 |
Источники искусственного освещения.
|
|
|
|
Для искусственного освещения производственных помещений используются разрядные лампы и лампы накаливания.
В лампах накаливания (ЛН) свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур.
К преимуществам ламп накаливания относятся их инерционность, компактность, включение в сеть без дополнительных устройств, независимость от окружающей среды и температуры, возможность работы при постоянном и переменном токе, налаженность в массовом производстве, малая стоимость, небольшие размеры, отсутствие мерцание и гудения при работе на переменном токе, отсутствие в спектре ультрафиолетового излучения, высокую надежность работы.
К недостаткам ламп накаливания следует отнести: низкая светоотдача 7...20лм/Вт, небольшой срок службы (1500 часов), преобладание в спектре желтовато-красных лучей, которые искажают цветовое восприятие, низкий КПД (3-4%). В силу перечисленных недостатков лампы накаливания имеют ограниченное применение. В частности для освещения в производственных помещениях лампы накаливания применяют:
- для аварийного и эвакуационного освещения;
- в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение не более 42 В;
- в помещениях с кратковременным пребыванием людей;
- для местного освещения;
- в случаях, когда применение разрядных ламп невозможно по технологическим причинам (низкая температура воздуха, вибрация).
Галогенная лампа – лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ, пары галогенов(брома или йода). В галогенной лампе йод, окружающий тело накала, вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя их осаждению на колбе. Этот процесс является необратимым – при высоких температурах вблизи тела накала соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются либо на самой спирали, либо возле нее. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру лампы и продлить срок службы (до 2000 час).
|
|
|
Наибольшее распространение получили разрядные лампы. Принцип действия разрядных ламп (РЛ) основан на электрическом разряде между двумя электродами, запаянными в прозрачную для оптического излучения колбу той или иной формы. Внутреннее пространство колбы после удаления воздуха наполняется определенным газом, чаще всего инертным, до заданного давления или же инертным газом и небольшим количеством металла (с высокой упругостью паров), например ртутью, натрием.
Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Колба лампы заполнена инертным газом — аргон- криптоновой смесью. В качестве люминофора, как правило, применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Подбирая состав люминофоров можно создать излучение любого спектра.
Основными недостатками ЛЛ являются:
§ относительная сложность схемы включения;
§ ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности;
§ невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от постоянного тока;
§ зависимость характеристик от температуры внешней среды,
§ значительное снижение потока к концу срока службы,
§ вредная для зрения пульсация светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц.
Достоинством ЛЛ является значительная светоотдача (75... 85лм /Вт), экономичность, срок службы достигает 12000 часов, благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному, равномерность светового потока и сравнительно невысокая яркость. ЛЛ выпускаются нескольких типов:
|
|
|
Д – дневного света;
Б – белая;
ХБ – холодно-белая;
ТБ – тепло-белая;
Ц – правильной цветопередачи;
Р – рефлекторная (с внутренним отражающим слоем);
К – кольцевая.
Люминисцентные лампы рекомендуются:
· в системе одного общего освещения I-Y разряда зрительных работ (браковочные операции, сварочные цехи, учебные помещения, проектно-конструкторские бюро и т.д.);
· для общего освещения в системе комбинированного освещения во всех случаях;
· для общего и местного освещения в производствах, где необходимо правильное различение цветности поверхности (малярное отделение, сортировка в приборостроительной промышленности);
· в помещениях с недостаточным естественным освещением.
Для производственных целей широко используются также ртутные лампы (РЛ) высокого давления, такие как ДРЛ — дуговые ртутные люминисцентные и ДРИ — дуговые ртутные лампы с излучающими добавками (иодида натрия, индия, теллурия). ДРЛ могут использоваться без люминофора, поскольку в спектре более 50% излучения составляет видимое излучение, около 40% — УФ. Однако это приводит к сильному искажению цвета предметов, особенно человеческой кожи, вследствие, отсутствия излучения в оранжево-красной части спектра. Недостатком ламп ДРЛ является присутствие в спектре некоторой доли УФ излучения, что может неблагоприятно сказаться на состоянииздоровья работающих. Качество цветопередачи ламп типа ДРЛ намного хуже, чем у ЛЛ. Световая отдача составляет 50... 60 лм/Вт. Кроме того, лампы ДРЛ вызывают большую пульсацию светового потока (63... 74%). На их зажигание также влияет температура окружающей среды и снижение напряжения сети.
Применению ДРЛ благоприятствует:
· большая высота помещений;
· трудность доступа к светильникам;
· работа с поверхностями без выраженной цветности (металл, бетон);
· отсутствие специальных требований к качеству освещения;
· низкая температура окружающей среды (ниже +10оС).
При выборе источников света предпочтение следует отдавать люминисцентным лампам как более экономичным и обладающим более благоприятной цветностью излучения.
|
|
|
Создание в производственных помещениях качественного и экономичного освещения обеспечивается применением рациональных светильников.
Распределение света в пространстве — одна из важнейших светотехнических характеристик светильника, которая описывается кривыми силы света.
Кривой силы света (КСС) называется зависимость силы света светильника от меридиальных и экваториальных углов, получаемая сечением фотометрического тела светильника плоскостью. Под фотометрическим телом понимается геометрическое место концов радиусов - векторов, выходящих из светового центра светильника, длина которых пропорциональна силе света в соответствующем направлении.
Светильник — это осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов, содержащее источник света (лампу) и светотехническую арматуру. Светотехническая арматура перераспределяет свет источника света (ИС) в пространстве или преобразует его свойства (изменяет спектральный состав излучения или поляризует его). Наряду с этим светотехническая арматура выполняет функции защиты лампы от воздействия окружающей среды, механических повреждений, обеспечивает крепление лампы и подключение к источнику питания.
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 подразделяют на пять классов. Светильники прямого света способствуют концентрации большей и части светового потока на рабочих поверхностях. Такие светильники рекомендуется применять в производственных цехах высотой 4... 10 м при невысоких коэффициентах отражения стен.
Светильники отраженного света основную часть светового потока направляют вверх. Они должны применяться в тех помещениях, где нетпыли, а стены и потолок светлые. Такое освещение рекомендуется для чертежно-конструкторских бюро и других помещений, когда необходимо особо равномерное распределение яркости по помещению, а также для работ с блестящими поверхностями (металл, стекло).
|
|
|
Светильники рассеянного света распределяют световой поток более или менее равномерно в обе полусферы. Их изготавливают из молочного или матового стекла и также применяют в помещениях со светлым потолком и стенами, где требуется большая равномерность освещения.
Светильники преимущественно прямого света и преимущественно отраженного света распределяют световой поток преимущественно вниз или вверх.
По типам кривых силы света (КСС) согласно ГОСТ 17677 светильники классифицируются следующим образом:
| Обозначение | Тип кривой силы света | Зона направлений максимальной силы света |
| К | концентрированная | 00 -150 |
| Г | глубокая | 00 -150 ;1800 -1500 |
| Д | косинусная | 00 -350 ;1800 -1450 |
| Л | полуширокая | 350 -550 ;1450 -1250 |
| Ш | широкая | 550 -850 ;1250 -950 |
| М | равномерная | 00 -1800 |
| С | синусная | 700 -900 ;1100 -900 |
Характер кривой силы света необходимо учитывать при выборе cветильников в зависимости от характера зрительных работ.
Например, когда необходимо направить основной световой поток на рабочую поверхность, выбирают светильник с концентрированной или глубокой КСС; для создания в помещении и на рабочих поверхностях более равномерного освещения используют светильники с КСС типа Л, М и Ш.
КСС светильников обычно приводятся в полярных координатах для условной лампы со световым потоком 1000 лм. Значения силы света светильника с лампами, работающими в условиях данного светильника, получают умножением значений силы света, найденных из КСС, на фактический световой поток установленных в светильнике ламп.
По климатическому исполнению и категории размещения светильники делятся:
У – эксплуатация в зонах с умеренным климатом;
ХЛ – с холодным климатом;
ТВ – влажным тропическим климатом;
ТС – с сухим тропическим климатом;
Т – как с сухим, так и влажным тропическим климатом;
О – в любых климатических зонах на суше (общеклиматическое исполнение).
Структура условного обозначения светильников -(по ГОСТ 17677- 82)
Х Х Х ХХ – Х ХХ – ХХХ – ХХ
1 2 3 4 5 6 7 8
1 – Буква, обозначающая источник света:
Н – лампа накаливания
С – лампы-светильники (зеркальные и диффузные)
И – кварцевые галогенные (накаливания)
Л – прямые трубчатые люминесцентные
Ф – фигурные люминисцентные
Э – эритемные люминесцентные
Р – ртутные типа ДРЛ
Г – ртутные типа ДРИ, ДРИШ
Ж – натриевые типа ДНаТ
Б – бактерицидные
К – ксеноновые трубчатые
2 – Буква, обозначающая способ установки светильника
С – подвесные
|
|
|
П- потолочные
В – встраиваемые
Д – пристраиваемые
Б – настенные
Н – настольные, опорные
Т – напольные, венчающие
К – консольные, торцевые
Р– ручные
Г – головные
3 – Буква, обозначающая основное назначение светильника
П – для промышленных и производственных зданий
О – для общественных зданий
Б – для жилых и бытовых зданий
У – для наружных работ
Р – рудников и шахт
Т – для кинематографических и телевизионных студий.
4 – Двузначное число (01-99) означает номер серии
5 – Цифра, означающая количество ламп в светильнике
6 – Цифры, означающие мощность ламп в Вт
7 – Трехзначное число (001-999), означает номер модификации. Расшифровка цифр модификации дается непосредственно при описании соответствующего светильника
8 – Буква и цифра, означающие климатическое исполнение и категорию размещения светильников по ГОСТ 15150 -69
Для защиты светильников от воздействия окружающей среды используют оболочки. Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемй стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (опасным токоведущим и опасным механическим частям), попадания внешних твердых предметов и (или) воды внутрь оболочки.
Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты (IP) и двух цифр, первая из которых означает защиту от попадания твёрдых предметов, вторая — от проникновения воды.
С экономической точки зрения установки со светильниками рассеянного и отраженного света являются менее выгодными из-за значительных потерь световой энергии. Назначение светильника состоит также в защите глаз работающих от воздействия чрезмерно больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения. Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника. Защитный угол — это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя. Защитные свойства светильника тем лучше, чем больше его защитный угол. Светильники местного освещения должны обеспечивать защитный угол не менее 30°, светильники общего освещения — не менее 15°.
|
|
|
