Искусственное освещение. Классификация систем искусственного освещения. Искусственные источники света

Искусственное освещение. Для создания нормальных условий дефицит, отсутствие или недопустимость естественного света восполняет за счет систем искусственного освещения.

Система искусственного освещения – это спроектированная по определенному принципу (в зависимости от выполняемых задач) группа светильников с размещенными в них искусственными источниками света, преобразующими различного вида энергию (тепловую, электрическую, химическую и т.д.) в оптическое излучение (электромагнитное излучение с длиной волн от 1 до 10⁶нм).

Системы искусственного освещения классифицируются:

по конструктивному исполнению – общее (равномерное и локализованное), местное и комбинированное (общее плюс местное освещение) освещение;

по функциональному назначению – рабочее, аварийное и специальное (охранное и дежурное, сигнальное, эритемное и бактерицидное) освещение.

Система общего освещения применяется в помещениях, где на всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные гальванические цеха), а также в административных, офисных и складских помещениях. Равномерное расположение источников света (светильников) в верхней зоне помещения без учета расположения оборудования обеспечивает распределение светового потока по всему помещению (общее равномерное), а если на РМ (сборочный конвейер) нельзя установить местное освещение, то светильники размещаются с учетом их расположения (общее локализованное), т.е. по площадь помещения освещается неравномерно.

Комбинированное освещение имеет широкое практическое применение при выполнении точных зрительных работ (контрольно-измерительные, слесарные, токарные), в местах, где рабочие поверхности расположены вертикально (гильотинные ножницы, штампы) или оборудование создает глубокие и резкие тени. Оно представляет совокупность местного (концентрирующего световой поток непосредственно на рабочем месте) и общегоосвещения. При этом освещенность не должна быть % нормированного значения для данного вида работ, но не лк и не лк при лампах накаливания. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, так как образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травмирования.

Искусственные источники света

В качестве искусственных источников света используются лампы накаливания и газоразрядные лампы, которые характеризуются – мощностью (, Вт) и напряжением питающей сети (, В), световым потоком (, лм) и световой отдачей (коэффициент светоотдачи , лм/Вт), сроком службы (, ч).

Лампы накаливания (выдающееся изобретение ХХ столетия) – это типичные теплоизлучатели, генерирующие световое излучение непрерывного спектра (большей частью в инфракрасном диапазоне) путем нагрева (накаливания) вольфрамовой спирали до температуры свечения, величина которой в зависимости от мощности и газозаполненности колеблется от 2500 К (пустотные) до 3500°К (газонаполненные) и определяет световую отдачу и срок службы ламп.

Они универсальны и широко применяются для общего, местного, наружного и специального

достоинств:

компактность и простота изготовления при относительно низкой стоимости;

возможность управления степенью концентрации и направлением светового потока;

надежность в эксплуатации (не зависят от условий окружающей среды, незначительное снижение излучаемого светового потока к концу срока службы) и удобство (малый период разгорания и не требуют дополнительных пусковых устройств).

Однако они имеют существенные недостатки:

малый срок службы (в среднем 1 тыс. ч), зависящий от различного рода вибраций (толчков, ударов), колебаний напряжения в сети и длительности пребывания во включенном состоянии и который в зависимости от газонаполненности увеличивается до 2,5-3 тыс. ч;

неэкономичны (световая отдача – 7-20 лм/Вт, а потребление энергии в 3-4 раза выше, чем у газоразрядных ламп той же мощности, поскольку 90-95 % энергии преобразуется в тепло);

искажение цветопередачи в сравнении с естественным светом – преобладание желто-крас-ной при недостатке сине-фиолетовой части спектра;

нерациональное распределение светового потока, что требует применения осветительной арматуры (светильников).

Газоразрядные лампы – генерируют свет по принципу превращения электрической энергии в излучение оптического диапазона в результате газового разряда (дугового, тлеющего и импульсного) в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей, за счет:

возбуждения атомов, молекул или рекомбинацией ионов (газо- или паросветные);

явлений люминесценции – преобразования люминофорами невидимого ультрафиолетового излучения в видимый свет (фотолюминесцентные или для краткости люминесцентные);

излучения от раскаленных до высокой температуры в газовом разряде электродов и самого разряда (электродосветные).

Преимущества:  экономичность – световая отдача (30-80 лм/Вт) в 4-5 раз больше чем у ЛОН;

больший срок службы (5-15 тыс. ч, а при использовании электронных пускорегулирующих устройств до 20 тыс. ч);

относительно низкая яркость, что полезно для глаз;

близость спектра излучения (особенно у люминесцентных ламп) к спектру естественного света.

Недостатки: малая единичная мощность при больших размерах;

сложность схемы включения в сеть питания, так как напряжение зажигания у них значительно выше напряжения сети и период разгорания довольно продолжителен, что требует специальных пусковых приспособлений, которые часто создают шум;

пульсация светового потока (может возникнуть стробоскопический эффект – искажение восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете);

чувствительность к снижению номинального напряжения (при его снижении на 10 % и более горят неустойчиво и могут погаснуть);

зависимость от температуры внешней среды (лампы низкого давления при температурах близких к 0 ⁰С и ниже зажигаются ненадежно);

слепящее действие и значительное снижение светового потока и его пульсация к концу срока службы;

неудобство в обращении (в случае боя ламп, имеющих ртуть, необходимо собрать ее резиновой грушей, а также сдавать их после эксплуатации специальным организациям или закапывать за пределами жилых массивов в специально отведенных местах – могильниках).