Виды освещения

  

 

                                  Введение

 

  Мы живём в мире света  и созданных им  изображений.    Солнечный  свет  был

началом жизни  и  колыбелью  Человека  на  Земле.  Сознание  человека  стало

определяться его образным  мышлением.  Природный  свет,  рождённый  солнцем,

создал для нас огромный мир  ощущений и дал нам возможность  определить  своё

отношение  к  окружающему  нас  миру,  а  свет  искусственный  стал  началом

человеческой цивилизации. Сегодня  электрический  свет  определяет  качество

нашей жизни и комфортность состояния  человека. Плохой  свет,  как  и  плохие

очки, может стать причиной усталости, раздражительности, плохого  настроения

и  других  неприятных  последствий.  Искусство  освещения  пытаются  постичь

миллионы людей, обустраивая своё  жилище  и  рабочее  место.  Принимаясь  за

улучшение светового  комфорта  и  уюта  в  собственном  доме  или  квартире,

полезно иметь хотя бы самые элементарные сведения о светотехнике и  правилах

рационального освещения.

  Улучшение светового комфорта  в  домашних  условиях  и   на  работе  создаёт

человеку не только настроение, но и  позволяет  длительное  время  сохранять

работоспособность;  а  правильный  световой  дизайн  и  хорошо   подобранная

цветовая гамма  окружающей  обстановки  определяют  внутреннее  состояние  и

помогают сохранить здоровье. Следует, конечно,  не  забывать,  что  здоровый

образ  жизни  мы  связываем  со  светлой   и   приятной   глазу   окружающей

обстановкой, которая создаёт нам  запас прочности во всех наших  начинаниях  в

жизни.

 

 

 

                          Развитие технологии ламп

 

  Электрический  свет  интернационален   по  месту  своего  рождения.  В  его

открытии и создании участвовали выдающиеся учёные и изобретатели  из  многих

стран мира. Первый этап разработки электрических  источников света  благодаря

открытиям и изобретениям Деви, Вольта, Петрова,  Мольена,  Габела,  Адамаса,

Шпренгеля, Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона  и других  завершился  в 1879г.

Созданием Эдисоном лампы накаливания  в  привычном  для нас конструктивном

виде. Первые публичные установки электрического освещения появились в конце

19 века в странах Западной  Европы, в Америке и России. Электрическая   «свеча

Яблочкова» произвела сенсацию в  Париже  и  была  названа  «русским  светом»

(рис.1.1).

  Конкуренция ламп накаливания  появилась с разработкой  поколения   разрядных

ламп  в  30-х  годах  нашего  столетия:  люминесцентных  и   ртутных   ламп,

обладающих  двумя  выдающимися  преимуществами:  в  несколько  раз   высокой

энергоэкономичностью  и продолжительностью  работы.  Несмотря  на   большую

стоимость, необходимость применения для их включения  и  работы  специальных

пускорегулирующих аппаратов (ПРА) и  многие  другие  недостатки,  эти  лампы

стали быстро вытеснять лампы накаливания, и  в первую очередь это  коснулось

областей промышленного и уличного освещения.  С  50-х  годов  люминесцентные

лампы стали занимать прочные  позиции  в  освещении  помещений  общественных

зданий (классы и аудитории, офисы, больницы и др.). В конце  60-х  разрядные

лампы пополнились  новым  классом  –  металлогалогенными  лампами,  которые,

сохраняя преимущества  ртутных  ламп  высокого  давления  (ДРЛ),  отличаются

более высокими показателями энергоэкономичности и цветопередачи.

Наиболее широко эти лампы стали  применяться сначала в  освещении  спортивных

сооружений  (для  обеспечения  требований  ТВ  -  трансляций).  Вершиной   в

разработке энергоэкономичных ламп следует считать натриевые лампы высокого

давления с жёлто – золотистым светом. Одна  такая  лампа  мощностью  400  Вт

заменяет лампу ДРЛ мощностью 1000  Вт  и  10  ламп  накаливания  по  300  Вт

каждая.  Из–за  недостаточной цветопередачи эти лампы в первую  очередь

применяются в уличном освещении. Для расширения области

применения  разрядных ламп в  жилых и общественных зданиях  в 70-х годах  были

разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе  с  таким  же

цоколем,  как  и  у  лампы  накаливания.  Ввернув  такую  лампу  в   обычный

светильник, можно снизить его  мощность в 5-6 раз  (например,  КЛЛ  мощностью

13 Вт заменит  лампу  накаливания   мощностью  75  Вт).  В те  же  годы  для

подсветки экспозиций на выставках  и в  музеях  появились  галогенные  лампы,

отличающиеся от обычных исключительной компактностью, в 1,5-2 раза  большими

экономичностью и сроком службы.   Наиболее  эффективны  и  безопасны  лампы,

рассчитанные на напряжение 12 В, хотя при сетевом напряжении они и требуют

установки понижающих трансформаторов. Сегодня  зеркальные  галогенные  лампы

накаливания стали эффективным  и  престижным  источником  света  в  освещении

офисов, банков, ресторанов, магазинов  и др. помещений.

  Современную историю источников  света  удивительные  по  продолжительности

работы  «вечные»  лампы  с  новым  принципом  действия  (рис.1.2).  Это  так

называемые компактные безэлектродные  высокочастотные люминесцентные  лампы

типа QL мощностью 85 Вт и сроком службы 60  тыс.  часов,  не  уступающие  по

другим характеристикам лучшим разрядным лампам. Представленные в  начале  90-

х годов фирмой Philips, эти лампы находят всё большее применение,  особенно

в  странах  северной  Европы.  Совсем  недавно  они  были  использованы  при

модернизации  освещения  большой  учебной  аудитории  в  Финляндию.   Авторы

проекта утверждают, что очередная  замена ламп будет проведена в  2025  году.

 

----------------------------------------------------------------------------

-------

 

1879г.- изобретение лампы накаливания

1924г.- изобретение автомобильной  фары ближнего/дальнего света

1933г.- внедрение ртутной лампы  высокого давления

1938г.- внедрение люминесцентной  лампы

1949г.- создание лампы накаливания  «мягкого белого» цвета

1954г.- внедрение кварцевой лампы  накаливания

1958г.- внедрение галогенной лампы

1962г.- изобретение натриевой лампы  высокого давления             1965г.-

внедрение металлогалогенной лампы

1973г.- внедрение люминесцентных  ламп пониженной мощности

1974г.- внедрение эллипсоидного отражателя

1975г.- внедрение зеркальных ламп  с фацетным отражателем

1982г.- внедрение металлогалогенной лампы низкой мощности

1987г.- внедрение люминесцентной  лампы Biax в 40 ватт

1989г.- внедрение лампы (Halogen-IR™ PAR)

1991г.- внедрение лампы (ConstantColor™ Presise)

1992г.- внедрение компактной люминесцентной  лампы (Biax™Compact)

1994г.- изобретение безэлектродной люминесцентной лампы (Genura)

1995г.- выпуск компактной люминесцентной  винтовой лампы (Heliax)

 

 

 

                       Различные виды источников света

 

                              Лампы накаливания

 

   По  особенностям  устройства  и  принципа  действия  лампы   накаливания,

применяемые для целей освещения  можно разбить на 2  большие  группы:  общего

применения (обычные лампы в  традиционном  исполнении)  и  галогенные  лампы

накаливания, которым посвящён следующий  раздел.

  Устройство ламп, в принципе  осталось таким же, как предложил   Эдисон.  Для

повышения температуры тела накала и снижения его  скорости  распыления  (это

основные  способы  увеличения  световой   отдачи   и   срока   службы   ламп

накаливания)  вместо  угольной  нити  в  современных   лампах   используется

спиральная или биспиральная (спираль из спирали) вольфрамовая проволока и в

подавляющем большинстве типов ламп вместо вакуума применяется инертный  газ:

аргон или криптон. Появился также  класс ламп с зеркальным отражателем,  т.е.

лампы светильники. Лампы  очень  чувствительны  к  колебаниям  напряжения  в

сети: при  перенапряжении  резко  снижается  срок  службы,  а  недостаточное

напряжение ведёт к непропорционально  большой потере светового  потока  (хотя

срок службы при этом возрастает). Нормальная работа ламп обеспечивается  при

колебаниях  напряжения  не  более  чем  на  5  %.  Для  сетей  с  постоянным

перенапряжением в России выпускаются  лампы  с  маркировкой  230-240В.  Лампы

накаливания одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе.

  Почти для всех типов   ламп  средний  срок  службы  составляет  1000  ч.  В

реальных  условиях  он  может быть  меньшим в   зависимости   от   условий

эксплуатации и конструктивного  исполнения светильника. При работе в  среднем

8 ч в день лампа живёт обычно 3-5 месяцев.

  Лампы имеют невысокую световую  отдачу от 7 до 17  лм/Вт.  Этот  показатель

растёт при увеличении мощности лампы и снижении напряжения, на  которое  она

рассчитана. Например, лампа мощностью  40  Вт  220В  имеет  световую  отдачу

около 10 лм/Вт, а 100-ваттная – до 14 лм/Вт. Лампы  одинаковой  мощности  на

127 и 220 В отличаются по световому потоку на  10-12%.  Отличить  лучшую  по

энергоэкономичности лампу можно по её белому излучению.

  Лампы накаливания – традиционный  источник  света  в  помещениях  жилых  и

общественных зданий. Они создают  неповторимую обстановку  праздничности  или

уюта и применяются  во  всех  случаях,  когда  это  необходимо  по  условиям

дизайна. В функциональном  отношении  они  очень  эффективны  при  освещении

картин и других нестойких к воздействию света экспонатов. Их невысокий срок

службы  и  световая  отдача  бывают  не   столь   важны   в   помещениях   с

кратковременным пребыванием  людей  и  при  низких  нормированных  значениях

освещённости.

 

                              Галогенные лампы

 

  По принципу действия эти   лампы  устроены  так  же,  как  и  другие  лампы

накаливания. Главное отличие состоит  в  том,  что  внутренний  объём  лампы

заполнен парами йода или брома – т.е. галогенных элементов, что и отражено

в  названии  ламп.  Использована  химическая  способность   этих   элементов

непрерывно  «собирать»  осевшие  на  колбе  испарившиеся  частицы  вольфрама

(реакция  окисления)  и   возвращать  их   «домой»   на  вольфрамовую  спираль

(реакция  восстановления).  Этот  «галогенно-вольфрамовый  цикл»   позволяет

увеличить температуру и продолжительность  жизни тела накала  и,  в  конечном

счёте, повысить в 1,5-2 раза световую отдачу  и срок  службы  ламп.  Другое

важное отличие состоит в  том, что колба  выполнена  не  из  обычного,  а из

кварцевого стекла, более устойчивого  к  высокой  температуре  и  химическим

взаимодействиям. Благодаря этому  размеры галогенных ламп можно  уменьшить  в

несколько раз по сравнению с  обычными лампами такой же мощности.  Устройство

зеркальных галогенных ламп отличается тем, что зеркальный отражатель  вместе

с цоколем приклеен к колбе лампы.  Зеркальное  покрытие  выполняется путём

напыления на стеклянный отражатель химически чистого алюминия  (непрозрачное

   покрытие)   или   специального   полупрозрачного   покрытия.   Лампы    с

полупрозрачным (интерференционным) покрытием почти не  нагревают  освещаемую

поверхность, т.к. ИК излучение пропускается отражателем  «назад».  Некоторые

типы ламп имеют также фильтры, не пропускающие УФ лучи.

  Наряду с лампами, рассчитанными  для непосредственного включения  в  сеть  с

напряжением 220,127 или  110  В,  очень широкое применение  находят лампы

низкого напряжения обычно на 12 В. Как и все лампы накаливания,  галогенные

лампы резко реагируют на изменение  напряжения в сети.  Увеличенное  на  5-6%

напряжение может привести  к  почти  двукратному  сокращению  срока  службы.

Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.

  Большинство ламп имеют срок  службы 2000 ч, т.е.  в  2  раза  больший,  чем

обычные лампы накаливания. Некоторые  типы  зеркальных  ламп  выпускаются  со

сроком службы 3000 и 4000 ч.

  Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше,  чем у других  ламп  накаливания.

Световая отдача трубчатых  ламп  находится  в  пределах  от  14  лм/Вт  (при

мощности 60 Вт) до 25  лм/Вт  (при  мощности  2000  Вт).  У  остальных  ламп

световая отдача составляет от 14 до 17 лм/Вт при сетевом напряжении и  почти

до 20 лм/Вт для маломощных ламп низкого  напряжения.

  Лампы на сетевое напряжение  с цилиндрической или  свечеобразной   колбой  с

успехом заменяют обычные лампы  во всех сферах их применения и особенно  там,

где  требуются  небольшие  габариты  по  условиям  размещения  в  стеснённых

объёмах или скрытого расположения.  Зеркальные  лампы,  особенно  на  низкое

напряжение, практически  незаменимы  в  технике  акцентированного  освещения

выставок, музеев, витрин, ресторанов, жилых помещений и др.

 

                            Люминесцентные лампы

 

 Для потребителей её удобнее   провести  по  форме  ламп:  прямые  трубчатые,

фигурные и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Принцип  действия  состоит

в использовании электролюминесценции (свечения паров металлов  и  газов  при

прохождении через них электрического  тока)  и фотолюминесценции (свечение

вещества  люминофора  при  его  облучении  другим,  например,  невидимым  УФ

светом). В люминесцентной лампе  электрический разряд происходит  при  низком