Источники искусственного производственного освещения

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:

1. Лампы люминесцентные. От слоя люминофора, который покрывает лампу, свет выходит наружу;
2. Лампы газосветные. Свет выходит от газового разряда;
3. Лампы электродосветные. С помощью газового разряда происходит свечение электродов.

Различают их и по величине давления:

1. Лампы высокого давления – ГРЛВД;
2. 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.

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:

1. По распределению светового потока – есть светильники прямого, рассеянного, отраженного света;
2. 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.

Расчет искусственного освещения

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:

1. Величина нормативной освещенности;
2. Площадь помещения;
3. Высота помещения;
4. Размещение и тип светильника;
5. 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.