БК Автоматизированные системы управления и кибернетика
18. Выбор источника света и светильников
1. Лампы накаливания основаны на способности нагретого до высокой температуры тела излучать видимый свет, а газоразрядные – на принципе люминесценции. Лампы накаливания несложны в изготовлении, просты и надежны в эксплуатации.
Недостаток – низкая световая отдача, искаженность цветопередачи, сравнительно малый срок службы.
2. Газоразрядные лампы.
Они имеют следующие преимущества по сравнению с лампами накаливания : высокую светоотдачу, в несколько раз большую, чем у ламп накаливания, весьма продолжительный срок службы (8-14 тыс.ч); спектр излучения люминесцентных ламп близок к спектру естественного света.
К недостаткам газоразрядных ламп надо отнести относительно сложную схему включения и необходимость специальных пусковых приспособлений.
3. Люминесцентные лампы.
В зависимости от распределения светового потока выделяют несколько типов люминесцентных ламп – дневного света (ЛД), дневного цвета с
улучшенной цветопередачей (ЛДЦ)
Холодного белого (ЛХБ)
Теплого белого (ЛТБ)
Белого (ЛБ)
Помимо основных типов выпускаются также лампы для целей местного освещения.
Освещение люминесцентными лампами следует применять в помещениях, в которых необходимо создать особо благоприятные условия для зрения. Например, при выполнении точных работ, требующих значительного зрительного напряжения, или при выполнении работы, связанной с различением цветовых оттенков, а также в помещениях с постоянными пребываниями людей при недостаточном или вообще отсутствующем естественном освещении.
Под светильником понимается комплект лампы (источника света) и осветительной арматуры. Светильник обеспечивает крепление лампы, подсоединение к ней электрического питания, предохранение ее от загрязнения и механического повреждения.
Светильники предназначены для размещения в них ламп в целях повышения санитарно-гигиенических качеств освещения и снижения расхода электроэнергии. Они устраивают слепящее действие источника света, предохраняя глаза работающих от чрезмерной яркости. Светильник классифицируются : по назначению – для общего и местного освещения; по конструктивному исполнению – открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные; по распределению светового потока – прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, отраженного света, преимущественно отраженного света.
Читайте также:
- IV. Выбор контрагента
- IV. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
- M Выбор и обоснование технологических (установочных) баз.
- Активные схемы защиты источников электропитания
- Актуальность и пути комплексной миниатюризации источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры
- Анализ выбора средств разработки программного обеспечения для системы автоматизированного проектирования технологических процессов
- Билет 45. Комбинационное рассеяние света
- В 1. Выборочное наблюдение как основной вид несплошного наблюдения.
- В 2. Обозначения показателей при выборочном наблюдении, ошибки выборки.
- В 4. Математические основы выборочного наблюдения (закон больших чисел).
- В 5. Выбор формул для оценки результатов выборочного наблюдения при повторном и бесповторном способах отбора.
- В 6. Особенности малой выборки.
Основные светотехнические характеристики
Световой поток Ф – это энергия световых электромагнитных волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).
Сила света I – пространственная плотность светового потока, численно равная световому потоку, излучаемому точечным источником света в телесный единичный угол w (стер):
.
Единица силы света I – кандела (кд).
Освещенность Е в люксах (лк) – поверхностная плотность светового потока. Характеризуется световым потоком, приходящимся на единицу площади освещаемой поверхности S (м 2 ):
.
Характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности в процентах: отношение освещенности Евн в данной точке помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности Енар, создаваемой светом всего небосвода:
Яркость В (кд/м 2 ) характеризует излучение площади проекции светящейся поверхности Sпов в данном направлении a:
где Ia – сила света светящейся поверхности в направлении a, кд;
a – угол между нормалью к элементу поверхности и направлением наблюдателя, градус.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:
где Фотр и Фпад – соответственно отраженный и падающий на поверхность световой поток, лм.
При r > 0,4 – поверхность светлая; при r = 0,4…0,2 – поверхность средняя; если r 2 .
Если объект различения сильно выделяется на фоне, контраст большой (К > 0,5); если различие яркостей заметно (К = 0,2…0,5) – контраст средний; при малом отличии по яркости (К
Одной из светотехнических характеристик светильников является коэффициент полезного действия светильника hсв, характеризующий потерю части светового потока в отражателе (рассеивателе):
где Фсв – световой поток, вышедший из светильника, лм;
Фл – световой поток лампы, лм.
Если в светильнике несколько ламп, то световой поток Фл определяется как сумма потока всех ламп, установленных в светильнике.
8.2 Естественное освещение
Коэффициент естественной освещенности (КЕО, %) нормируют с учетом характера зрительной работы по величине наименьшего размера объекта различения; системы естественного освещения и коэффициента светового климата для конкретной местности:
11(18)
где eH – табличное значение КЕО, % с учетом разряда зрительных работ и системы освещения (таблица 1);
mN – коэффициент светового климата, учитывающий место расположения объекта и ориентацию окон по сторонам света (таблица 2);
N – номер группы административного района России по ресурсам светового климата (таблица 1).
Системы естественного освещения подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее); верхнее, когда свет проникает в помещение через световой проем в верхнем перекрытии здания (световые или зенитные фонари) и комбинированное (сочетание бокового и верхнего).
В небольших помещениях при одностороннем естественном боковом освещении нормируется минимальный КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двухстороннем освещении – в точке посередине помещения. Характерный разрез – поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления оконных проемов.
В крупногабаритных помещения при боковом освещении минимальный КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов и расположенной на высоте 1,5Н для I – IУ разрядов; 2Н для У – УII разрядов и 3Н – для УIII разряда, где Н – высота помещения.
При верхнем и комбинированном освещении нормируется средний КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последние точки принимаются на расстоянии 1м от поверхности стен.
8.3 Искусственное освещение
При искусственном освещении нормируется минимальная освещенность, то есть освещенность в наименее освещенной точке рабочей поверхности; яркость рабочей поверхности; коэффициент пульсации освещенности и показатель ослепленности.
Нормы освещенности установлены с учетом разряда зрительных работ, который определяется по величине наименьшего размера объекта различения и подразряда зрительных работ (а, б, в, г). Подразряд выбирают в зависимости от контраста объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристики фона (светлый, средний, темный), а также системы освещения (общая или комбинированная).
Различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное. При системе общего освещения светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное) или применительно к расположению оборудования (локализованное).
Комбинированное освещение – совокупность общего и местного освещения. Местное освещение устанавливается непосредственно на рабочих местах, где выполняются точные зрительные работы.
Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного, но не менее 200 лк при разрядных лампах и не менее 75 лк при лампах накаливания.
Максимальное значение яркости устанавливается СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от площади освещаемой рабочей поверхности. Если площадь рабочей поверхности S меньше 10 -4 м2 допустимо значение Вmax = 2000 кд/м 2 , если S > 1×10 -1 , то Вmax = 500 кд/м 2 .
Коэффициент пульсации Кп для 
I…III разрядов зрительных работ не должен превышать 10%.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на виды:
а) аварийное безопасности (по нормам не менее 2х лк); б) авар. эвакуационное (не менее 0,5лк);
3) охранное: вдоль границ охраняемых территорий (не менее 0,5лк);
4) дежурное: вне рабочего времени, не нормируется.
Контроль освещенности проводится не реже 1р в год, и после замены перегоревших ламп, чистки светильников и т. д.
Источник света – лампы различного типа. При выборе источника света руководствуются след. параметрами:
1) электрическими: [напряжение U,B]; [мощность лампы Р,Bт]
2) светотехническими: световой поток Ф, лм; сила света I, кд.
3) эксплуатационными: световая отдача j = Ф/Р, лм/Вт; эксплуатационный срок службы t, час (может быть полным и полезным)
Преимущества и недостатки ламп накаливания (ЛН)
1)рассчитаны на широкий диапазон Р и U;
2) независимость от условий окружающей среды;
3)просты в эксплуатации;
4) малый коэффициент пульсации Кп 0 С) (в связи с этим их запрещено использовать в производственных помещениях из соображений пожаробезопасности).
Газоразрядные лампы бывают: низкого давления (до 3мм рт. ст) – люминисцентные лампы (ЛЛ); высокого давления (0,2 – 0,4 МПа) – дуговые разрядные лампы ДРЛ
В зависимости от спектрального состава излучения ЛЛ маркируются: ЛБ – белого; ЛХБ – холодного белого цвета; ЛД – дневного; ЛДЦ – улучшенной цветопередачи.
Цветность изменяется за счет газов, наполняющих трубку и за счет люминофоров (порошки специального состава, преобразующие ультрафиолетовое излучение в видимый свет).
1) световая отдача 40¸110 лм/Вт;
2) эксплуатационный срок службы 8¸12 тыс. часов;
3) незначительный нагрев поверхности (50 0 С);
4) относительно малая яркость светящейся поверхности
1) период разгорания до10мин;
2) при t 0 0 C зажигание затруднительно;
3) чувствительность к колебаниям напряжения питающей сети;
4) сложность схемы включения;
5) коэффициент пульсации до 50%;
6) сумеречный и стробоскопический эффект
Дуговые разрядные лампы ДРЛ имеют коэффициент пульсации около 65% и преобладание синих лучей в спектре, поэтому рекомендуются для помещений высотой более 5 м.
Светильники выбирают с учетом характеристик помещения по наличию влаги, пыли и т.п. Они могут быть окрытыми, защищенными, закрытыми, пыленепроницаемыми, влагозащищенными, взрывобезопасными, взрывозащищенными.
Выбор светильника определяется также с учетом особенностей распределения светового потока в пространстве помещения: прямого света, рассеянного, отраженного и др.
Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 1235 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Часто возникает вопрос, какой тип источника света использовать из имеющегося большого разнообразия различных ламп, часть из которых рассмотрены в разделе светильники: накаливания, галогенные, люминесцентные, светодиодные, разрядные высокого давления, металлогалогенные. Рассматриваемые в статье характеристики и параметры источников света описаны в статье «Основные светотехнические характеристики светильников». Следует иметь в виду, что все перечисленные здесь источники света имеют как преимущества, так и существенные недостатки, главные из которых рассмотрены в статье «Требования к спектру ламп».
Например, лампа накаливания по сравнению со всеми другими типами ламп имеет самую низкую световую отдачу, самый низкий срок службы, но – самый высокий индекс цветопередачи, который стремится к своему максимальному значению (100). Не уступает лампе накаливания по значению индекса цветопередачи лишь галогенная лампа, которая, в общем, является усовершенствованным видом лампы накаливания. А значит там, где очень важно с большой точностью различать и сравнивать цвета и их оттенки, лампы с вольфрамовой нитью выбирают в первую очередь. За счет большой инерционности нагретой спирали эти лампы имеют очень низкий коэффициент пульсаций освещенности, что позволяет избежать стробоскопического эффекта и утомления глаз.
Лампы накаливания имеют непрерывный спектр, без провалов и резких подъемов. В диапазоне синего света 440 – 480 нм спектр излучения имеет спад, что делает идеальным этот источник света для спальни, особенно если на ночь остается включенным маломощный ночник. Но для освещения помещений без естественного освещения, то есть в которых отсутствуют световые проемы (окна) при длительном нахождении в нем людей в течение дня лампы накаливания использовать не стоит.
Светодиодные источники света имеют высокую светоотдачу, позволяя существенно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания. Они являются лидером по сроку службы. Но, имеют невысокий индекс цветопередачи, что ограничивает их использование. Их нельзя применять там, где требуется правильно идентифицировать цвета, каких либо поверхностей и особенно их оттенки. Хотя за последние несколько лет достигнуты существенные улучшения этого параметра.
Для создания белого света излучения светодиодов используется два метода:
– смешивание красного, зеленого и синего цветов. При их равенстве получается белый свет. Меняя соотношения цветов можно получить практически любой цвет. Этот метод называется RGB и чаще используется в архитектурном освещении.
– использование люминофора. При этом светодиод излучает монохромный свет преимущественно в диапазоне синего света, а люминофор преобразует излучение светодиода в более длинноволновое излучение видимого диапазона. Такие светодиоды, как правило, используются в осветительных лампах.
Еще одним недостатком многих светодиодных ламп, имеющих цветовую температуру выше 4000 о К, является резкий подъем в спектре на участке синего света, что неблагоприятно сказывается на сетчатке глаз, особенно у детей. Если такие лампы использовать для освещения жилых помещений, то избыток синего света в течение 2 – 3 часов непосредственно перед сном способен вызвать бессонницу.
Современные люминесцентные лампы имеют хорошие характеристики, как по индексу цветопередачи, так и по световой отдаче. Но они требуют специальной утилизации отработавших ламп, так как в их колбах содержится ртуть. Компактные люминесцентные лампы постепенно вытесняют лампы накаливания при освещении жилых зданий. Но если все повсеместно начнут выбрасывать сгоревшие лампы в обычные мусорные контейнеры, то содержание ртути в наших организмах примет угрожающие масштабы.
При использовании компактных люминесцентных ламп для освещения квартир лучше приобретать лампы с цветовой температурой не выше 3000 о К. Для освещения помещений без окон – с цветовой температурой 4000 о К и выше, при условии, что лампы не имеют резкого подъема в диапазоне синего света и провала в диапазоне красного.
Если в освещаемом люминесцентными лампами помещении имеются вращающиеся механизмы, то необходимо приобретать светильники с электронным ПРА для предотвращения стробоскопического эффекта.
Разрядные лампы высокого давления имеют высокую световую отдачу и большой срок службы, но их индекс цветопередачи, как правило, сильно уступает многим другим типам источников света. Коэффициент пульсаций у них достаточно высок, что приводит к появлению стробоскопического эффекта. Многие разрядные лампы требуют полного остывания колбы для повторного включения даже при кратковременном их выключении.
Натриевые разрядные лампы высокого давления (НЛВД) в основном используют для уличного освещения. В их спектре практически отсутствует синяя составляющая спектра, поэтому их свет, попадая ночью в квартиры, обычно не мешает сну.
Ртутные разрядные лампы высокого давления (РЛВД) используют и для уличного освещения, и для освещения производственных зданий и территорий. Синяя составляющая в их спектре имеет довольно большую величину, поэтому их не желательно применять для освещения дворов и прилегающих к жилым зданиям территорий.
Металлогалогенные лампы используют как для уличного освещения, так и для внутреннего освещения зданий. Благодаря очень широкой номенклатуре выпускаемых ламп они нашли очень широкое применение.
Для удобства сравнения различных ламп их основные параметры сведены в таблицу.