Вибір типу джерел світла

В сучасній практиці використовуються наступні електричні джерела світла – лампи розжарювання (накалювання), газосвітлові, люмінесцентні, дугові лампи. Вони мають різні спектральні й технічні характеристики. При виборі джерел штучного освітлення повинні враховуватися їх електричні, світлотехнічні, конструктивні, експлуатаційні й економічні показники.

Лампи накалювання прості по конструкції, мають високу швидкість запалювання. Однак світлова віддача їх (кількість випромінюваного світла на одиницю споживаної потужності) низька – 13 - 15 лм/Вт; у галогенних – 20-30 лм/Вт, але термін служби невеликий. Газорозрядні лампи мають світлову віддачу 80-85 лм/Вт, а натрієві лампи 115 - 125 лм/Вт і термін служби 15 - 20 тис. годин. Вони можуть забезпечити будь-який спектр. Недоліками газорозрядних ламп є необхідність спеціального пускорегулюючого пристрою, тривалий час розпалювання, пульсація світлового потоку, нестійка робота при температурі нижче 0°С.

Світло, випромінюване лампою, може мати різний спектр. Він визначається як спектр випромінювання абсолютно чорного тіла, нагрітого до певної температури, і позначається в кельвінах (К).

Найпоширеніші лампи зі спектром 2700 К (як у теплого кольору жовтуватого відтінку), 4200 К (денне світло), 6500 К (від «холодного білого» з переходом «синявий»). Лампи з різною колірною температурою різняться по своєму призначенню. Якщо «жовтуватий» спектр 2700 К сприймається як «затишний» і наближений до спектру сонця, то лампи 6500 К дають холодне контрастне освітлення, що не настільки комфортне.

Лампи накалювання з’явилися наприкінці XIX в. й дотепер це найпоширеніші джерела освітлення.

Сучасні зразки відрізняються від своїх попередників більшою потужністю, матеріалом, з якого виготовляються нитки накалювання. Поряд з вакуумними з’явилися балони, наповнені інертними газами, різноманітні за формою: куле-, крапле-, пальцеподібні, трубчасті. Потужність варіюється від 15 до 1000 вт. Найбільш поширені для освітлення виробничих приміщень лампи потужністю: 200, 300, 500, 750 та 1000 вт.

Перевагами ламп накалювання є:

- мала вартість;

- можливість працювати як на постійному струмі (будь-якої полярності), так і на змінному;

- можливість виготовлення ламп на саму різну напругу (від часток вольта до сотень вольт), можливість використання регуляторів яскравості;

- відсутність мерехтіння й гудіння при роботі на змінному струмі;

- безперервний спектр випромінювання;

- нормальна робота при низькій температурі навколишнього середовища;

- невеликі розміри, компактність.

Зменшення габаритів дозволило розробити лампи із криптоновим наповнювачем. Цікавими і перспективними є лампи накалювання з йодним циклом.

До недоліків ламп накалювання слід віднести:

- низька світлова віддача;

- відносно малий термін роботи;

- різка залежність світлової віддачі й терміну служби від напруги;

- колірна температура лежить тільки в межах 2300-2900 K, що надає світлу жовтуватий відтінок;

- світловий коефіцієнт корисної дії ламп накалювання, обумовлений як відношення потужності променів видимого спектра до потужності споживаної від електричної мережі, досить малий і для звичайної лампи не перевищує 4%, а для поліпшеної – 6 - 7 %.

Люмінесцентні лампи відносяться до нового виду електричних джерел світла. Їхня дія заснована на властивості люмінофорів перетворювати у видиме світло ультрафіолетові випромінювання електричного розряду в розрідженому газі. У люмінесцентних ламп коефіцієнт корисної дії виявився значно вище, ніж у ламп накалювання. Так, газорозрядна люмінесцентна лампа дає ККД від 8 до 13%. Теоретична межа ККД для люмінесцентних ламп – 34 – 40%, а для живого світлячка – 97 %.

Головна особливість люмінесцентної лампи в тім, що змінюючи склад люмінофора, можна варіювати колір світла, підбирати його по індивідуальному смаку. Люмінесцентні лампи, заповнені парами натрію, дають жовте світло, а лампи з парами ртуті - фіолетове й ультрафіолетове випромінювання. Випромінювання, що виникає в парах ртуті, використовується в люмінесцентних лампах денного й білого світла, а так само в джерелах ультрафіолетових променів. Люмінесцентна лампа дуже технологічна, її показники значно вище чим, в інших світильників. Її світловіддача досягає 85 люменів на 1 Вт, а термін служби - 18 тисяч годин.

Ще одна перевага таких ламп - вони майже не виділяють тепло.

У наш час випускаються чотири типи люмінесцентних ламп, що відрізняються кольоровістю світлового потоку: денного світла з маркою ЛД; холодно-білого - ЛХБ; білого - ЛБ; тепло-білого - ЛТБ.

Додатково випускаються лампи денного світла з маркою ЛДЦ. Вони застосовуються в тих випадках, коли потрібний високий ступінь розрізнення кольорів.

В останній час розроблені компактні люмінесцентні лампи. Це компактні пристрої - не більше звичайної лампи накалювання. Компактна люмінесцентна лампа виробляє світло по такому ж принципі, як і звичайна, тільки на площі в багато разів менше. Стрімко збільшується число моделей ламп: із трубкою-колбою спіральної форми (кручені), свічкоподібні, дугоподібні й т.д.

Газорозрядні лампи можна розділити на три основні групи:

- дугові ртутні люмінесцентні;

- металогалогенні;

- натрієві лампи високого тиску.

Всі лампи приблизно однакові за будовою основних елементів. Світіння розряду виникає в пальнику з міцного тугоплавкого хімічно стійкого прозорого матеріалу в присутності газів і парів металів. Це явище називається електролюмінісценсією. Пальник дугових ртутних люмінесцентних і металогалогенних ламп виконаний із кварцу, а натрієвих ламп високого тиску - зі спеціальної кераміки - полікора. Лампи можуть мати дуже високу потужність, що досягає 1000-2000 Вт.

Дугові ртутні люмінесцентні лампи (типу ДРЛ) у порівнянні з люмінесцентнимибільше компактні й прості. Потужність варіюється від 50 до 1000 вт. (Найпоширеніші типи ламп: ДРЛ125, ДРЛ250, ДРЛ400, ДРЛ700, ДРЛ1000).

Світловий потік ламп ДРЛ – від 1800 до 59000 лм.

Номінальна напруга на лампі – від 95 до 220 в.

Середня тривалість горіння – від 6 000 до 20 000 годин.

Однак вони не відповідають вимогам правильної передачі кольору. Дугові електричні лампи ДРЛ дають яскраве біле світло, спектр якого не містить червоної й блакитної частин, але містить невидиме ультрафіолетове випромінювання. Тому у світловому потоці цих ламп домінують зелені випромінювання, у результаті чого зелені й блакитні кольори у світлі цих ламп, виглядають інтенсивними, а всі теплі втрачають чистоту й насиченість.

Для внутрішнього освітлення щодо невеликих приміщень застосовуються металогалогенні й натрієві лампи високого тиску потужністю 35 і 70 Вт і дугові ртутні люмінесцентні лампи потужністю 50, 80 і 125 Вт.

Найменш чутливі до коливань напруги дугові ртутні люмінесцентні лампи. Термін служби більшості ламп становить 10000-15000 год.

Металогалогенні лампи займають проміжне положення. Їхня світлова віддача становить від 60 до 100 лм/Вт. Світлова віддача ламп росте зі збільшенням потужності.

Головними недоліками газорозрядних лампизалишаються:

- лінійчатий спектр випромінювання та мерехтіння світла;

- гудіння пускорегулюючих пристроїв;

- шкідливість парів ртуті при надходженні їх в приміщення у випадку руйнування колби лампи;

- неможливість миттєвого перезапалювання ламп.

Порівняльні характеристики газорозрядних ламп приведено в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4.

Порівняльні характеристики ламп.

Ксенонові освітлювальні лампи відносяться до перспективних джерел освітлення, щостворюють випромінювання із суцільним спектром, близьким до спектра випромінювання хмарного неба. Вони забезпечують гарну передачу всіх кольорів.

Для освітлення виробничих приміщень слід використовувати, як правило, найбільш економічні розрядні лампи. Використання ламп накалювання (розжарювання) для загального освітлення допускається тільки у випадках неможливості або техніко-економічної недоцільності використання розрядних ламп. Для місцевого освітлення, крім розрядних джерел світла, рекомендується використовувати лампи розжарювання, в тому числі галогенні. Вибір джерел світла слід провадити за кольоровими характерис­тиками.

Застосування ксенонових ламп у приміщеннях не дозво­ляється.

Залежно від конкретних умов у виробничому приміщенні (температура повітря, особливості технологічного процесу і його вимог до освітлення), а також світлотехнічних, електричних і інших характеристик джерел, вибирається потрібний тип джерела світла. Так, як для виробничих ділянок прокатних цехів відповідно до умов ДБН В.2.5-28-2006 «Природне й штучне освітлення» (Таблиця Е.1- Джерела світла при системі загального освітлення) вимоги до кольоророзрізнення відсутні або вони не високі, то для електричного освітлення виробничих приміщень застосовуються лампи ртутні високого тиску ДРЛ з потужністю 250, 400, 700 та 1000 вт. Лампи ДРЛ мають досить високий одиничний світловий потік, тому застосовуються для освітлення великих виробничих приміщень висотою більше 5 м, у яких не потрібно розрізняти колірні відтінки. При їхньому застосуванні різко знижується кількість установлюваних освітлювальних приладів, а це спрощує розподільну електричну мережу, зменшує монтажні роботи й знижує витрати на експлуатацію. Варто враховувати, що при освітленні приміщень лампами ДРЛ виникає пульсація світлового потоку. Для зниження коефіцієнта пульсації по черзі підключають лампи до різних фаз електричної мережі. Характеристики ламп ртутних дугових високого тиску та ламп накалювання наведені в таблицях 2.5 та 2.6 відповідно.

Таблиця 2.5.

Характеристики ламп ртутних дугових високого тиску.

Таблиця 2.6.

Характеристики ламп накалювання.

Примітка.

В умовній позначці типів ламп букви й цифри означають; В - вакуумна; Г - газонаповнена багато спіральна (аргонова); Б – біспіральна (аргонова); 215-225; 220-230; 230-240 – зміна напруги у вольтах; 200-1000 – номінальна потужність у ватах. Для ламп у світлорозсіючій колбі до першого елемента умовної позначки додають букви: МТ – матована; МЛ – молочна; О – опалова. До позначення ламп потужністю 300 Вт у колбі Ø91 мм додається цифра 1 - відмінна риса.

Вибір системи освітлення.