В соответствии с ГОСТ 16703-79 световым прибором (СП) называют устройство, содержащее одну или несколько электрических ламп и светотехническую арматуру, перераспределяющее свет электрических ламп или преобразующее структуру света и предназначенное для освещения или сигнализации.
Различают следующие типы световых приборов:
Светильник – световой прибор ближнего действия;
Прожектор – световой прибор дальнего действия;
Проектор – световой прибор перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности с малым объемом или в малом объеме.
Для систем внутреннего и наружного освещения промышленных предприятий в качестве световых приборов, как правило, применяются светильники.
Важнейшей светотехнической характеристикой светильника является светораспределение, т.е. распределение его светового потока в пространстве. В зависимости от отношения светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, к полному световому потоку светильники подразделяются на пять классов (табл. 6)
Распределение в пространстве силы света светильника характеризуется его фотометрическим телом – частью пространства, ограниченного поверхностью, проведенной через концы радиус-вектора силы света. Сечением фотометрического тела плоскостью, проходящей через ось симметрии источника света, определятся его кривая силы света (КСС). Симметричные светильники в зависимости от формы КСС подразделяются на семь типов. Для описания всего многообразия световых приборов недостаточно только световых КСС, поэтому их уточняют по зоне направлений максимальной силы света и коэффициенту формы КСС, под которым понимается отношение максимальной силы света к среднеарифметической в данной плоскости.
Важной светотехнической характеристикой светильника является коэффициент полезного действия, под которым понимается отношение светового потока светильника, работающего в данных условиях, к световому потоку установленной в нем лампы (ламп).
Защитный угол светильника (γ, γ1 на рис. 8) характеризует зону, в пределах которой глаз наблюдателя защищен от прямого действия лампы. Он заключен между горизонтальной линией, и касательной к святящемуся телу лампы и к краю отражателя или непрозрачного экрана.
Рис. 8. Защитный угол светильников
Конструкция светильников должна соответствовать условиям среды. Минимально допустимую степень защиты светильников для освещения помещений с разными условиями среды (за исключением пожаро- и взрывоопасных зон) следует принимать в соответствии с табл. 7. 14 15
Прожектор представляет собой герметичную рефлекторную осветительную электроустановку. Для обеспечения большей безопасности и возможности использования на улице, прожекторы защищены от повышенного уровня влажности и пыли, от динамического воздействия потоков воды и сильной струи воды. Современные прожекторы проектируются таким образом, чтобы ни сильная струя воды, ни морская волна не могли проникнуть в корпус светильника. Поэтому прожекторы мощностью 1 кВт и 2 кВт, с повышенной степенью защиты , используются для освещения больших открытых пространств. Для освещения железнодорожных и автомобильных развязок, перронов аэровокзалов, морских портов, бассейнов, футбольных полей используются металлогалогенные прожекторы.
Прожектор – световой прибор, перераспределяющий свет лампы (ламп) внутри малых телесных углов и обеспечивающий угловую концентрацию светового потока. В прожекторе световой поток лампы концентрируется в ограниченном пространственном угле с помощью зеркальной или зеркально-линзовой оптической системы
Прожекторы подразделяются на:
Прожекторы дальнего действия (используются в военном деле), подающие круглые, чуть вытянутые, в форме конуса, световые пучки света, вырабатываемые стеклянными параболоидными отражателями диаметром до 3 м.;
Прожекторы заливающего света (для освещения зданий, стадионов, сцен и пр.);
Сигнальные прожекторы (для передачи информации);
Акцентные прожекторы (для акцентного освещения различных объектов).
По типу лам прожекторы бывают: Светодиодные, Металлогалогенные, Ксеноновые, Ртутные; а по применению: театральные, промышленные.
Прожекторы могут служить как для освещения внутри помещения (к примеру, гаражный бокс), так и для наружного освещения.
Проектор – световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора – экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.
Виды проекционных приборов:
Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи лучей света, проходящих через светопроницаемый носитель с изображением. Это самый распространённый вид проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.
Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём проецирования отраженных лучей света. К ним относятся эпископы, мегаскоп.
Эпидиаскопический проекционный аппарат — формирует на экране комбинированые изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов.
Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств:
На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.
Лазерный проектор — выводит изображение с помощью луча лазера.
Выбор осветительных приборов в наше время широк и разнообразен. Приборы различны по своим качествам, видам, функциональности, источникам и типу освещения. Существуют как многофункциональные светильники, так и приборы, предназначенные для освещения отдельных объектов. 16
Чтобы было удобно сравнивать светильники между собой, необходимо иметь несколько общепринятых характеристик, основанных на понятиях о видимом свете. К таким характеристикам относятся: световой поток, сила света, световая отдача, освещенность, цветовая температура, индекс цветопередачи, яркость, светимость, коэффициент пульсаций, показатели ослепленности.
Световой поток представляет собой мощность светового излучения, воспринимаемого человеком как видимый свет. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). Световой поток обычно указывают в характеристиках ламп. Так для люминесцентной лампы мощностью 18 Вт световой поток может достигать 1350 лм, при мощности лампы 36 Вт – 3350 лм и при мощности лампы 58 Вт – 5200 лм.
Определение светового потока светильников осуществляют с помощью гониофотометров и фотометрических шаров в соответствие с ГОСТ Р 54350-2011. Данный стандарт устанавливает требования к методам испытаний осветительных приборов.
Сила света представляет собой отношение направленного светового потока, распространяющегося внутри телесного угла, к величине этого телесного угла. Обозначается буквой I и имеет размерность кандела (кд).
Световая отдача (энергоэффективность). Определяется как отношение светового потока, исходящего от светильника, к электрической мощности, потребляемой светильником от электросети. Измеряется в лм/Вт. Параметр напрямую связан с кпд источника света. Следует иметь в виду, что часто под кпд светильника подразумевают не кпд источника света, а только потери светового потока в плафонах и других конструкциях светильника. У люминесцентных светильников энергоэффективность как правило не менее 30 – 35 лм/Вт, у светодиодных не менее 50 лм/Вт.
Освещенность. Это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Обозначается буквой Е, имеет размерность люкс (лк). 1лк=1лм/м 2 . В отличие от таких характеристик, как световой поток и световая отдача, которые являются характеристиками непосредственно источника света, параметр освещенности показывает, насколько правильно подобраны светильники для данного конкретного помещения. Достаточно освещено рабочее место или нет. При проектировании освещения рассчитывается именно освещенность, которая нормируется в зависимости от вида зрительных работ.
Нормы освещенности помещений различного назначения содержатся в Своде Правил СП 52.13330.2011 (Приложение К). Нормирование освещенности улиц и дорог – в разделе «Освещение селитебных зон» данного СП. Измеряют освещенность специальными приборами – люксметрами. Требования к измерениям установлены в ГОСТ Р 54944-2012 и ГОСТ Р 55707-2013.
Цветовая температура. Любое тело, температура которого выше температуры абсолютного нуля (ноль градусов по Кельвину, или минус 273 градуса по Цельсию) излучает электромагнитные волны, в том числе и видимого глазом диапазона частот. Цветовая температура характеризует спектр излучения исследуемого источника света. Измеряется в градусах Кельвина и показывает, до какой температуры необходимо нагреть абсолютно черное тело, что бы спектр излучения этого абсолютно черного тела соответствовал спектру излучения источника света. Абсолютно черное тело предполагает такое свойство его поверхности, при котором все падающие на него световые лучи поглощаются им без отражения.
Индекс цветопередачи . Этот индекс характеризует естественность и правильность передачи цветов. Обозначается Ra. Имеет максимальное значение 100 (для разных источников света принимает значение от 0 до 100), при котором мы видим цвета такими, как и при солнечном свете. Он показывает, действительно ли мы зеленое увидим как зеленое, а красное как красное. Попробуйте осветить, светлую прозрачную штору экраном телевизора – при изменении картинки на экране цвет штор будет менять оттенок. А для нас важно, что бы мы видели все цвета естественно без искажений.
Хотя в некоторых случаях наоборот важно подчеркнуть некоторые цвета. В таких случаях используют светильники либо с определенной цветовой температурой, либо с цветным излучением.
Яркость . Это отношение силы света в заданном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Определяется как отношение кд/м 2 .
Яркость измеряют яркомерами в соответствие с ГОСТ 26824-2010 и ГОСТ Р 55707-2013. Различают яркость светящихся поверхностей (светильников) и яркость освещенных поверхностей (дорожного покрытия, стен, фасадов зданий).
Светимость . Отношение светового потока к площади излучающей этот поток поверхности. Другими словами плотность светового потока на излучающей поверхности источника излучения, определяется как лм/м 2 .
Коэффициент пульсаций освещенности. Характеризует изменение освещенности, вызванное изменением мгновенного значения напряжения питающей сети.
Кс=100(Еmax-Emin)/2Еср, где Еmax, Emin, Еср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности. Самый большой коэффициент пульсаций (с частотой питающей сети) у люминесцентных ламп, работающих с электромагнитными ПРА.
Методы измерения коэффициента пульсации освещенности установлены в ГОСТ Р 54945-2012.
Показатели ослепленности . Характеризуют слепящее действие, создаваемое светильником. Если сравнить два источника света с одинаковым световым потоком, но с существенно разными площадями излучающих поверхностей, то очевидно, что светильник с меньшей площадью излучающей поверхностью будет иметь большее значение яркости. И вероятность слепящего действия от него будет выше.
Есть такие осветительные устройства, которые потоки света распределяют от источников туда, куда требуется. Они называются Осветительные Приборы (ОП) и делятся на светильники, прожекторы и проекторы.
К светильникам относят те ОП, которые поток света от источника распространяют недалеко. Поэтому освещаются объекты, находящиеся от этих источников света рядом, на близком расстоянии. Светильниками пользуются для освещения чего-либо внутри и снаружи помещения.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп.
Прожекторы испускают свет от источника под узким углом освещения. Это позволяет чётко осветить объекты, которые находятся на большом расстоянии и больших размеров. Прожекторами освещают предметы на улице.
У проекторов назначение не только в том, чтобы осветить поверхность, но и передать на эту поверхность изображение. Ярким примером может служить кинопроектор. Он освещает чётко определённую площадь с заданного пространства. С помощью оптических систем проектор равномерно освещает необходимую поверхность и создаёт на этой поверхности чёткое изображение различного масштаба из одного места в другое.
Параметры приборов освещения.
Первой характеристикой светильников являются кривые силы света. Распределение светового потока определяет его назначение. А оценивается распределение светового потока в пространстве при помощи кривой силы света. Изображается кривая сила света в виде графика I (a,b). А и в – углы распространения потока света в продольной и поперечной плоскостях. Чем крупнее овал от потока света, тем уже кривая сила света и тем выше освещённость в центре светового пятна. Это важный показатель светового прибора.
По типовым кривым силы света выделяют 7 видов ОП: концентрированная (К), глубокая (Г), косинусная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), равномерная (М), синусная (С). Типовые кривые силы света (в кд) светильника рассчитаны на значение силы света при световом потоке лампы Fcв = 1000 лм. Основным признаком, определяющим тип кривой, является отношение максимальной силы света светильника к средней арифметической для данной плоскости.
Второй светотехнической характеристикой является соотношение потоков, излучаемых в нижнюю и верхнюю полусферы. В зависимости от этого, световые приборы делятся на классы, в зависимости от того, какую долю всего потока светильника составляет световой поток нижней полусферы. Поток в пространстве может распределяться преимущественно вниз (светильники прямого света), преимущественно вверх (светильники отраженного света), равномерно во все стороны (светильники рассеянного света).
Осветительные приборы рассеянного света подходят лучше для общего освещения помещения, так как они дают равномерное распределение яркости Достаточное насыщение светом обеспечивает зрительный комфорт.
Осветительные приборы отраженного света обеспечивают комфортное и равномерное освещение, так как полностью соответствуют нормам ограничения слепящего эффекта и дискомфорт. Они насыщают светом пространство, хорошо сочетая с верхним или боковым дневным светом.
Осветительные приборы прямого света применяются для помещения с невысокими потолками. Это приборы потолочные или встроенные в потолок. Они экономичны, подсвечивают нужное место, используются для подсветки картин, предметов, скульптур.
Типы и виды осветительных приборов.
Осветительные приборы делятся на 5 классов, в зависимости от размера светового потока, падающего на нижнюю полусферу: прямого света (доля 80% – П), преимущественно прямого (60-80%-Н), рассеянного (40-60%-Р), преимущественно отражённого (20-405-В), отражённого (менее 20%-О). Эти параметры можно найти в сопроводительных документах на ОП.
Важной светотехнической характеристикой ОП является коэффициент полезного действия. По своему основному назначению осветительные приборы делятся на группы. Для освещения помещений производственного назначения, административных, офисных и других помещений общественного назначения, сельскохозяйственных помещений, спортивных сооружений; для функционального и декоративного наружного освещения; для внутреннего освещения средств транспорта и для архитектурно-художественного освещения зданий, сооружений, памятников, фонтанов и т.д., а так же для аварийного освещения.
Классификация эта условна, так как одинаковый светильник может использоваться в разных ситуациях.
Оп отличаются по конструктивному применению и способу установки. Согласно ГОСТ17677 имеются встраиваемые (В), потолочные (П), подвесные (С), настенные (Б), напольные (Н), венчающие (Т), консольные (К), переносные (Р). Конструктивная особенность светильника задаёт ему положение в пространстве для получения наилучшего эффекта.
Светильники любого назначения – это искусственное освещение. Сегодня огромная роль отводится искусственному освещению. С этим освещением человек проводит большую часть своей жизни. Осветительными приборами человек пользуется и в дневное время. Сегодня искусственный свет перестал быть просто освещением. Он стал еще и светодизайном в общем интерьере. По ночам города сверкают от различных типов осветительных приборов. Поэтому очень важно знать особенности и характеристики приборов освещения, чтобы не навредить здоровью человека и разумно экономить электрическую энергию.