Характеристики искусственных (электрических) источников света

5. Характеристики искусственных (электрических) источников света.

Электрическое освещение при недостаточном естественном освещении и в темное время суток выполняют с помощью ламп накаливания (ЛН) и газоразрядных ламп (ГЛ).

На качество освещения влияют: световой поток лампы; тип и свет светильника; цвет окраски помещения и оборудования;  их состояние (свежесть окраски, запыленность).

Основные характеристики ламп: номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток, световая отдача (КПД), срок службы.

 

Лампы накаливания.

В лампах накаливания используют способность нагретого до высокой температуры тела излучать свет: электрический ток, проходя через тонкую нить тугоплавкого металла (вольфрама), раскаляет ее, благодаря чему она начинает ярко светиться. Вольфрамовую нить для повышения температуры и уменьшения распыления помещают в стеклянную колбу, наполненную при изготовлении инертным газом (аргоном, ксеноном, криптоном и их смесями).

Достоинства ламп накаливания: 1 - просты в изготовлении и эксплуатации; 2 - работают в широком диапазоне температур и атмосферного давления при любом положении в пространстве; 3 - в спектре света отсутствует ультрафиолетовое излучение; 4 - материалы, из которых они изготовлены, экологически безопасны.

Недостатки ламп накаливания: 1 - при создании высокого уровня освещенности возможен перегрев помещения; 2 - относительно небольшой срок службы (около 1000 часов); 3 -  повышенная чувствительность к колебаниям напряжения в сети; 4 -  неблагоприятный спектральный состав с преобладанием желтых и красных лучей, что значительно отличается от спектра солнечного света; 5 -  низкая светоотдача – 7–20 лм/Вт (светоотдача лампы – это отношение светового потока лампы к ее электрической мощности);  6 - большая яркость (чтобы предотвратить прямое попадание света в глаза и вредное воздействие большой яркости на зрение, нить накаливания лампы необходимо закрывать);  7 - не дают равномерного распределения светового потока (при применении открытых ламп почти половина светового потока не используется для освещения рабочих поверхностей, поэтому лампы накаливания устанавливают в осветительной арматуре).

 Газоразрядные лампы.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, т.к. изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда светится; таким образом люминофор преобразует невидимое УФ– излучение в видимый свет.

 

Газоразрядные люминесцентные лампы:

 

1) низкого давления – с разным распределением светового потока по спектру лампы: ЛБ – белого света (наиболее экономичные); ЛТБ – теплого белого света; ЛХБ – холодного белого света; ЛД – дневного света; ЛДЦ – с улучшенной цветопередачей; ЛЕ – близкие по спектру к солнечному свету;

2) высокого давления: ДРЛ – дуговые ртутные лампы с исправленной цветностью; ДКсТ – ксеноновые, основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; ДHаТ – натриевые высокого давления; ДРИ – металлогалогеновые с добавкой йодидов металлов (применяют для освещения помещений большой высоты и площади).

Для производственных помещений машиностроительных предприятий (где работа не связана с различением цветов) и наружного освещения применяют лампы ДРЛ.

Газоразрядные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют преимущества:1 -  высокая светоотдача, в несколько раз большая, чем у ламп накаливания; 2 -  весьма продолжительный срок службы – 8000– 14000 часов;  3 - благоприятный и разнообразный спектральный состав (подбирая сочетание инертных газов, паров металла, заполняющих колбы ламп, и люминофоров, можно получить свет практически любого спектрального диапазона – красный, желтый, зеленый, в том числе близкий к спектру солнечного освещения - «дневной свет»);  4 - лампы высокого давления (в отличие от ламп низкого давления), например ДРЛ, ДHаТ и др. отлично работают в очень широком диапазоне температур окружающего воздуха – от минус 60 до плюс 40⁰С.

Недостатки газоразрядных ламп:1 -  относительно сложная схема включения и необходимость применения специальных пусковых приспособлений; 2 - могут создавать опасный стробоскопический эффект – явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении во времени кратности частотных характеристик движений объекта и изменения светового потока (движущиеся предметы кажутся неподвижными, вместо одного предмета видны изображения нескольких; в результате возрастает опасность травматизма);3 ртутьсодержащие газоразрядные лампы по окончании срока эксплуатации подлежат специальному складированию (переработке) в целях обеспечения безопасности человека и окружающей среды.

 

Светильники.

Светильники – это комплект лампы (источника света) и осветительной арматуры.

Основные назначения светильников: перераспределение светового потока источников света в требуемых для осветительных установок направлениях; защита ламп, оптических элементов и электрических аппаратов светильников от воздействия окружающей среды.

Светильники классифицируют: по  назначению – для общего и местного освещения; по  конструктивному исполнению – открытые, закрытые, защищенные, пыле – и влагонепроницаемые, взрывозащищенные и т.п.; по распределению светового потока – прямого, рассеянного или отраженного света. Выбор светильника осуществляют с учетом особенностей помещения.

 

6. Расчеты искусственного освещения

Расчеты систем общего равномерного и комбинированного освещения проводят методами коэффициента использования светового потока, удельной мощности, точечным, световой линии.

7. Освещение рабочих мест операторов ЭВМ

 В вычислительных центрах(ВЦ), как правило, применяют одностороннее боковое естественное освещение. Светопроемы с целью уменьше­ния солнечной инсоляции устраивают с северной, северо­восточной или северо-западной ориентацией. Если экран дисплея обращен к оконному проему, необходимы специальные экранирующие устройства: окна снабжают светорассеивающими што­рами, регулируемыми жалюзи и т. п.

Для искусственного освещения помещений ВЦ применяют люминесцентные лампы ЛБ (белого света) и ЛТБ (тепло-белого света) мощностью 20, 40 или 80 Вт. Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами. Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зави­симости от величины естественной освещенности и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.

Для обеспечения оптимальных условий зрительной работы операторов дисплейных устройств необходима определенная цветовая отделка с учетом светорассеивающих и отражающих свойств покрытий помещений, корпусов оборудования и мебели.

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк. При работе с экраном в сочетании с работой над документами — 400 лк. Рекомендуемые яркости в поле зре­ния операторов должны лежать в пределах 1:5—-1:10.

Литература.

1. СНиП 23–05–95. Строительные нормы и правила РФ. Естественное и искусственное освещение. М.: Информрекламиздат, 1995.

2. Девисилов В.А. Освещение и здоровье человека //Безопасность жизнедеятельности / – М.: ООО «Издательство «Новые технологии», 2003. – №7. Приложение, с.12–13.

3. Безопасность технологических процессов. Справочник / С.В.Белов, В.С. Бринза, Б.С.Векшин и др. М.: Машиностроение, 1985. – с. 402–406.

4. Охрана труда в вычислительных центрах/Ю. Г. Сибаров и др. – М.: Машиностроение, 1990. – 192 с.: ил.

5.Справочная книга по светотехнике /Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Энергоатомиздат, 1995.