Источники света

Источники света подразделяются на естественные (Солнце) и искусственные.

Зрительный аппарат человека создавался природой в течение длительного времени при практически одинаковом спектре электромагнитного излучения Солнца. Поэтому зрительный аппарат человека полностью адаптировался к спектру солнечного излучения в видимой оптической области от 0, 38 до 0, 76 мкм.

Наибольшая относительная интенсивность солнечного излучения приходится на длину волны 0, 555 мкм. (рис. 1, желтовато-зеленый цвет). Так же и наибольшая относительная чувствительность глаз человека приходится на эту волну. Относительная чувствительность глаз человека полностью соответствует относительной интенсивности излучения Солнца. Поэтому наиболее рациональным является естественный источник света. В связи с тем, что естественный источник света действует непродолжительное время в течение суток, возникла необходимость в создании искусственных источников света.

При создании искусственных источников света необходимо стремится к тому, чтобы их спектр излучения приближался к солнечному (излучающая поверхность Солнца имеет температуру около 6000 °С)

Рис. 1. Относительная интенсивность спектра солнечного излучения и чувствительность восприятия света зрительным аппаратом

В настоящее время промышленностью выпускаются искусственные источники света: тепловые и газоразрядные. К тепловым относятся лампы накаливания, спектр излучения которых (рис.1., кривая л.н.) значительно отличается от естественного света и сдвинута в красную область. Различать цвета, а особенно цветовые оттенки, затруднительно. КПД ламп накаливания не превышает 3%, средний срок службы не более 1000 ч. Поэтому лампы накаливания не рекомендуется применять для освещения производственных и общественных помещений.

Техническая характеристика некоторых ламп накаливания приведена в табл. 1.

Таблица 1.

Характеристика ламп накаливания

Маркировка ламп: В – вакуумная, Г – газонаполненная, Б – бесспиральная, БК – бесспиральная криптоновая.

Газоразрядные лампы выпускаются следующих типов: люминесцентные, дуговые ртутные высокого давления ДРЛ, металлогалогенные ДРИ, ксеноновые трубчатые ДКсТ, натриевые ДНА и др.

Люминесцентные лампы выпускаются пяти типов: белого света ЛБ, теплобелого света ЛТБ, холоднобелого света ЛХБ, дневного света ЛД, улучшенного спектрального состава ЛДЦ.

Техническая характеристика люминесцентных ламп приведена в табл. 2.

Таблица 2

Средний срок службы люминесцентных ламп составляет 10000 час, КПД – 7-9%. Световая отдача ламп, если отдачу лампы ЛБ принять за 100%, будет: ЛХБ, ЛТБ в среднем 89%, ЛД – 79%, ЛДЦ – 62%.

Люминесцентные лампы типа ЛДЦ следует применять в тех случаях, когда требуется правильное различение цветовых оттенков, а в менее ответственных случаях лампы ЛД, а также ЛХБ. Например, для осветительных установок общего освещения в механических, инструментальных и автоматических цехах, а также в местах сборки мелких изделий, приборов и точных механизмов преимущественно рекомендуется применять лампы типа ЛД.

В остальных случаях рекомендуется применять лампы ЛБ, а в помещениях общественного назначения также лампы типа ЛТБ.

Люминесцентные лампы не рекомендуется применять при высоте подвеса их над рабочей поверхностью свыше 8 -9 м., а также в производствах со значительными тепловыделениями (при температуре окружающего воздуха свыше 25°С), кроме ЛДЦ, ЛД.

Относительные интенсивности спектров люминесцентных ламп приведены на рис. 2 – сплошные линии и солнечного света – пунктирные линии.

Рис. 2. Относительная интенсивность спектров люминесцентных ламп (сплошные линии) и солнечного света (пунктирные линии)

Лампы ДРЛ, ДРИ применяются в осветительной технике, когда требуется высокая освещенность, но по характеру работы не требуется точного различения цветов и их оттенков. Лампы ДРЛ и ДРИ наиболее целесообразно применять при высоте подвеса свыше 8 – 9 м над рабочей поверхностью. Так, например, одна лампа ДРЛ мощностью 1000 вт создает при высоте подвеса 8 м такую же освещенность, как 18 – 20 люминесцентных ламп по 40 вт или 11 – 12 ламп по 80 вт. Это значительно удешевляет осветительную установку и упрощает ее обслуживание.

Световой поток и зажигание ламп ДРЛ и ДРИ практически не зависят от температуры окружающего воздуха. Поэтому эти лампы целесообразно применять для освещения помещений с большими тепловыделениями (температура воздуха выше 25°С), когда не требуется точного различения цветов и оттенков. Например, в плавильно-заливочных отделениях литейных цехов, в доменных и сталеплавильных цехах и т.д.

На открытых пространствах промышленных предприятий, где производятся работы в темное время суток и требуется повышенная освещенность, экономически целесообразно применять лампы ДРЛ ДРИ.

Техническая характеристика ламп ДРЛ приведена в табл. 3, ламп ДРИ в табл. 4.

Таблица 3

Характеристика ламп ДРЛ

Таблица 4.

Характеристика ламп ДРИ

Срок службы ламп ДРЛ, ДРИ составляет 6000 – 10000 часов, КПД в среднем 6 – 8 %. Относительная спектральная интенсивность излучения ламп ДРЛ (рис.3 сплошная линия) значительно отличается от солнечной (пунктирная линия).

Рис. 3. Относительная интенсивность спектра ламп ДРЛ (сплошная линия)

Лампы ДРЛ и ДРИ не рекомендуется применять для аварийного освещения, т.к. они после включения выходят на нормальный режим работы в течение 5 – 15 минут.

Ксеноновые лампы – разряд происходит в инертном газе ксеноне при давлении 10 атм. Излучение этих ламп – с непрерывным спектром от ультрафиолетовой до ближайшей инфракрасной области. Излучение ксеноновых ламп в видимой области соответствует естественному дневному свету и цветопередача практически не отличается от таковой при дневном свете.

Ксеноновыми лампами целесообразно освещать крупные строительные и промышленные площадки, железнодорожные станции, морские порты, площади и широкие проезды городов, выставочные и спортивные сооружения, высокие цехи промышленных предприятий, карьеры, отвалы и т.п.

Характеристика ксеноновых ламп приведена в табл. 5.

Таблица 5.

Характеристика ксеноновых ламп.

Индекс «В» у ксеноновых ламп обозначает – их охлаждение дисцилированной водой.

К.П.Д ксеноновых ламп находится в пределах 4 – 6 %.

Натриевые лампы являются наиболее эффективными газоразрядными лампами. Их световая отдача достигает 100 ЛМ/Вт, но излучаемый этими лампами почти монохромотический желто-зеленый свет сильно искажает цветопередачу, что значительно ограничивает область их применения. Натриевые лампы рекомендуется использовать для освещения ответственных участков автострад и шоссейных дорог, что позволяет сократить расход электроэнергии в 4-5 раз по сравнению с лампами накаливания. Особенно ценным является при использовании натриевых ламп для освещения дорог потому, что их свет довольно хорошо виден при туманной погоде.

Натриевые лампы целесообразно применять также и в некоторых установках внутреннего освещения в условиях насыщенности воздуха паром, дымом, так как свет натриевых ламп относительно хорошо виден при туманной погоде.

Промышленностью выпускаются натриевые лампы типа ДНАО-140 мощностью 140 Вт со световым потоком 10000лм, сроком службы 12000 час и К.П.Д 11-13 %.

Искусственные источники света работают на переменном токе, поэтому излучаемый ими световой поток пульсирует. Коэффициент пульсаций светового потока (табл. 5-а) показывает, что он наибольший у ламп ДРЛ, ДРИ и ДКсТ.

Таблица 5-а

Коэффициент пульсации светового потока источников света