Источники света, осветительные приборы

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача ψ = Ф / Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

Лампы накаливания имеют небольшую световую отдачу (7 – 20 лм/Вт), спектр сдвинутый в сторону красного и оранжевого излучения, но они просты в эксплуатации и могут работать независимо от температуры воздуха. Их рекомендуется использовать для освещения помещений, в которых нормированы низкие и средние уровни освещения (до 100 лм).

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галогеновые лампы – лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в колбе паров и иода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм / Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40... 110 лм / Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма.

К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств. Однако у люминесцентных ламп нижняя граница зоны зрительного комфорта выше, чем у ламп накаливания (150 – 200 против 30 – 50), что дает «эффект сумеречности» при незначительных уровнях освещения. Кроме того, в спектре люминесцентных ламп недостаточно красных и сине–зеленых излучений, что ухудшает цветопередачу. При комбинированном освещении этот недостаток устраняется использование ламп накаливания в местных светильниках.

Лампы ДРЛ (дуговые ртутные) следует применять для освещения высоких цехов металлургической и машиностроительной промышленности, работа в которых не требует правильной цветопередачи.

Внедрению ксеоновых ламп типа ДКсТ мешает большая мощность (2,5; 10; 20; 50; 100 кВт), избыток ультрафиолетового излучения и большая пульсация светового потока. Однако уже сейчас эти лампы могут использоваться для освещения очень высоких цехов. Осваивается выпуск ксеоновых ламп типа ДКсТЛ с уменьшенным ультрафиолетовым излучением.

Натриевые лампы ДНаТ обладают большой световой отдачей до 140 лм/Вт, но дает плохую цветопередачу, поэтому рекомендуется для освещения дорог и для декоративного освещения.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более экономичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наименьшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения.

Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без рациональных светильников.

Светильники

Электрический светильник– это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения.

Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол– это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Защитный угол светильника: а – с лампой накаливания; б – с люминесцентными лампами.

Рис. 1.5. Основные типы светильников: а – "Универсаль"; б – "Глубокоизлучатель"; в – "Люцета"; г – "Молочный шарик"; д – взрывобсзопасный типа ВЗГ; е – типа ОД; ж – типа ПВЛП.

Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия – отношение фактического светового потока светильника Ф_ф к световому потоку помещенной в него лампы Ф_п, т.е.

η_св= Ф_ф/ Ф_п.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света.

Конструкция светильника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро–, пожаро – и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

Для правильной организации производственного освещения осветительная установка выполняется по специально разработанному проекту, в котором имеются светотехническая, электрическая и сметно-финансовая части.

Осветительная установка должна обеспечивать бесперебойность и безопасность действия и соответствующие санитарные требованиям освещение.

При выборе системы освещения следует учитываться следующее. Системы комбинированного освещения (общее и местное) рекомендуются при выполнении зрительных работ I, II, III и IV разрядов, а также работ с оборудованием, создающим глубокие резкие тени (прессы, штампы) или требующих изменения направления света для освещения вертикальных и наклонных поверхностей.

Система общего освещения рекомендуется при высокой плотности расположения оборудования, если оно не создает резких теней, в помещениях с однотипными работами по всей площади (литейные цеха), в помещениях, относящихся к V и ниже разрядам. Общее освещение бывает местным и локализованным.

Выбор источников света, системы освещения и нормируемого освещения производится одновременно, т.к. это вопросы взаимосвязаны.

Выбор типа светильника производится по условиям среды помещения, характеристикам светораспределения, блеклости и экономическим показателям.

Светильники для ламп накаливания.

«Универсаль» (У) – для ламп до 500 Вт. Основной светильник для нормальных помещений при небольших (400) и небольших (до 400) значений

,

где – норма освещенности; – коэффициент; – высота подвеса.

Применим для общего и местного освещения «Глубокоизлучатель» со средней концентрацией поток (ГС) – для ламп 500, 1000, 1500 Вт. Светильник устойчив к среде с повышенной химической активностью, требует регулярной чистки, рекомендуется в цехах типа прокатных.

«Кососвет» (КС) – предназначен для освещения вертикальных поверхностей при локализованном общем и местном освещении.

«Шар молочного стекла» (ШМ) – для ламп до 1000 Вт, рекомендуется для нормальных помещений с большим отражением потолка и стен (помещения точной сборки, конструкторские).

«Промышленный уплотненный светильник» (ПУ) у – для ламп до 300 Вт, предусмотрен для сырых и пыльных помещений.

«Светильник для химически активной среды» (СХ) – для ламп до 500 Вт.

Взрывозащитные светильники Н4Б–300, В4А–300, В3ГХ.

Светильники для люминесцентных ламп.

Открытые двухламповые ОД, ОДОР – для нормальных помещений с хорошим отражением потолков и стен при умеренной влажности и запыленности.

Светильники МЛ – для местного освещения с увеличенным защитным углом, мощность ламп 2 · 20 Вт.

Светильник ПВ – I является пылевлагозащитным, мощность ламп 2 · 40 Вт, пригоден для помещений класс П-II, П-IIA.

Светильник НОГЛ является взрывозащитным, мощность ламп 1 · 40Вт, 1 · 80 Вт.

Для ДРЛ могут применяться те же светильники, что и для ламп накаливания, т.к. формы их колб сходны. Кроме того выпускаются специальные светильники для ДРЛ, например, С34ДРЛ – зеркальный, мощностью до 1000 Вт.

Современное световое оборудование

Светильники направленного света с галогенными лампами

Разнообразие форм и дизайна светильников направленного света позволяет использовать их для освещения общественных, жилых, торговых, выставочных помещениях и помещениях музеев. Благодаря простой системе установки, с помощью пружинных или сдвижных клипс они легко устанавливаются в подвесной потолок. Достоинством, устанавливаемых в данные светильники галогенных ламп являются неизменно яркий свет, великолепная цветопередача, обеспечивающая красивые, "сочные" оттенки и возможность создания любых световых эффектов. Галoгeнныe лампы – компактные иcтoчникиcвeта, c выcoкoйcвeтoвoйoтдачeй. В oтличиe от oбычныx ламп накаливания в этих лампах пpимeняeтcяcпeциальный газ, пoзвoляющий им сиять яpчe без coкpащeнияcpoкаcлужбы. Применяя лампы с различным углом рассеивания отражателя можно добиться требуемого результата.

Светильники направленного света с металлогалогенными лампами

Светильники с металлогалогенными лампами наибольшее применение нашли в освещении торговых и выставочных площадей, офисов и даже музеях. Светильники легко монтируются в подвесной потолок и световой поток, благодаря специальному устройству может быть ориентирован (для поворотных моделей) в нужном направлении и имеют самые разнообразные варианты дизайна. В этих осветительных приборах используются металлогалогенные лампы, световой поток которых формируется с разным углом рассеивания специальными, входящими в состав светильников отражателями. Металлогалогенные лампы обладают выcoкoйэнepгeтичecкoйэффeктивнocтью и надeжнocтью в тeчeниeдлитeльнoгocpoка.

Светильники с компактными люминесцентными лампами

Компактная люминесцентная лампа находит все больше применение в освещении помещений. Благодаря длительному сроку службы, эффективности и энергосберегающим качествам эти источники света являют собой оптимальнейшее решение для оснащения общим освещением как больших, так и малых площадей. Светильники, представленные в этой группе также относятся к светильникам направленного света, т.к. оснащены отражателями и просты в установке и обслуживании.

Светильники для подвесных потолков

Семейство наиболее распространенных светильников устанавливаемых в подвесные, модульные потолки и потолки грильято. Светильники этой группы представлены несколькими типами: светильники для потолков грильято, растровые светильники, светильники отраженного и комбинированного света, светильники с ассиметричным отражателем и рассеивателями. В данных используются линейные люминесцентные лампы Т8, в наиболее современных моделях применяются люминесцентные лампы Т5.

Люминесцентные светильники для линейных ламп Т8

Семейство наиболее популярных светильников под люминесцентную лампу Т8, диаметром 26 мм с цоколем G13. Представленные модели выполнены в разном стиле и с помощью различных материалов с открытыми и закрытыми рассеивателями лампами, но объединяет их все наличие электронного ПРА. Именно с помощью электронного пускорегулирующего устройства, которое заменяет прежние дроссель, конденсатор и стартер, возможно, добиться наибольшего качества света, экономии энергии и увеличения срока службы лампы. Светильники этой группы находят самое разное применение и в интерьерах помещений и даже в мебели.

Люминесцентные светильники для линейных ламп Т4

Производство более компактных линейных люминесцентных ламп, по сравнению с лампами Т8, а также использование электронных ПРА позволило производителям сделать светильник еще меньше и дополнить его различными устройствами, что существенно расширило его использование в мебели и мебельных конструкциях. Благодаря установленным на торцах разъемам, появилась возможность соединять несколько светильников в единую линию, подключая только с одной стороны. Установленные же на светильниках микровыключатели существенно упростили эксплуатацию. Корпус светильников выполнен из термостойкого пластика и изготавливается с открытой, либо закрытой специальнымрассеивателем лампой.