического эффекта при наблюдении движущихся объектов (плавное движение объекта воспринимается как прерывистое и может быть причиной повышения травматизма).

Преодолеваются недостатки современными технологическими средствами: применением ЭПРА или диммеров, по­зволяющих изменять их яркость и световой поток, выпуском безэлектродных ламп и т.п.

Индук­ционные лампы производятся с начала 1990-х годов фирмой PHILIPS. Механизм формирования светового потока с помощью лампы QL (мощность 55 и 85 Вт) основан на электрическом разряде в газовой среде и электромагнитной индук­ции. Система лампы QL состоит из разрядной ртутной лампы низкого давления с люминофором, а также генератора высокой частоты (вместо ПРА у обычных люминесцентных ламп) и силового разъема, которые преобразуют электроэнергию в разряд. У лампы QL нет ни электродов, ни спирали (т.е. наиболее чувствительных элемен­тов), срок ее службы практически неограничен. Устойчивость системы зависит от генератора и реле.

Преимущества ламп QL (ИЛ): облада­ют всеми известными достоинствами ЛЛ и даже лучше их — мгновенное зажига­ние и перезажигание без мерцания, постоянный световой поток в широкой области температур воздуха, Т_ц 2700-4000 К, Ra - 80 и выше, срок ее службы - 60 тыс. ч. Эти лам­пы целесообразно использовать там, где усложне­на их замена. В 1993 году ими были снабжены, на­пример, ретро-фонари в пешеходной зоне на Елисейских полях в Париже.

Перспективы QL. В стадии экспериментов находятся аналогич­ные по принципу действия индукционные серные лампы, спектр которых очень близок к солнечному.

Группа ртутных ламп высокого и сверхвысо­кого давления является самой рас­пространенной и многочисленной среди разряд­ных источников света. Наиболее широкое приме­нение на первых порах (в 50—70-е годы XX века) получили дуговые ртутно-люминесцентные лам­пы (ДРЛ) высокого давления с исправленной цветностью.

Механизм формирования светового потока ДРЛ: электрический разряд происходит в горелке, заполненной аргоном под давлением с каплей рту­ти (в трубке из кварцевого стекла, пропускающего УФ-лучи), помещенной во внешнюю колбу («ру­башку») эллипсоидной формы из тугоплавкого стекла, покрытую изнутри люминофором. УФ-излучение ртутного разряда, составляющее до 40 % светового потока горелки, преобразуется люмино­фором в недостающее излучение в красной части спектра, в результате чего улучшаются спектраль­ные характеристики лампы, и их цветопередача становится вполне удовлетворительной.

Применение ДРЛ:(Т_ц 4000-4500 К) применяют для наружного освещения и освещения производ­ственных помещений с потолками выше 3—5 м, не требующих высокого качества цветопередачи.

При отсутствии люминофора ртутные лампы высокого давления излучают свет, сильно иска­жающий цвет предметов, особенно человеческой кожи, что объясняется недостатком оранжево-красных лучей в спектре излучения ртути. Такие лампы применяются для декоративного освеще­ния зелени. Существуют ртутные лампы высоко­го давления в простейшем исполнении — в виде трубки из кварцевого стекла без внешней колбы марки ДРТ (дуговая ртутная трубчатая). Их при­меняют в физиотерапии в качестве мощного ис­точника ультрафиолета, а также в декоративном освещении садов и парков, для облучения светя­щихся красок (в театре, цирке, живописи).

Цветопередача ламп ДРЛ по мере их совер­шенствования улучшается. Выпускаются лампы ДРЛ «комфорт», «делюкс» и «суперделюкс», име­ющие тепло-белый свет (Т_ц 3350 К и R_a= 52—55), которые пригодны для освещения интерьеров об­щественных зданий и пешеходных зон в городе.

Преимущества ДРЛ. Наружная колба защищает горелку от воздей­ствия внешней среды, поэтому лампы ДРЛ мог