Газоразрядные лампы
В помещениях используются газоразрядные лампы и лампы накаливания, которые при искусственном освещении являются основными источниками света. Физической основой газоразрядных ламп, которые излучают энергию в видимом диапазоне, является электрический разряд в газах. В результате этого их часто называют разрядными лампами. Этот вид ламп более предпочтителен в системе искусственного освещения, потому что обладают высокой световой отдачей и продолжительным сроком службы. Газоразрядные лампы имеют световой поток, близкий к естественному освещению.
По источнику света они делятся на несколько видов:
- Лампы люминесцентные. От слоя люминофора, который покрывает лампу, свет выходит наружу;
- Лампы газосветные. Свет выходит от газового разряда;
- Лампы электродосветные. С помощью газового разряда происходит свечение электродов.
Различают их и по величине давления:
- Лампы высокого давления – ГРЛВД;
- Лампы низкого давления – ГРЛНД.
Газоразрядные люминесцентные лампы внешне представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой имеет тонкий слой люминофора. Задача этого слоя – ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда преобразовать в видимый свет. Лампы создают различный спектральный состав света, что зависит от люминофора, и имеют дневной свет, холодный белый свет, теплый белый свет, белый свет.
Кроме ламп низкого давления, в производственном освещении широко применяются газоразрядные лампы высокого давления. К ним относятся дуговые ртутные люминисцентные лампы, дуговые ртутные с йодидами, дуговые ксеноновые трубчатые. Все эти лампы, как правило, используются для освещения территорий предприятия.
Несмотря на свои недостатки, газоразрядные лампы вытесняют лампы накаливания и широко используются для освещения общественных мест, магазинов, офисов, пешеходных зон, для освещения театров, кино, эстрады и др.
Лампы накаливания
Лампы накаливания, как и газоразрядные, тоже используются в качестве источников освещения производственных помещений.
В этом электрическом источнике света светящимся телом является накал-проводник, который нагревается до высокой температуры протеканием по нему электрического тока. Изготавливается тело накала исключительно из вольфрама и его сплавов, в то время как ещё в первой половине $XX$ века материалом для его производства было углеродное волокно.
Лампы наливания могут быть разных типов – вакуумные, газонаполненные, биспиральные с использованием вольфрамовой проволоки. Есть лампы-светильники – это класс ламп с зеркальным отражателем. Колебания напряжения в сети действуют на них отрицательно, в связи с их большой чувствительностью, что снижает срок их работы.
Лампы накаливания имеют большую историю, насчитывающую $120$-летний период, за который было создано огромное их количество от миниатюрных – для карманных фонариков, до мощных прожекторных ламп. Для работы этого типа ламп хорошо подходит как переменный, так и постоянный ток. Срок их службы при работе $8$ часов в день составляет $3$-$5$ месяцев.
Лучший спектральный состав света имеют лампы накаливания с йодным циклом, а с учетом хороших экономических характеристик они получают большое распространение.
В освещении производственных помещений значительную роль играет правильно выбранный светильник. Светильник представляет собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Светильники перераспределяют световой поток источников света в нужных направлениях. Кроме этого они защищают лампы от воздействия внешней среды. Это функциональное их назначение.
Различаются светильники:
- По распределению светового потока – есть светильники прямого, рассеянного, отраженного света;
- По конструктивному исполнению они могут быть открытые, закрытые, пыле- и влагонепроницаемые, взрывозащищенные.
Используются они как для местного, так и для общего освещения. В принципе, те производственные помещения, где персонал находится постоянно, должны иметь естественное освещение, искусственное освещение используют в темное время года, суток.
Совместное освещение применяют при выполнении работ наивысшей точности.
Все рабочие места и производственные помещения на предмет освещенности необходимо контролировать не реже одного раза в год, а фактическая их освещенность выше нормируемой или равной ей, значительно чаще. Норма освещенности определяется по таблицам СНиП 23-05-95.
Расчет искусственного освещения
Довольно часто в производственных условиях появляется необходимость произвести расчет искусственного освещения, чтобы проверить его соответствие нормам по охране труда. Второй необходимостью может быть разработка новой системы под какой-то конкретный вид работ. Для проверки соответствия необходимо измерить фактический уровень и сравнить его с нормативным уровнем освещенности. Если же проектируется новый источник, то необходимо определиться с системой освещения, типом источника, установить требуемую освещенность по нормам. В дальнейшем рассчитывается число ламп или светильников, необходимых для её обеспечения
Для расчета искусственного освещения используют целый ряд методов:
Метод точечный. С помощью этого метода можно определить, насколько освещена плоскость в любой из рассчитываемых точек, а вычисление производится по отношению к каждому источнику отдельно. Данный способ требует большой внимательности и аккуратности, потому что является достаточно трудоёмким.
Менее точным, но наиболее простым является метод-ватт. В связи с простотой его применяют для ориентировочных расчетов. С помощью метода определяется мощность каждой лампы с целью обеспечения нормируемой освещенности помещения. Для этого используется формула: Pл = PS/N,
Где Pл – мощность одной лампы (Вт);
P – удельная мощность (Вт/м. кв);
S – площадь помещения (м. кв);
N – число ламп в осветительной установке.
Удельная мощность зависит от таких показателей как:
- Величина нормативной освещенности;
- Площадь помещения;
- Высота помещения;
- Размещение и тип светильника;
- Коэффициент запаса.
Данные удельной мощности приводятся в таблицах и меняются в больших пределах, например, освещенность до $200$ лк вызовет изменения от $8$ до $28$ Вт/м. кв.
Метод профессора А.А. Труханова при расчете осветительных установок с направленным светом, дает наибольшую точность и называется графическим методом. Расчет в данном случае ведется по номограммам.
При расчете общего равномерного освещения помещений чаще всего применяется метод коэффициента использования светового потока. Метод учитывает не только прямой свет от светильника, но и отраженный свет от стен и потолка. Общая формула, по которой рассчитывается световой поток, выглядит так: F = (Eмин x S x Kз x z)/(n x η),
Где:
F – световой поток (для одной или нескольких ламп);
Eмин – освещенность по нормативу (лк);
Кз – коэффициент запаса, в зависимости от загрязненности помещения и типа ламп;
Z – поправочный коэффициент, учитывающий превышающие нормативы;
n – число светильников;
S – площадь помещения (м.кв);
Коэффициент использования светового потока – η.
Он является величиной справочной, зависит от вида светильника, размеров помещения, а также от коэффициента отражения материалов – стены, пол, потолок.
