Применяемых в осветительных установках

Условные обозначения: ЛН - лампы накаливания (нормальные, зеркальные, прожекторные); ГЛН - галогенные лампы накаливания; ДРЛ - дуговые ртутно-люминесцентные лампы; МГЛ - металлогалогенные лампы; НЛВД - натриевые лампы высокого давления; НЛНД - натриевые лампы низкого давления; ЛЛ - люминесцентные лампы (в том числе компактные ЛЛ).

Примечания: 1. В скобках указаны некоторые прогнозируемые характеристики на ближайшую перспективу. 2. Цветовая температура стандартных ИС: А - 2856 К (свет ЛН); В - 4870 К (свет Солнца); С - 6770 К (свет облачного неба).

* Тело накала на основе полупроводников.

** Для тепловых ИС это условная величина.

Рис. 16 Формы колб и спектр ламп накаливания

Тепловые источники света.

В них свет излучает тепло накала, разогревающееся током в соответствии с законом Джоуля - Ленца (температура превышает 1000⁰; кроме инфракрасных лучей появляются видимые глазом). Законы теплового излучения света изучены на модели абсолютно - чёрного тела (тела, поглощающего все падающие на него лучи). Такое тело имеет непрерывный спектр; цветность излучения резко меняется при изменении температуры; максимум излучения перемещается по спектру, изменяется и величина максимума. При изменении температуры от 3750 до 7800 К максимум остается в области видимого света (при более низких температурах максимум - в области инфракрасной; при более высоких – в ультрафиолетовой). Чем больше доля видимого излучения, тем выше световой кпд (растёт кпд до максимума при 6500 К – примерно температура Солнца). КПД максимально достигает 14% (это предел экономичности тепловых источников света).

Температура теплового источника определяет его цветность, для чего вводится понятие цветовой температуры Т_цв, (при ней цветность абсолютно - чёрного тела совпадает с цветностью данного). Правда, эта величина не полностью определяет качество цветопередачи, которое зависит от спектра излучения.

Лампы накаливания – основной класс тепловых источников света; в них вольфрамовая спираль разогревается до 3000 К (плавление вольфрама происходит при 3653 К). Другой недостаток – малый срок службы.

У ламп накаливания сплошной спектр с максимумом в желто - оранжевой области видимого спектра, что приводит к отличию воспринимаемого цвета от дневного: теплые цвета (красный, оранжевый, коричневый) воспринимаются более яркими, а холодные (зелёный, синий, фиолетовый) – ослабляются; бледно-жёлтый практически не отличается от белого.

Применяя светофильтры и цветные колбы можно повысить цветовую температуру ламп при одновременном уменьшении светового потока на 30 – 35% (температура повышается от 2500-2700 К до 3500 – 4000 К).

Вместе с тем лампы накаливания имеют и ряд преимуществ перед газоразрядными: они дешевле, экологически чище, просты в обслуживании, в сеть включаются без дополнительных устройств, имеют меньшие размеры, дешевле, проще в изготовлении.

Лампы накаливания выпускаются мощностью от 15 до 1500 Вт на напряжение 220 и 127 В, имеющие в обозначении первой букву В – вакуумные; Б – биспиральные; БК – биспиральные криптоновые; г – газонаполненные; ПЖ – прожекторные; ЗК – зеркальные концентрированного светораспределения; ЗС – зеркальные среднего светораспределения; ЗШ – широкого; КГ – галогенные; КГЗ – зеркальные галогенные. У галогенных ламп повышенный срок службы, выпускаются кроме напряжения 220 и 127 В и на напряжения 12, 24 и 36 В.

Газоразрядные источники света.

Их гораздо больше, чем тепловых. В основе – свойство газов светиться в электрическом поле (каждый газ и металл имеет свой цвет свечения). При низком давлении свечение имеет линейчатый спектр, при высоком - спектр приближается к сплошному. Наиболее широко используется ртуть, стекло специальное, пропускающее ультрафиолетовые лучи. При нанесении на внутреннюю поверхность люминофора ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое.

Ртуть при утилизации создает проблемы, однако, они постепенно вытесняют лампы накаливания. Газоразрядные лампы делятся на лампы низкого давления (0, 1 – 10⁴ Па), высокого (3·10⁴ – 10⁶) и сверхвысокого – превышающего 10⁶ Па. По характеру разряда люминесцентные лампы делятся на лампы дугового разряда с горячими катодами и лампы тлеющего разряда с холодными катодами. Изменяя состав люминофора, можно получить любой по цветности спектр.

Основными типами стандартных ламп общего назначения считаются:

ЛД – дневные; ЛХБ – холодно-белые; ЛБ – белые; ЛТБ – тепло-белые; (спектральные характеристики не совпадают со спектром дневного света).

Удовлетворить повышенным требованиям к восприятию цвета способны лампы типа ЛДЦ с улучшенной цветопередачей; перспективны лампы с трехполосной излучательной способностью (три полосы – в красной, зелёной и синей областях спектра; при аддитивном смешивании дают белый свет). Особые зрительные задачи решают с помощью особых ламп: ЛЕ – естественный свет; ЛЕЦ – для передачи цвета лица человека; ЛХЕ и ЛХЕЦ – для больниц; в ряде случаев используют компактные люминесцентные лампы КЛЛ, сочетающие в себе преимущества ламп накаливания и люминесцентных: стандартный цоколь, небольшие размеры, хорошая цветопередача, высокая световая отдача, большой срок службы.

Дуговые ртутно - люминесцентные лампы ДРЛ высокого давления с исправленной цветностью получили широкое распространение. Аналогично лампам ДРЛ созданные металлогалогеновые лампы МГЛ. Конкуренцию им составляют натриевые лампы низкого и высокого давления НЛ НД и НЛ ВД, цена которых в 7 – 10 раз выше цены ДРЛ, но они дают экономию капитальных и эксплуатационных затрат; особое место занимают ксеноновые лампы сверхвысокого давления (разряд высокой яркости, спектр непрерывный и близкий к солнечному).

На практике источники света применяют в комплекте с осветительной арматурой (световые приборы). Световые приборы классифицируют по разным признакам (основному назначению, характеру светораспределению, способу крепления и др.).

Для разных условий эксплуатации светильники изготавливают открытыми или закрытыми; влаго - или пылезащищенными.

По роли в ансамбле можно выделить 4 группы светильников: серийные для общего освещения; осветительные устройства – элементы архитектуры; светильники – скульптуры для украшения и освещения; светящие малые формы (информационные установки, фонтаны, скульптуры, в которых свет – вторичная функция).

Искусственное освещение не зависит от времени года, времени дня, погоды и позволяет обеспечить нормальную деятельность человека при недостатке естественного света. Системы искусственного освещения бывают двух типов: общее (равномерное) и комбинированное (с добавлением к общему дополнительного на рабочих местах).

Нормы искусственного освещения требуют обеспечить зрительную работоспособность с хорошей производительностью труда.

Помещения общественных зданий классифицируют на 4 группы:

1 – помещения с напряженной зрительной работой (классы, читальные залы, проектные и конструкторские бюро и др.).

2 – помещения, в которых зрительная работа связана с различением и наблюдением окружающего пространства (торговые залы, музеи и выставки, залы заседаний и спортивные).

3 – помещения с архитектурно художественными требованиями к восприятию цвета (зрительные залы, зимние сады).

4 – вспомогательные помещения (коридоры, лестничные площадки и др.).

Без светотехники проектирование освещения невозможно.

Рис. 17 Классификация осветительных приборов по основному назначению

Рис. 18 Классификация светильников по светораспределению

При восприятии интерьера важную роль играет фактура материала, применяемого для отделки (отчётливая структура создает иллюзию приближения поверхности и наоборот).

Разновидностью естественного освещения является совмещённое, так как при нём сохраняется преобладающее влияние естественного. Искусственное освещение при совмещенном применяется в виде двух раздельных систем: постоянного в зоне В₂ (работает непрерывно весь день) и включаемого во время сумерек для освещения зоны В₁ (граница между зонами в течение дня изменяет своё положение в зависимости от уровня естественного освещения). Для включения освещения во второй зоне желательно использование автоматических устройств. Значение КЕО для производственных помещений с учётом разряда работ представлено в таблице. Запрещается использовать совмещённое освещение в жилых помещениях, учебных классах, лечебных учреждениях, санаториях и домах отдыха.

4.7. Инсоляция, солнцезащита и светорегулирование.

Инсоляция – суммарное солнечное облучение поверхностей и пространств. Инсоляция – важнейший фактор в формировании климата.

Действие солнечного облучения двояко: оно благотворно и выгодно экономически, но может вызвать перегрев, создать дискомфорт, а ультрафиолетовая переоблученность вызвать заболевание. При перегреве нужны установки искусственного климата в помещениях, требуется создание защитных устройств. Такое единство положительного и отрицательного действия инсоляции отражено в таблице 14.

Таблица 14.