Джерела штучного освітлення

Як джерела штучного освітлення широко використовуються лампи розжарюван­ня та газорозрядні лампи.

Лампи розжарювання належать до теплових джерел світла. Під дією електрич­ного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої тем­ператури і випромінює потік променевої енергії. Ці лампи характеризуються простотою конструкції та виготовлення, відносно низькою вартістю, зручністю експлуатації, широким діапазоном напруг та потужностей. Поряд з перевагами їм притаманні й суттєві недоліки: велика яскравість (засліплювальна дія); низька світлова віддача (7—20 лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год); переважання жовто-червоних променів у порівнянні з природним світлом; не придатні для роботи в умовах вібрації та ударів; висока температура нагрівання (до 140 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.

Таблиця 2.5

Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень (витяг з «Будівельних норм і правил» — СНиП ІІ-4-79)

Примітки: * При постійному спостереженні за процесом.

** Норматив стосується роботи при середньому контрасті об'єкта з фоном і темним фоном

Лампи розжарювання використовують, як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей тощо.

Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапа­зону спектра.

Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40—100 лм/Вт, що в 3—5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації — до 10 тис. год, а температура нагрівання (люмінесцентні) — З0—60 °С. Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектра, шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофора. Так, за спектральним складом видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ), білого (ЛБ) та жовтого (ЛЖ) кольорів.

Основним недоліком газорозрядних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту — явища спотворення зорово­го сприйняття об'єктів, які рухаються, обертаються чи змінюються в пульсуючому світлі, що виникає при збігові кратності частотних характеристик руху об'єктів і зміни світлового потоку в часі освітлювальних установок газорозрядних ламп, які живляться змінним струмом. Таке спотворене зорове сприйняття може призвести до нещасного випадку, оскільки об'єкт, що рухається, чи обертається може здаватись нерухомим. До недоліків цих ламп можна віднести також складність схеми вмикан­ня, шум дроселів, значний час між вмиканням та запалюванням ламп, відносно висока вартість.

Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, що називаються люмінесцентними, широко застосовуються для освіт­лення приміщень як на виробництві, так і в побуті. Однак, вони не можуть викори­стовуватись при низьких температурах, оскільки погано запалюються та характеризу­ються малою одиничною потужністю при великих розмірах самих ламп.

Газорозрядні лампи високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовніш­нього середовища. Серед цих типів ламп найчастіше використовуються металогенні (МГЛ), дугові ртутні (ДРЛ) та натрієві (ДНаТ).

Окрім газорозрядних ламп для освітлення промисловість випускає лампи спеці­ального призначення: бактероцидні, еритемні тощо.

До основних характеристик джерел штучного освітлення належать: номінальна напруга живлення, В; електрична потужність лампи, Вт; світловий потік, лм; світлова віддача, лм/Вт; термін експлуатації; спектральний склад світла; вартість.

2.6.6.2.Світильники

Світильник — це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури (рис. 2.19). Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи в просторі, або змінює його властивості (наприклад, змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплювальної дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу навколишнього пожежо- та вибухонебезпечного чи хімічно активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.

Світильники відрізняються цілою низкою світлотехнічних та конструктивних характеристик.

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподі-лення, крива сили світла, коефіцієнт корисної дії та захисний кут.

Рис. 2.19. Світильники:

а — УПД; б — УПМ-15; е — НСП-07; г — ПО-02 (куля молочного скла); д — типу ВЗГ; е — ЛОУ; ж — ПВЛП

За світлорозподіленням, що визначається відношенням потоку, випромінювано­го світильником у нижню півсферу до повного світлового потоку (0 = Ф_н.п/Ф_св) світильники поділяються на п'ять класів: прямого світла (в > 80%); переважно пря­мого світла (60% < 0< 80%); розсіяного світла (40% < 0 <= 60%) переважно відби­того світла (20% < 0 <= 40%); відбитого світла (0<=20%).

Криві сили світла (КСС) світильників можуть мати різну форму в просторі навколо світлового приладу (рис. 2.20): концентровану (К), глибоку (Г), косинусну (Д), півшироку (Л), широку (Ш), рівномірну (М), синусну (С).

Коефіцієнт корисної дії (ККД) світильника визначається відношенням світло­вого потоку світильника до світлового потоку встановленої в ньому лампи. Освітлю­вальна арматура поглинає частину світлового по­току, що випромінюється джерелом світла, однак завдяки раціональному перерозподілу світла в необхідному напрямку збільшується освітленість на робочих поверхнях.

Захисний кут світильника у (рис. 2.21) — кут, утворений горизонталлю, що проходить через нит­ку розжарювання лампи (поверхню люмінесцент­ної лампи) та лінією, яка з'єднує нитку розжарю­вання (поверхню лампи) з протилежним краєм освітлювальної арматури. Захисний кут визначає ступінь захисту очей від впливу яскравих частин джерела світла, тому його величину враховують з поміж інших чинників при визначенні місця та висоти розташування освітлювальних приладів.

Залежно від конструктивного виконання, що визначає ступінь захисту джерела світла від меха­нічних пошкоджень та впливів зовнішнього сере­довища, світильники можна підрозділити на: відкриті

(захист відсутній), захищені (пилозахищені, водозахищені — світильники, захищені від попадання в них відповідно часточок пилу різних розмірів або краплин води), непроник­ного виконання (пилонепроникні, водоне­проникні), вибухозахищеного виконання (ви-бухонепроникні, вибухобезпечні, підвищеної надійності проти вибуху). У загальному ви­падку ступінь захисту електрообладнання, у тому числі й світильників, позначається згід­но ГОСТ 14252-80 двома числами після лі­тер IP (International Protektion). Перша цифра визначає ступінь захисту виробу від попадання всередину твердих тіл різних розмірів, зокрема частинок пилу, друга цифра — від попадання води. Ступінь захисту світильника тим вищий, чим більше цифрове позначення, що його визначає.

За призначенням світильники можуть бути загального та місцевого освітлення.