 |
Тема 9. Осветительные приборы.
|
|
|
|
Рассматриваемые вопросы:
- общие положения;
- классификация и основные характеристики светильников;
- прожекторы;
- световоды и комплектные осветительные устройства;
Рекомендуемая литература:
- Епанешников М.М. электрическое освещение. Учебное пособие для вузов.– М.: Энергия, 1973.
- Кнорринг Г.М. Осветительные установки.- Л.: Энергоиздат, 1981
- Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение.- М.: Агропромиздат, 1991.
- Справочная книга по светотехнике /Под ред.Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
Краткое содержание
Осветительные приборы делятся на две группы: осветительные приборы ближнего действия (светительники) и осветительные приборы дальнего действия (прожекторы).
Светильник состоит из источника света и устройства предназначенного для перераспределения светового потока источника, внутри больших телесных углов (до 4 π) обеспечивающего коэффициенты усиления не более 30 для круглосимметричных и не более 15 для симметричных световых приборов (СП). Такое устройство называется осветительной арматурой.
Отражатели в светильниках (предназначены для перераспределения светового потока источников света) выполняется обычного из металла, и могут быть либо рассеянного света (диффузные), либо направленного света (зеркальные). Светораспределение светильников с диффузным отражателем (поверхность покрыта белой эмалью) практически не зависит от формы отражателя.
Наоборот, форма зеркального отражателя существенно влияет на светораспределение светильника, это позволяет за счет выбора соответствующего профиля зеркального отражателя получить светильник с заданной кривой сила света (отражатели изготавливаются из стекла, металла – сталь, алюминий).
|
|
|
К отражателям с направленно – рассеянным отражением, относятся металлические отражатели с травленой или неполированной поверхностью и отражатели, покрытые алюминиевой краской (занимают промежуточное положение).
Рассеиватели светильников изготавливаются: либо из прозрачного стекла подвергнутого химической или механической матировке; либо из так называемых глушенных стекол (молочных или опаловых в состав которых, при варке, вводятся мельчайшие частицы с иным коэффициентом преломления, чем у стекла - криолит, плавиковый шпат).
Светильники с рассеивателями из матированного стекла имеют высокий КПД.
В светильниках с люминесцентными лампами используются, как правило, диффузные отражатели.
К светотехническим характеристикам светильников относятся:
- светораспределение и коэффициент усиления;
- коэффициент полезного действия (КПД);
- защитный угол.
Под коэффициентом усиления понимается, отношение максимальной силы света к средней сферической силе света источника;
К.П.Д. светильника (η) – отношение светового потока светильника к световому потоку источника света:
Значение К.П.Д. характеризует экономичность светильника.
Защитный угол, определяет степень защиты глаза от воздействия ярких частиц источника света. Защитный угол светильника определяется по формуле:
Рисунок. 3.6.1 Защитный угол светильника
В основу классификации светильников заложено два признака:
распределение светового потока, излучаемого светильником, между нижней и верхней полусферами окружающего светильник пространства; форма кривой силы света. Согласно существующих ГОСТ принята следующая классификация светильников:
-прямого света (П) 
> 
- преимущественно прямого света (Н) 60 < 
- рассеянного света (Р) 40 < 
- преимущественно отраженного света (В) 60 < 
|
|
|
- отраженного света (О) 
> 80%;
Излучаемый в данной полусфере поток может быть различно распределен в пространстве. Его распределение по отдельным направлениям пространства характеризуется кривыми силы света, причем особое значения имеют эти кривые для нижней полусферы.
Установлены следующие кривые света (в любой полусфере):
К - концентрированная; Г - глубокая; Д - косинусная; Л - полуширокая; М - равномерная; Ш - широкая; С - синусная.
Существует классификация светильников по степени защиты от пыли и воды.
Обозначение системы защиты состоит из двух прописных букв (IP) (International Protection) и двух цифр. Первая цифра указываем защиту от пыли, вторая защиту от воды (IP 54).
По степени защиты от пыли:
открытие - 
2; перекрытые с неуплотненной светопроницаемой оболочкой -2'; пылезащищенные - 5 (допускают проникновение пыли в безвредных количествах); с ограниченной зоной пылезащиты, только в пределах расположения контактных поверхностей - 5'; пыленепроницаемые - 6; с ограниченной зоной пыленепроницаемости - 6'.
По степени защиты от воды:
0 - не защищенные; 2 - каплезащищенные; 3 - дождезащищенные; 4 - брызгозащищенные; 5 - струезащищенные.
По климатическому исполнению:
У - умеренного климата; Т - тропиков и др.
Согласно ГОСТ 3828 принята следующая структура обозначения светильников: 1 2 3 4 5 6 7 8 9,
где, 1- тип источника света (Н - лампы накаливания, С - лампы -светильники, зеркальные и диффузные, И - кварцевые галогенные лампы накаливания, Л - прямые трубчатые люминесцентные, Ф - фигурные люминесцентные, Э - эритемные, Р - ртутные лампы типа ДРЛ, Г- ртутные лампы ДРИ, Ж - натриевые лампы, Б - бактерицидные, К - ксеноновые трубчатые лампы);
2 - буква, обозначающая способ установки светильников. (С - подвесные, П - потолочные, Б - настенные, Н - настольные, Т - напольные, В - встраиваемые, К - консольные, Р - ручные, сетевые, Ф - ручные аккумуляторные, Д - пристраиваемые).
Свойство больших яркостей производить слепящее действие называется блёскостью (может производить неприятное дискомфортное ощущение или вызывать состояние ослеплённости, уменьшается работоспособность).
В зарубежной литературе различают психологическую блёскость, вызывающую ощущение дискомфорта, и физиологическую, характеризующуюся снижением зрительных функций.
|
|
|
Существуют количественные требования по ограничению слепящего действия, путем введения показателя ослеплённости - Р, для производственных зданий, и показателя дискомфорта - М, для общественных зданий.
Показатель - Р характеризует степень снижения контрастной чувствительности, а показатель М - снижение субъективно оцениваемой степени зрительного неудобства.
Механизм изменения контрастной чувствительности можно представить, как появление в поле зрения так называемый вуалирующей пелены, снижающей эффективный контраст между деталями и фоном. Если яркость поля адаптации L α, а яркость вуалирующей пелены β, то показатель ослеплённости:
,
Яркость вуалирующей пелены определятся освещенностью Ез плоскости зрачка и углом θ, между осью зрения и направлением на блёский источник:
m – коэффициент, зависящей от уровня слепящей яркости.
С увеличением угла θ ослепленность резко уменьшается, а при θ ≥ 50º практически прекращается.
Для светильников имеющих защитный угол γ, наименьший угол θ, под которым лампа может попасть в поле зрения, равен этому защитному углу.
Уменьшение слепящего действия может быть достигнуто:
- увеличением высоты установки светильников;
- уменьшением яркости светильника за счет применения светорассеивающих стекол, путем закрытия источника света;
- применением светильников с достаточным защитным углом;
- уменьшением мощности светильника, за счет увеличения их числа;
- увеличением коэффициента отражения всех поверхностей, находящихся в поле зрения.
Прожектор, это СП перераспределяющий свет внутри малых телесных углов. Обеспечивает угловую концентрацию светового потока с коэффициентами усиления более 30 для круглосимметричных и более 15 для симметричных приборов. Они предназначены для освещения удаленных объектов.
Из общей группы таких СП выделяют: прожекторы общего назначения; поисковые прожекторы; маяки, фары и др.
Кроме выше указанных, введены следующие признаки СП: вид источника излучения; светотехническая функция (заливающего света, акцентирующего освещения, поиск и обнаружения объектов и др.); форма фотометрического тела (круглосимметричные, несимметричные, симметричные); класс светораспределения и тип КСС; способ установки и класс защиты от поражения электрическим током; степень защиты от пыли и воды; способ питания и др.
|
|
|
Существуют прожекторы: для ламп накаливания; для галогенных ламп накаливания; для ламп ДРЛ, ДРИ и ДРШ. Выпускаются светильники прожекторного типа СЗЛ, а также светильники с ксеноновыми лампами (например, ОУКсН -20000).
Наибольшее распространение имели прожекторы типа: ПЗС; ПЗМ; ПСМ; ПФС, - для ламп накаливания; ПКН; ИСУ; ИТЖ, - для галогенных ламп; ПЗИ; ПГЦ; ПГП, - для ламп ДРЛ; ПФС - для ламп ДРШ.
В последнее время появилось новые типы прожекторов, в том числе иностранного производства.
Например, для ламп ДРИ и ДНаТ типа: SDFL, XT, SBN, FYGT (мощностью 150, 250, 400, 1000, 2000 Вт). Для галогенных ламп (мощностью 150, 300, 500, 1000, 1500 Вт). Типа: И012; Артикул 0101, 0201, 0501, 0601 и др.
Следует отметить, что в некоторых случаях могут использоваться световые комплексы (СК) (состоящие из набора СП и других необходимых элементов) функционирующие в комплекте и предназначенные для освещения или сигнализации.
Для особо опасных помещений (взрывоопасных, пожароопасных) используются специальные устройства - световоды.
Известны устройства типа ЩСС (щелевые световоды), КОУ (комплексные осветительные устройства, тоже ЩСС).
ЩСС представляет собой цилиндрическую полую трубу из пленки или органического стекла, с высоким коэффициентом зеркального отражения (длина 30 ÷ 70м, диаметр 250 ÷ 1100 мм).
Ввод видимого излучения производится с одной стороны, с двух сторон или в центре ЩСС, (может быть до 8 ламп в узле, чаще всего типа ДРИ).
В результате, количество световых точек уменьшается в 10 ÷ 50 раз, расход материала уменьшается в 20 ÷ 30 раз, трудоёмкость монтажных работ меньше на 15 ÷ 20 %, рассчётные годовые затраты (на 1кВт установленной мощности) со ЩСС на 25 ÷ 30 % меньше, по сравнению с обычным освещением.
Следует отметить, что КПД и равномерность освещения еще не совсем удовлетворяют требованиям.
|
|
|
