Под понятием искусственное освещение подразумевается получение света от неестественных источников (ламп). Данное освещение сегодня осуществляется в основном двумя типами: с использованием люминесцентных ламп или ламп накаливания . В народе люминесцентные источники света часто еще называют «экономками», из-за их низкого потребления электроэнергии. Сейчас представлен широкий выбор спектров видимого излучения такого вида ламп, найти можно лампы дневного света, белого либо тепло-белого. Обладая достаточно высокой светоотдачей, люминесцентные лампы излучают равномерно мягкий свет.

На рисунке представлены фото лампы накаливания, люминесцентной и светодиодной ламп.

Не всем известен тот факт, что на солнечный свет похож больше именно люминесцентный свет и он полезнее для зрения. Хотя лампы накаливания у людей создают ощущение комфорта, они горят очень ярко, но полученного света отдают гораздо меньше при этом, чем люминесцентные.

Существует также немало других типов источников искусственного света : натриевые, галогенные, ртутные, которые по разным причинам широкого применения не получили.

На смену «экономкам» в последнее время пришли светодиодные типы ламп , обладающие отличными характеристиками, однако в быту их пока применяют редко, так как они имеют высокую стоимость.

Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп .

Нормы освещенности или сколько требуется человеку света?

Если излучаемый источником освещения свет раздражает сетчатку человеческого глаза, то такой свет считается некачественным. Не всегда наилучшим вариантом может быть самая дорогая лампа, к примеру, фитолампы стоят достаточно дорого, но для людей они не подходят. Единицей измерения освещения принято считать - 1 люкс (лк). Разницы между 100 и 200 Лк человеческий глаз не улавливает, но при этом организм может пострадать. Во дворе в солнечную погоду может быть 100.000 Лк, а возле окна - только 100 Лк, но такой колоссальной разницы человек не заметит. Это приводит ктому, что людям часто катастрофически не хватает света у себя дома.

Зависит норма освещенности от того, для каких целей будет использоваться помещение. Должно быть больше всего света - 200 Лк в гостиных, кухнях, ванных комнатах и гардеробах. По санитарным нормам на лестничных пролетах искусственное освещение необходимо устанавливать с источником света, излучающим 150 Лк, а в коридорах, прихожих и комнатах отдыха достаточно 100 Лк. Для чтения требуется освещение 30−50 Лк.

Для нежилых помещений устанавливаются другие нормы . Чтобы пребывание в спортзале было наиболее комфортным, должен быть уровень света выше 300 Лк, для офисов нужно от 300 до 500 Лк, на складе же хватит и 200 Лк.

Ради экономии электричества, приведены данные минимальные нормы, но этого освещения некоторым людям может быть недостаточно, поэтому в таких случаях, искусственное освещение подбирается индивидуально, принимая нормы во внимание.

Основные виды искусственного освещения.

В зависимости от места нахождения источника света, принято различать несколько основных видов искусственного освещения :

Акцентное;

Локальное;

Декоративное.

Свет равномерно рассеивается по всему помещению при общем освещении. Люстра посредине потолка - это стандартный вариант общего освещения, хотя в определенной точке свет может быть ярче, происходит освещение всего помещения. Светильников иногда бывает несколько штук, тогда для правильного распределения света, их располагают через равные промежутки друг от друга.

Локальное искусственное освещение предполагает выделение определенной зоны при помощи светильника, который располагается на конкретном участке: над рабочим или кухонным столом, а также на стене. Необходимым количеством света позволяет обеспечить нужную зону локальное расположение ламп, поэтому данный тип освещения получил широкое применение в офисах, школах, больницах или на производствах.

Когда же выполняется совместное применение общего и локального искусственного освещения , такой вид освещения называется комбинированным .

Пример локального освещения в спальне над кроватью.

Акцентное освещение применяют, чтобы привлечь внимание людей к отдельным предметам. Такой тип освещения наиболее часто применяется для оснащения витрин магазинов, автосалонов, музеев или арт-галерей.

Было доказано при проведении исследований, что наличие в торговых точках акцентного освещения, помогает на 30% повысить продажи. Создается такое освещение благодаря использованию прожекторов (для внешнего и внутреннего подсвечивания) и светильников направленного света. С целью акцента на конкретные предметы, существует несколько типов акцентного освещения: галогенный , светодиодный , металлогалогенный и люминесцентный .

Декоративный вид освещения используют для создания праздничной атмосферы и украшения помещения, иллюминацию при этом можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Обычные или ленточные светодиоды и прожектора применяют с этой целью.

Виды искусственного освещения по направлению светового потока.

Освещение общего типа предназначается для того, чтобы было комфортно и светло во всем помещении, оно бывает нескольких типов: прямое (направленное), непрямое, смешанное, рассеянное.

При прямом или направленном освещении источник света направляется на определенную поверхность или объект, благодаря чему они визуально увеличиваются. Такого эффекта можно добиться при помощи настольных ламп, светильников-плафонов, некоторых встроенных или подвесных моделей осветительных приборов.

Непрямое освещение также называют отраженным, так как свет, который излучается располагающимися по периметру помещения софитами, отбивается от стен и потолка, освещая равномерно помещение. Благодаря использованию непрямого освещения, пространство вокруг кажется невесомым, а дом - комфортным.

При рассеянном освещении свет равномерно рассеивается во всем помещении (радиус может быть 360 градусов), проходя через полупрозрачный плафон. Такой эффект можно получить при использовании люстр или подвесных светильников.

Смешанное освещение сочетает в себе все виды перечисленного освещения, но свет при этом распространяется в нескольких направлениях.

Сочетание рассеянного и непрямого освещения.

Функциональное назначение видов искусственного освещения.

Искусственное освещение на производственных объектах используется достаточно широко, оно подразделяется на виды в зависимости от области его назначения. Принято выделять такие виды систем искусственного освещения : рабочие , аварийные и охранные.

Рабочее освещение в здании и на прилегающей территории обеспечивает нормальные условия труда.

Подсветку границ территории охраняемого объекта предполагает охранное освещение.

Аварийное освещение предусматривает при повреждении основного источника питания, подключение системы освещения к генератору или другому альтернативному источнику. Очень важную роль играет данный тип освещения при возникновении чрезвычайных ситуаций, этим типом освещения обязательно должны быть оснащены больницы, вокзалы, школы, промышленные и другие стратегические объекты. Аварийные светильники могут осуществлять работу от центральной аварийной системы или же автономно (от аккумулятора установленного внутри). В жилых домах аварийное освещение устанавливается редко, хотя это могло бы многих проблем помочь избежать. Часто при временных отключениях электроэнергии бывают случаи травматизма на лестничных пролетах.

Указатель аварийного освещения.

Итак, функции излучаемого света очень разные, а от правильного выбора типа освещения зависит не только здоровье человека, но и безопасность.

При недостаточном естественном освещения или 3 темное время суток применяется искусственное освещение. Оно создается искусственными источниками света и делится на рабочее, аварийное, эвакуационное (аварийное освещение для эвакуации), охранное. При необходимости часть светильников того или иного вида освещения может использоваться для дежурного освещения.
Рабочее освещение делится на общее и комбинированное. При общем освещении светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее рабочее равномерное освещение) или с учетом расположения оборудования и рабочих мест (общее рабочее локализованное освещение).
Комбинированное освещение — это сочетание общего освещения с местным. Местное освещение позволяет получить концентрирующий световой поток непосредственно на рабочей поверхности. При этом создаваемая на ней освещенность светильниками общего освещения должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения.
Аварийное освещение предназначено для обеспечения работы при аварийном отключении рабочего, если связанное с ним нарушение нормального обслуживания оборудования и механизмов может вызвать взрыв, пожар или отравление людей; длительное нарушение технологического процесса; нарушение работы диспетчерских пунктов, насосных установок водоснабжения, канализации, теплофикации, вентиляции, кондиционирования воздуха. Наименьшая освещенность при аварийном режиме в соответствии с отраслевыми нормами должна составлять не менее 5 % освещенности, нормируемой для рабочего общего освещения, при этом не менее 2 лк внутри зданий и 1 лк на территории предприятий.
Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно должно предусматриваться в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей; при числе эвакуирующихся более 50 человек; по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 человек; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью нанесения травм работающим оборудованием.
Эвакуационное освещение должно обеспечивать на полу проходов и ступенях лестниц освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и не менее 0,2 лк на открытых территориях.
Для аварийного и эвакуационного освещения не допускается применение ксеноновых ламп, ДРЛ, металлогалогенных, натриевых ламп высокого давления, а должны применяться лампы накаливания и люминесцентные (последние при минимальной температуре воздуха не менее 5"С).
Светильники аварийного и эвакуационного освещения должны присоединяться к сети, не зависящей от сети рабочего освещения. Светильники аварийного освещения должны отличаться от применяемых для рабочего освещения типом, размером и иметь специальные знаки.
В нерабочее время, совпадающее с темным временем суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное, искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.
Для освещения помещений следует прежде всего использовать газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, дуговые ртутные лампы, металлогалогенные, натриевые, ксеноновые).
Лампы накаливания хотя и просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, имеют ряд существенных недостатков. К ним относятся малая световая отдача (7—20 лм/Вт), низкий КПД (10—13%), малый срок службы (800—1000 ч). Кроме того, спектр излучение отличается от дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что ведет к недостаточному восприятию человеком цветов окружающих предметов. Применение ламп накаливания допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования газоразрядных источников света.
Наиболее благоприятными с гигиенической точки зрения и более экономичными являются люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы дневного света (ЛД) и дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ) имеют голубоватый цвет свечения, по спектру наиболее приближающийся к дневному свету. Лампы белого света (ЛБ) имеют слегка желтоватый оттенок, тепло-белого цвета (ЛТБ)—розоватый, а лампы холодно-белого цвета (ЛХБ) занимают промежуточное положение между лампами ЛБ и ЛД. Лампы ЛХБ рекомендуется применять в производственных помещениях с повышенными температурами воздуха, например в пекарных за-ла\ хлебозаводов, варочных цехах пивоваренных заводов. Если по условиям технологического процесса в цехах поддерживаются низкие температуры, например лагерный цех пивоваренного завода, в них рекомендуется использовать лампы ЛТБ.
Люминесцентные лампы в 2,5—3 раза экономичнее ламп накаливания, имеют увеличенный до 5000—10000ч срок службы и до 78 лм/Вт светоотдачу. Низкая температура поверхности, на 5°С превышающая температуру воздуха в помещении, обеспечивает повышенную пожаробезопасность. Для этих ламп характерны более низкие яркость и слепящее действие. К недостаткам оросятся пульсации светового потока; стробоскопический аффект, вследствие чего одновременно видно изображение нескольких предметов, искажается представление о направлении н скорости движения, вращающиеся части машин могут казаться неподвижными; дорогостоящая и относительно сложная схема включения; значительная отраженная блесткость, снижающая видимость из-за чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуализирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном; чувствительность к колебаниям окружающей температуры (оптимальная температура 20—25°С), изменение которой сопровождается уменьшением светового потока.
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) имеют большую мощность (250—1000 Вт). Они предназначены для освещения производственных помещений высотой 6 м и более, а также открытых пространств. Современные ДРЛ обладают хорошими эксплуатационными свойствами, высокой световой отдачей (до 55 лм/Вт), большим сроком службы. Их недостатком является большой период (5—7 мин) разгорания после включения и отсутствие в спектре светового потока желто-красных составляющих. Частично это исправляется применением люминофоров на внешней колбе лампы.
Весьма перспективными являются металлогалогенные дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРИ. В этих лампах наряду с потоком от ртутного разряда используются излучения от разряда в среде галогенных соединений щелочных и редкоземельных металлов (особенно их йодистых соединений).
По своей конструкции лампы ДРИ отличаются от ДРЛ отсутствием люминофорного слоя на внешней колбе. Они характеризуются высокой световой отдачей (до 100 лм/Вт) и лучшим спектральным составом света (цветность излучения примерно соответствует цветности люминесцентных ламп ЛХБ). Срок службы ламп ДРИ до 5000 ч.
При выборе источника света всегда надо иметь в виду, что разные типы газоразрядных ламп характеризуются разными коэффициентами пульсации. Например, для люминесцентных ламп ЛД этот коэффициент в среднем составляет 50 %, а для ДРЛ —65 %. Для сравнения коэффициент пульсации ламп накаливания 7%.
Для люминесцентных ламп применяются преимущественно многоламповые светильники, что дает возможность использовать специальные схемы включения для уменьшения пульсации светового потока и исключающие стробоскопический эффект.
Вышедшие из строя люминесцентные и другие ртутные лампы не должны бесконтрольно выбрасываться, они подлежат утилизации. В каждой такой лампе.имеется то или иное количество металлической ртути, которая при механическом разрушении лампы загрязняет окружающую Среду (воздух, почву), что чрезвычайно опасно для здоровья людей. Поэтому до утилизации неисправные лампы хранят на складах. Перед вывозом ламп на свалку ртуть из них должна быть изъята или нейтрализована.

Рис. 50. Схемы определения защитного угла светильника:
а — с ДРЛ; б, в — с трубчатыми лампами

Источники искусственного света должны обязательно располагаться в осветительной арматуре. Их совокупность называют светильником. Светильники обеспечивают требуемое направление светового потока на рабочие поверхности, защиту глаз от слепящего действия ламп, их предохранение от загрязнений, механических повреждений и неблагоприятного воздействия внешней среды.
Светильники в зависимости от распределения светового потока в пространстве подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света. Первые направляют вниз не менее 90 % всего светового потока, вторые — 40—60% в обе стороны, а третьи — не менее 90 % вверх.
Большое значение для ограничения ослепленности, создаваемой светильниками, имеет защитный угол, создаваемый отражателем (рис. 50), а в светильниках с люминесцентными лампами-планками экранирующей решетки. Защитный угол не должен превышать 30°.
В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные, взрывобезопасные.

Введение

1. Виды искусственного освещения

2 Функциональное назначение искусственного освещения

3 Источники искусственного освещения. Лампы накаливания

3.1.Типы ламп накаливания

3.2. Конструкция лампы накаливания

3.3. Преимущества и недостатки ламп накаливания

4. Газоразрядные лампы. Общая характеристика. Область применения. Виды

4.1. Натриевая газоразрядная лампа

4.2. Люминесцентная лампа

4.3. Ртутная газоразрядная лампа

Список литературы

Введение

Назначение искусственного освещения - создать благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении все предметы выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

При зажигании фитиля возникает светящееся пламя. Пламя испускает свет только тогда, когда твердое тело нагревается этим пламенем. Не горение порождает свет, а лишь вещества, доведенные до раскаленного состояния, излучают свет. В пламени свет излучают раскаленные частички сажи. В этом можно убедиться, если поместить стекло над пламенем свечи или керосиновой лампы.

На улицах Москвы и Петербурга осветительные масляные фонари появилось в 30-х годах XVIII века. Затем масло заменили спиртово-скипидарной смесью. Позднее, в качестве горючего вещества, стали использовать керосин и, наконец, светильный газ, который получали искусственным путем. Световая отдача таких источников была очень мала из-за низкой цветовой температуры пламени. Она не превышала 2000К.

По цветовой температуре искусственный свет сильно отличается от дневного, и это различие давно было замечено по изменению цвета предметов при переходе от дневного к вечернему искусственному освещению. В первую очередь было замечено изменение цвета одежды. В ХХ веке с широким распространением электрического освещения изменение цвета при переходе к искусственному освещению уменьшилось, но не исчезло.

Сегодня редкий человек знает о заводах, производивших светильный газ. Газ получали при нагревании каменного угля в ретортах. Реторты - это большие металлические или глиняные полые сосуды, которые наполняли углем и нагревали в печи. Выделившийся газ очищали и собирали в сооружениях для хранения светильного газа - газгольдерах.

Более ста лет назад, в 1838 году, «Общество освещения газом Санкт-Петербурга» построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных городах России появились газгольдеры. Газом освещали улицы, железнодорожные станции, предприятия, театры и жилые дома. В Киеве инженером А.Е.Струве газовое освещение было устроено в 1872году.

Создание электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило широко использовать возможности электричества. В первую очередь изобретатели позаботились об источниках света и обратили внимание на свойства электрической дуги, которую впервые наблюдал Василий Владимирович Петров в 1802 году. Ослепительно яркий свет позволял надеяться, что люди смогут отказаться от свечей, лучины, керосиновой лампы и даже газовых фонарей.

В дуговых светильниках приходилось постоянно пододвигать поставленные «носами» друг к другу электроды - они достаточно быстро выгорали. Сначала их сдвигали вручную, затем появились десятки регуляторов, самым простым из которых был регулятор Аршро. Светильник состоял из неподвижного положительного электрода, закрепленного на кронштейне, и подвижного отрицательного, соединенного с регулятором. Регулятор состоял из катушки и блока с грузом.

При включении светильника через катушку протекал ток, сердечник втягивался в катушку и отводил отрицательный электрод от положительного. Дуга поджигалась автоматически. При уменьшении тока втягивающее усилие катушки уменьшалось и отрицательный электрод поднимался под действием груза. Широкого распространения эта и другие системы не получили из-за низкой надежности.

В 1875 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение. Он расположил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело колоссальный успех, и «свеча Яблочкова» или «Русский свет» нашел широкое распространение в Европе.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

1. Виды искусственного освещения

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий.

2. Функциональное назначение искусственного освещения

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее , дежурное , аварийное .

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

3. Источники искусственного освещения . Лампы накаливания.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

Лампа нака ливания -- электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (тело накал- проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры). В качестве материала для изготовления тела накала в настоящее время применяется практически исключительно вольфрам и сплавы на его основе. В конце XIX - первой половине XX в. Тело накала изготавливалось из более доступного и простого в обработке материала -- углеродного волокна.

3.1. Типы ламп накаливания

Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания:

вакуумные , газонаполненные (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные , с криптоновым наполнением .

3.2. Конструкция лампы накала

Рис.1 Лампа накаливания

Конструкция современной лампы. На схеме: 1 - колба; 2 - полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 - тело накала; 4, 5 - электроды (токовые вводы); 6 - крючки-держатели тела накала; 7 - ножка лампы; 8 - внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 - корпус цоколя; 10 - изолятор цоколя (стекло); 11 - контакт донышка цоколя.

Конструкции лампы накала весьма разнообразны и зависят от назначения конкретного вида ламп. Однако общими для всех ламп накала являются следующие элементы: тело накала, колба, токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

3.3. Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества:

Малая стоимость

Небольшие размеры

Ненужность пускорегулирующей аппаратуры

При включении они зажигаются практически мгновенно

Отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

Возможность работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном

Возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

Отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе

Непрерывный спектр излучения

Устойчивость к электромагнитному импульсу

Возможность использования регуляторов яркости

Нормальная работа при низкой температуре окружающей среды

Недостатки:

Низкая световая отдача

Относительно малый срок службы

Резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения

Цветовая температура лежит только в пределах 2300--2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок

Лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт -- 145°C, 75 Вт -- 250°C, 100 Вт -- 290°C, 200 Вт -- 330°C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

Световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4%

4. Газоразрядные лампы . Общая характеристика. Область применения. Виды.

В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами. Подразделяются на разрядные лампы высокого и низкого давления. Подавляющее большинство разрядных ламп работают в парах ртути. Обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. Эффективность измеряется отношении люмен/Ватт.

Разрядные источники света (газоразрядные лампы) постепенно вытесняют привычные ранее лампы накаливания, однако недостатками остаются линейчатый спектр излучения, утомляемость от мерцания света, шум пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), вредность паров ртути в случае попадания в помещение при разрушении колбы, невозможность мгновенного перезажигания для ламп высокого давления.

В условиях продолжающегося роста цен на энергоносители и удорожания осветительной арматуры, ламп и комплектующих все более насущной становится потребность во внедрении технологий, позволяющих сократить непроизводственные затраты.

Общая характеристика газоразрядных ламп

Срок службы от 3000 часов до 20000.

Эффективность от 40 до 150 лм/Вт.

Цвет излучения: тепло-белый (3000 K) или нейтрально-белый (4200 K)

Цветопередача: хорошая (3000 K: Ra>80) , отличная (4200 K: Ra>90)

Компактные размеры излучающей дуги, позволяют создавать световые пучки высокой интенсивности

Области применения газоразрядных ламп.

Магазины и витрины, офисы и общественные места

Декоративное наружное освещение: освещение зданий и пешеходных зон

Художественное освещение театров, кино и эстрады (профессиональное световое оборудование)

Виды газоразрядных ламп.

Наибольшей эффективностью, на сегодняшний день, обладают лампы разрядные в парах натрия . Кроме этого вида разрядных ламп широко распространены люминесцентные лампы (разрядные лампы низкого давления), металлогалогенные лампы , дуговые ртутные люминесцентные лампы . Меньше распространены лампы в парах ксенон а .

4.1. Натриевая газоразрядная лампа

Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) - электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия; лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Эта специфическая особенность НЛ (монохроматичность излучения) вызывает при освещении ими неудовлетворительное качество цветопередачи. Из-за особенностей спектра НЛ применяются в основном для уличного освещения, утилитарного, архитектурного и декоративного. Применение НЛ для освещения производственных и общественных зданий крайне ограничено и обуславливается, как правило, требованиями эстетического характера.

В зависимости от величины парциального давления паров натрия лампы подразделяют на натриевые лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

Исторически первыми из натриевых ламп были созданы натриевые лампы низкого давления (НЛНД) . В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ламп ДРЛ, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД.

НЛНД отличаются рядом особенностей, существенно затрудняющих как их производство, так и эксплуатацию. Во-первых, пары натрия при высокой температуре дуги весьма агрессивно воздействуют на стекло колбы, разрушая его. Из-за этого горелки НЛНД обычно выполняются из боросиликатных стёкол. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима горелки последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса».

Создание натриевых ламп высокого давления (НЛВД) потребовало иного решения проблемы защиты материала горелки от воздействия паров натрия: была разработана технология изготовления трубчатых горелок из оксида алюминия Al2O3. Такая керамическая горелка из термически и химически устойчивого и хорошо пропускающего свет материала помещается во внешнюю колбу из термостойкого стекла. Полость внешней колбы вакуумируется и тщательно дегазируется. Последнее необходимо для поддержания нормального температурного режима работы горелки и защиты ниобиевых токовых вводов от воздействия атмосферных газов.

Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» -- безртутные.

4.2. Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа -- газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Люминесцентные лампы -- наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп -- избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

4.3. Ртутная газоразрядная лампа

Ртутные г азоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин "разрядная лампа", включенный в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению.

В зависимости от давления наполнения различают разрядные лампы низкого давления (РЛНД),разрядные лампы высокого давления (РЛВД) и разрядные лампы сверхвысокого давления (РЛСВД).

К разрядным лампам низкого давления относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для разрядных ламп низкого давления эта величина составляет порядка 100 кПа, а для разрядных ламп сверхвысокого давления - 1 МПа и более.

Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются разрядные лампы высокого давления типа ДРЛ.

ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминофорная) - принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы.

Устройство лампы ДРЛ

Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использования пускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой.

Рис.1 Ртутная лампа высокого давления.

Четырёхэлектродная лампа ДРЛ состоит из внешней стеклянной колбы (1), снабжённой резьбовым цоколем (2). На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка) (3), наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды (4) и расположенные рядом с ними вспомогательные(зажигающие) электроды (5). Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце разрядной трубки основным электродом через токоограничвающее сопротивление (6). Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной.

В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродныелампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.

Принцип действия

Горелка лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики) и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости разрядной трубки достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10 - 15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды - чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового (а не белого как принято считать) цвета, а также мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 - 15% допустимо и сопровождается изменением светового потока лампы на 25 - 30%. При уменьшении напряжения питания менее 80% номинального лампа может не зажечься, а горящая - погаснуть.

При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы. Поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления, поскольку даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

Традиционные области применения ламп ДРЛ

Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

Список литературы 1. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2/ П.Г. Белов, А.Ф. Козьяков. С.В. Белов и др.; Под ред. С.В. Белова. - М.: ВАСОТ. 1993.2. Безопасность жизнедеятельности/ Н.Г. Занько. Г.А. Корсаков, К. Р. Малаян и др. Под ред. О.Н. Русака. - С.-П.: Изд-во Петербургской лесотехнической академии, 1996.3. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Энергоатомиздат, 1995.

Освещение является неотъемлемой и довольно важной составляющей современного интерьера. При помощи света можно управлять формой и цветом предметов, зрительно увеличивать или уменьшать пространство. Грамотно подобранное и размещенное осветительное оборудование способно придать помещению определенное настроение и стилистику. При этом нужно учитывать не только эстетическое, но и функциональное назначение освещения.Для начала, рассмотрим основные типы освещения.

Естественное освещение

Естественное освещение – освещение созданное естественным путем, то есть солнцем (это могут быть как прямые солнечные лучи, так и отраженный свет) и проникающее через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Помещения с постоянным пребыванием людей должны, как правило, иметь естественное освещение.

Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее с боковым), в зависимости от расположения световых проемов во внешних стенах или крыше.

Максимальная освещенность от солнца – 100000 люкс, минимальная определяется ночью при полной луне и ровна – 0,1 люкс. Считается, что наиболее благоприятна для человека освещенность в 200 люкс.

Очень часто потребители путают люмены и люксы. Подробнее о переводе ватт в люксы и люмены в

Совмещенное освещение

Совмещенное освещение - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. Расчет и нормы освещенности в жилых и общественных помещениях есть в .

Искусственное освещение

Искусственное освещение – освещение созданное искусственными источниками света. Может быть общим, местным (локальным) или комбинированным.

Для создания общего освещения, его еще называют «верхний свет», светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Общее освещение в интерьере объединяет все пространство в единое целое и по своей интенсивности должно приближаться к естественному.

Местное освещение (или локальное) - освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на освещаемых поверхностях. Такие островки света придают помещению декоративность и могут использоваться при зонировании.

Комбинированное освещение - освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. На практике чаще всего используется именно этот тип.

Искусственное освещение так же подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Рабочее освещение - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение - освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения.

Дежурное освещение - освещение в нерабочее время.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, дежурное и охранное.
Рабочее освещение – освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.
Аварийное освещение , в свою очередь, подразделяется на эвакуационное и освещение безопасности.
Эвакуационное освещение – освещение, предназначенное для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях – 0,5 лк, на открытых территориях – 0,2 лк.
Освещение безопасности – освещение, необходимое для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Оно предусматривается в случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительный сбой технологического процесса, нарушение работы объектов, обеспечивающих жизнедеятельность населения. Освещение безопасности должно обеспечивать на рабочих поверхностях наименьшую освещенность в размере 5 % от рабочего, но не менее 2 лк внутри здания и 1 лк – на территории предприятия.
Дежурное освещение предназначено для освещения помещений в нерабочее время.
Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в разное время. При этом освещенность должна быть не менее 0,5 лк.
Искусственное освещение обеспечивается системами общего или комбинированного освещения. Общее освещение подразделяется на общее равномерное, которое устраивается без учета расположения рабочих мест, и общее локализован-ное, при котором размещение светильников связано с расположением оборудования и рабочих мест. При первом – высота подвески светильников, тип светильников, мощность ламп и т.д. принимаются одинаковыми, при втором – перечисленные характеристики могут быть различными.
Если по характеру выполняемой работы требуется усиленное освещение рабочего места, а общего освещения недостаточно, то в этом случае устраивается дополнительное местное освещение. Одновременное общее и местное освещение носит название "комбинированное".
При искусственном освещении рабочих мест нормируется минимальная освещенность рабочей поверхности в зависимости от разряда и подразряда выполняемой работы. Нормативные значения минимальной освещенности приведены в СНБ 2.04.05-98.
Нормы освещенности следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:
а) при работах I – VI разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;
б) при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах, гильотинных ножницах и т.п.);
в) при специальных повышенных санитарных требованиях (например, на предприятиях пищевой и химико-фармацевтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения – 500 лк и менее;
г) при работе или производственном обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения – 300 лк и менее;
д) при отсутствии в помещении естественного света и по-стоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения – 750 лк и менее;
е) при наблюдении деталей, вращающихся со скоростью, равной или более 5000 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью, равной или более 1,5 м/мин;
з) в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.
При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.
В помещениях, где выполняются работы IV-VI разрядов, их нужно снижать на одну ступень при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания.
При выполнении в помещениях работ I-III, IVа, IVб, IVв, Vа разрядов следует применять систему комбинированного освещения. Предусматривать систему общего освещения допускается при технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения, согласованных с органами Государственного санитарного надзора.
При наличии в одном помещении рабочих и вспомогательных зон следует предусматривать локализованное общее освещение (при любой системе освещения) рабочих зон и менее интенсивное освещение вспомогательных зон, относя их к разряду VIIIа.
Освещенность рабочей поверхности , создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк при газоразрядных лампах, не менее 75 лк – при лампах накаливания. Создавать освещенность от общего освещения в системе комбинированного более 5000 лк при га-зоразрядных лампах и более 150 лк при лампах накаливания допускается только при наличии обоснований.
В помещениях без естественного света освещенность рабочей поверхности, создаваемую светильниками общего освещения в системе комбинированного, следует повышать на одну ступень.
Отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ I-III разрядов при люминесцентных лампах 1,3, при других источниках света – 1,5, для работ разрядов IV-VII – 1,5 и 2,0 соответственно.
Неравномерность освещенности допускается повышать до 3,0 в тех случаях, когда по условиям технологии светильники общего освещения могут устанавливаться только на площадках, колоннах или стенах помещения.
В производственных помещениях освещенность проходов и участков, где работа не производится, должна составлять не более 25 % от нормируемой освещенности, создаваемой светильниками общего освещения, но не менее 30 лк при лампах накаливания.
Совмещенное освещение.
Совмещенное освещение представляет собой одновремен-ное использование для освещения рабочих поверхностей в те-чение светового дня естественного и искусственного освеще-ния. Оно происходит в помещениях, в которых выполняются работы I–III разрядов, а также в помещениях, где естественного освещения недостаточно, а фактический коэффициент естественной освещенности составляет 80 % и менее от нормативного при боковом освещении, 50 % и менее – при верхнем освещении. Значение КЕО для помещений с совмещенным освещением не может быть меньше определенной величины. Нормативные значения КЕО для таких помещений приведены в СНБ 2.04.05-98.
Для искусственного освещения при совмещенном освещении используется система общего искусственного освещения. Освещенность рабочих поверхностей при совмещенном осве-щении должна быть не ниже нормативных значений при искусственном освещении.