Джерела штучного освітлення та світильники

В якості джерел штучного освітлення широко використовують лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Лампи розжарювання відносяться 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 і суттєві недоліки: велика яскравість (засліплююча дія); низька світлова віддача (7—20 лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год.); переважання жовто-червоних променів в порівнянні з природним світлом; висока температура нагрівання (до 140 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.

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

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

Основною перевагою газорозрядних ламп е 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) — 30—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) та білого (ЛБ) кольорів.

Основним недоліком газорозрядних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту, котрий полягає у спотворенні зорового сприйняття об'єктів, що рухаються, обертаються. До недоліків цих ламп можна віднести також складність схеми включення, шум дроселів, значний час між включенням та запалюванням ламп, відносна дороговизна.

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

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

Залежно від конструктивного виконання розрізняють світильники: відкриті (лампа не відокремлена від зовнішнього середовища), захищені (лампа відокремлена оболонкою, що не перешкоджає вільному надходженню повітря), закриті (оболонка захищає від проникнення всередину світильника великих частин пилу), пилонепроникні, вологозахищені, вибухобезпечні та підвищеної-надійності проти вибуху.

Невідповідність світлотехнічних характеристик світильника розмірам та характеру обробки освітлюваного приміщення викликає зростання встановленої потужності, зниження якості освітлення. В свою чергу, невідповідність конструктивного виконання світильника умовам середовища в приміщенні знижує довговічність і надійність роботи освітлювальної установки (агресивне, вологе, запилене середовище), а в окремих випадках може спричинити пожежу чи вибух. Тому світильники повинні бути з необхідним ступенем захисту від умов зовнішнього середовища в місцях встановлення. Особливо жорсткі вимоги щодо цього стосуються світильників, які встановлюються у вибухо- та пожежо-небезпечних приміщеннях.

Розрахунок загального освітлення

Загальні відомості

Залежно від особливостей технологічного процесу, габаритів і розташування устаткування та робочих місць приймають загальне рівномірне чи загальне локалізоване освітлення, а за необхідності - комбіноване (загальне з місцевим). Систему загального рівномірного освітлення застосовують при рівномірному розташуванні робочих місць, а також, коли не вимагається високого рівня освітленості.

Тип світильника вибирають відповідно до вибраного джерела світла, умов середовища приміщення, вимог пожежної безпеки, конструкціїстелі.

Норми освітленості вибирають за СНиП-ІІ-4-79 “Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования” відповідно до вибраного типу джерела світла (газорозрядні чи лампи розжарювання), системи освітлення і характеристики зорових робіт (найменший розмір об’єкта розпізнання, світлість фону, контраст об’єкта розрізнення з фоном).

За найменший розмір об’єкта розпізнання приймають ширину риски, тріщини, лінії, що утворює букву чи цифру, товщину нитки, дротинки тощо. Фон – поверхня, що прилягає безпосередньо до об’єкта розпізнання, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбивання ним світла

Фвідб/ Фпад.

При ρ >0,4фон вважається світлим, при р= 0,2–0,4 – середнім, при р<0,2 – темним. Контраст об’єкта з фоном характеризується співвідношенням яскравості об’єкта, що розглядається, і фону:

,

Якщо >

або ,

якщо < .

При К>0.5,контраст вважається великим, при К = 0,2–0,5– середнім, при К < 0,2 – малим.

Завдяки яскравості, фону і контрасту людина і розрізняє різні предмети. Основне значення у цьому має не освітленість, а світловий потік, відбитий від поверхні, що розглядається, і спрямований в орган зору.

Під час проектування освітлення попередньо позначають кількість рядів світильників та їхнє розташування, враховуючи таке:

1) відстань між рядами світильників liта між світильниками у ряді λ визначають за умови, що відношення цих відстаней до висоти від робочої поверхні до світильника (висоти підвісу) h не має бути більшим за 1,4 (висоту підвісу зазвичай приймають не більшою за 4–5 м);

· світильники з люмінесцентними лампами встановлюють рядами, переважно паралельно довшій стороні приміщення або стіні з вікнами;

· світильники з точковими джерелами світла розташовують рядами у вершинах квадратів, прямокутників або у шаховому порядку;

· відстань від крайніх рядів до стін приймаються рівною половині відстані між рядами;

· відстань між крайнім світильником у ряді і стінкою дорівнює половині відстані між світильниками.

Висота підвісу визначається за формулою:

h=H–(hр.п+hзв),

де Н – висота приміщення, м;

hр.п – висота робочої поверхні (може бути 0,7–1,2 м залежно від виконуваної роботи);

язв – звис – відстань від центру світильника до стелі (hзв = 0,1–1,5 м залежно від висоти приміщення і висоти світильника).

Відповідно до джерела світла, системи освітлення, схеми розташування світильників, орієнтації робочої поверхні у просторі вибирають відповідний метод розрахунку: коефіцієнта використання світлового потоку, точковий, питомої потужності тощо.