Системы и виды освещения
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое светом неба(прямым и отраженным), искусственное, осуществляем с электрическими лампами, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. B спектре естественного (солнечного) света в отличие от искусственного гораздо больше необходимых для человека ультрафиолетовых лучей; для естественного освещения характерна высокая диффузность (рассеянность) света, весьма благоприятная для зрительных условий работы.
Естественное освещение подразделяют на боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных окнах; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях, а также через световые проемы в местах перепада высот смежных пролётов зданий; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.
По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем — общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.
Общее освещение подразделяют на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.
На машиностроительных предприятиях рекомендуется применять систему комбинированного освещения при выполнении точных зрительных работ (слесарные, токарные, фрезерные, контрольные операции и т. д.) там, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы). Система общего освещения может быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (в литейных, сборочных цехах), а также в административных, конторских, складских помещениях и проходных. Если рабочие места сосредоточены на отдельных участках, например у конвейеров, разметочных плит, целесообразно локализовано размещать светильники общего освещения.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.
Способы выполнения осветительных сетей
Страница 50 в методичке
Назначение аварийного освещения и основные требования предъявляемые к аварийному освещению
Различают запасное или вспомогательное освещение с одной стороны, и аварийное освещение с другой стороны. Запасное освещение принимает на себя функции общего освещения в случае перебоя в электроснабжении и обеспечивает т.о. дальнейшее проведение основных работ. В основном в этих случаях используются запасные электрогенераторы, которые подают электроэнергию к тем же светильникам. Должно быть гарантированно минимум 10% от обычной рекомендуемой для данной деятельности освещенности.
Аварийное освещение подразделяется на:
-освещение для спасательных путей; для возможности безопасно покинуть помещение требуется минимальная освещенность в размере 1 лк на каждые 0,2 м высоты von >1lx in 0,2 m Hohe, при равномерности 1:40.
-освещение, предотвращающее панику, как минимальное основное освещение, делающее возможным беспроблемное достижение запасных выходов из больших помещений.
-освещение для особо опасных рабочих мест (возле агрегатов с движущимися частями), где при сбое в освещении возникает непосредственная опасность аварии и опасность для жизни работников.
Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.
Освещение безопасности следует предусматривать в случаях если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: взрыв, пожар, отравление людей; длительное нарушение технологического процесса; нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.; нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.
Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ вне зданий следует предусматривать: в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.; по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.; в лестничных метках жилых маний высотой 6 этажей и более; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования; в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий. если в помещениях могут одновременно находиться более 100 чел; в производственных помещениях без естественного света.
Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 лк при разрядных лампах и более 10 лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.
Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц: в помещениях — 0,5 лк, на открытых территориях — 0,2 лк.
Неравномерность эвакуационного освещения (отношение максимальной освещенности к минимальной) по оси эвакуационных проходов должна быть не более 40 : 1.
Светильники освещения безопасности в помещениях могут использоваться для эвакуационного освещения.
В общественных и вспомогательных зданиях предприятий выходы из помещений, где могут находиться одновременно более 100 чел., а также выходы из производственных помещений без естественного света, где могут находиться одновременно более 50 чел. или имеющих площадь более 150 м2, должны быть отмечены указателями.
Указатели выходов могут быть световыми, со встроенными в них источниками света, присоединяемыми к сети аварийного освещения, и не световыми (без источников света) при условии, что обозначение выхода (надпись, знак и т.п.) освещается светильниками аварийного освещения.
При этом указатели должны устанавливаться на расстоянии не более 25 м друг от друга, а также в местах поворота коридора. Дополнительно должны быть отмечены указателями выходы из коридоров и рекреаций. примыкающих к помещениям, перечисленным выше.
Осветительные приборы аварийного освещения (освещения безопасности, эвакуационного) допускается предусматривать горящими. включаемыми одновременно с основными осветительными приборами нормального освещения и не горящими, автоматически включаемыми при прекращении питания нормального освещения.
Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии границы.
При использовании для охраны специальных технических средств освещенность следует принимать по заданию на проектирование охранного освещения.
Для охранного освещения могут использоваться любые источники света, за исключением случаев, когда охранное освещение нормально не горит и автоматически включается от действия охранной сигнализации или других технических средств. В таких случаях должны применяться лампы накаливания.
Источники света применяемые для аварийного освещения
Для аварийного и эвакуационного освещения следует применять только лампы накаливания и люминесцентные.
Основные требования к производственному освещению
Основная задача освещения на производстве—создание наилучших условий для видения. Эту задачу возможно решить только осветительной системой, отвечающей следующим требованиям.
I. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:
объект различения— наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различить в процессе работы (например, при работе с приборами—толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах—толщина самой тонкой линии на чертеже);
фон—поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается; характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности, значения которого находятся в пределах 0,02—0,95; при коэффициенте отражения поверхности более 0,4 фон считается светлым;0,2—0,4—средним и менее 0,2—темным;
контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно, трещина, риска, раковина или другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона. Контраст определяют по формуле
К=|L0-Lф|/Lф
где Lф и Lo—яркость соответственно фона и объекта.
Контраст объекта с фоном считается большим при значениях К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при значениях К=0,2—0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при значениях К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).
2. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства. Если в поле зрения находятся поверхности, значительно отличающиеся между собой по яркости, то при переводе взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз вынужден пере адаптироваться, что ведет к утомлению зрения. |
3. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается производительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами.
4. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость — повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т. е. ухудшение видимости объектов.1
5. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети, имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностью работы газоразрядных ламп.
6. Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других— различить рельефность элементов рабочей поверхности.
7. Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.
8. Все элементы осветительных установок—светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети—должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва..
9. Установка должна быть удобной и простой в эксплуатации, отвечать требованиям эстетики.
Основные группы источников света и принцип их действия
Сегодня на российском рынке распространены 4 основных вида искусственных источников света: обычные лампы накаливания, галогенные лампы, а также люминесцентные и газоразрядные лампы. Исторически сложилось так, что первыми были лампы накаливания, честь изобретения которых до сих пор оспаривают ученые многих стран
Лампы накаливания. За время, прошедшее со дня их изобретения, последовательно улучшалась конструкция этих ламп, разрабатывались новые принципы получения света, использовались все новые и новые материалы.
Галогенные лампы. Источники галогенного света с каждым годом становятся все популярнее. В первую очередь это объясняется их мощным светом. Другими словами, по своей яркости они значительно превосходят обычные лампы накаливания. В свете галогенных ламп человеческий глаз отчетливо воспринимает окружающие цвета. Галогенные лампы, в отличие от традиционных ламп накаливания, дают свет с более высокой цветовой температурой (около 3000 К). Это делает цвета различных предметов более интенсивными и живыми.
Небольшие размеры и возможность прецизионного регулирования яркости светового излучения обеспечивают огромное разнообразие конструкций галогенных ламп. Галогенный свет - от широкого рассеянного, мягкого, не дающего тени до резко ограниченного узкого пучка - открывает перед дизайнерами новые возможности при подборе вариантов освещения.
Из-за наличия галогена в газе-наполнителе колба у галогенных ламп всегда остается прозрачной. Галоген препятствует осаждению испаряющегося с нити накаливания вольфрама на внутренних стенках колбы. В так называемом вольфрамо-галогенном цикле галоген соединяется с вольфрамом, после чего это газообразное соединение возвращается к спирали, на которой происходит осаждение вольфрама. Высвободившийся галоген возвращается обратно в цикл.
Свет галогенных ламп не теряет свою яркость на протяжении всего срока службы. Они горят ярче и служат дольше, чем обычные лампы накаливания. Колбы из кварцевого стекла, содержащие специальные абсорбирующие добавки, полностью удерживают интенсивные и вредные ультрафиолетовые составляющие в излучаемом свете.
Люминесцентные лампы. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы. Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.
Газоразрядные лампы. Осветительные устройства этого типа базируются на совершенно ином принципе действия, чем лампы накаливания. В газоразрядных лампах высокого давления электрические разряды между электродами вызывают свечение наполнителя в разрядной трубке, то есть излучаемый ими свет - это следствие происходящих в них дуговых разрядов. Эти лампы - рекордсмены по светоотдаче и применяются в осветительных установках, требующих компактных источников света большой мощности с высокими световыми потоками и значительными сроками службы.
Лампы с ртутными парами высокого давления известны уже давно. Они используются, главным образом, для уличного освещения. Другая большая группа разрядных ламп представлена металлогалогенными лампами высокого давления. Использование специальных добавок к наполнителю, таких как йодиды металлов или йодиды редкоземельных элементов, позволило значительно улучшить цветопередачу и световую отдачу этих ламп. Самой высокой световой отдачей среди всех газоразрядных ламп обладают натриевые лампы - до 150 лм/Вт. При этом у них очень большой срок службы. Это самые экономичные источники света, которые позволяют видеть все естественные цвета освещаемого объекта.
Лампы с натриевыми парами находят широкое применение в уличном, спортивном и прожекторном освещении. Применение прогрессивных технологий позволило довести срок эксплуатации этих ламп до 4 лет. Это стало возможным благодаря специальной конструкции горелки, использованию высококачественной керамики и антивибратора, а также внедрению в производство технологии лазерной сварки.
Основные критерии выбора типа источника света
Источники света характеризуются следующими параметрами: световой отдачей; сроком службы; цветностью излучения; зависимостью от температуры окружающей среды; размерами светящего тела; допустимостью отклонений от нормального положения; возможностью быстрого перезажигания в случаях отключения. Имеет значение также стоимость (цена) и возможность приобретения источника света.
Все эти характеристики должны рассматриваться в совокупности, причем в различных случаях наиболее важной из них может стать любая, что зависит от характеристики освещаемых объектов.
Световая отдача является основным экономическим показателем источников света. Однако этот показатель следует обязательно рассматривать в совокупности со сроком службы и стоимостью. Так, например, при сопоставлении этих показателей для ртутно-люминофорных и металлогалогенных ламп было установлено, что более дорогие металлогалогенные лампы ДРИ конкурируют с лампами ДРЛ при условии, если срок службы ламп ДРИ составляет не менее 2,5—4,0 тыс. ч.
Срок службы не должен рассматриваться изолированно от других параметров. Так, если лампа высокой эффективности, но малого срока службы, применяется, например, в установках сезонного характера или редко включаемых, то малый срок службы часто не является недостатком, так как лампы все равно устанавливаются заново каждый сезон.
Цветность излучения лампы является важным, но трудно оцениваемым качеством. Во всех случаях желательно, чтобы источник света имел сплошной спектр излучения, так как сколько-нибудь существенные излучения спектральных линий неизбежно приводят к селективному выявлению тех или иных цветов. Однако это зависит не только от цветности излучения, но и от цветности освещаемых объектов или их частей. В ряде случаев цветопередача не играет существенной роли и тогда даже чисто линейчатый спектр может считаться достаточно удовлетворительным, в особенности, если лампа высокоэкономична (например, лампа ДНаО).
Температура окружающей среды влияет на режим работы всех разрядных источников света. Для некоторых из них, например для люминесцентных ламп, существуют четко ограниченные пределы изменения температуры среды, соответствующие нормальной работе ламп. Другие лампы, например лампы ДРЛ, могут применяться в более широких температурных пределах.
Размеры светящего тела источника света определяют прежде всего рациональное построение оптической системы осветительного прибора. Для освещения открытых пространств это обстоятельство имеет большое значение, так как в большинстве случаев здесь применяются светильники и прожекторы с большой концентрацией светового пучка. Так, например, замена в прожекторе лампы накаливания общего назначения на прожекторную лампу позволяет уменьшить угол рассеяния прожектора примерно вдвое, увеличив при этом осевую силу света в 4 раза. По той же причине, используя ксеноновую лампу с длинной дугой, практически невозможно создать прожектор с высоким коэффициентом усиления.
Отклонение лампы от нормального положения бывает необходимым в большинстве осветительных наружных установок, причем углы наклона иногда достигают больших значений. Между тем некоторые лампы по принципу своего действия или конструкции могут нормально работать только в нормальном положении или при весьма незначительных отклонениях от него.
В некоторых случаях, например при освещении стадионов или других площадок с большим скоплением людей, возможность быстрого повторного зажигания лампы после аварийного или случайного отключения является важным свойством. Этим свойством обладают лампы накаливания всех типов, а разрядные лампы ведут себя по-разному в зависимости от их устройства. Так, люминесцентные лампы в нагретом состоянии включаются даже быстрее, чем в холодном, но разрядные лампы высокого напряжения для обеспечения нормального повторного зажигания должны быть охлаждены.
Цена лампы, в особенности в сопоставлении с ее сроком службы, может иметь решающее значение при выборе источников света. Немаловажное значение имеет также бесперебойное снабжение лампами в процессе эксплуатации. Поэтому преимущество имеют лампы массового изготовления. Лампы специальных типов должны выбираться только в тех случаях, если можно обеспечить их бесперебойную доставку и достаточно квалифицированное обслуживание.
Маркировка источников света
Условные обозначения ламп накаливания.
Лампы накаливания общего наполнения:
Б – биспиральная лампа с аргоновым наполнением.
БК – биспиральная лампа с криптоновым наполнением.
В – вакуумная.
Г – газополная лампа с аргоновым наполнением.
Лампы накаливания декоративные:
Д – декоративная лампа.
Ш – шаровая лампа.
Р – рифленая лампа.
З – зеркальная лампа. ЗК – зеркальная с концентрированным светораспределением. ЗШ – зеркальная с широким светораспределением.
R – зеркальная лампа, в маркировке импортных ламп.
В – витая лампа.
220-250 В. – рекомендованный диапазон напряжения.
40 Вт. – потребляемая мощность.
Е – винтовой цоколь (Е27 – винтовой цоколь с диаметром цоколя 27мм.).
Условные обозначения люминесцентных ламп:
Л – люминесцентная лампа.
Д – дневная цветность.
Б – белая цветность.
Ц – улучшенная цветопередача.
ТБ – теплобелая.
Э – экологическая лампа.
У – универсальная лампа.
Условные обозначения металлогалогенных ламп:
Р – ртутная лампа.
Д – дуговая лампа.
В – лампа может использоваться без ПРА.
Т – трубчатая лампа.
Достоинства и недостатки ламп накаливания
Лампа накаливания – это источник света, проходящий по спирали лампы и преобразующий энергию электрического тока в световую и тепловую энергию.
Достоинства:
Имеют небольшие размеры;
При включении загораются практически мгновенно;
Невысокая стоимость.
Недостатки:
Небольшой срок службы (около 1000 ч);
Яркость ламп отрицательно сказывается на зрении человека, поэтому требуется применения плафонов;
При повышении напряжения электросети срок службы ламп существенно снижается.
Основной недостаток ламп накаливания – низкая светоотдача, т.к. отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой сети очень мал и не превышает 4%.
Преимущества и недостатки галогенных ламп.
Так, важным преимуществом считается большой выбор ламп на современном рынке электротоваров. Производители предлагают лампы различного уровня мощности: для пониженного напряжения подходят лампы мощностью 5-150 Вт, также есть лампы, мощность которых составляет 25-250 Вт (одноцокольные со стандартным цоколем Е27 и Е14), 100-500 Вт (двухцокольные), которые рассчитаны на напряжение в 220-230 В.
Галогенные лампы обладают более высокой световой отдачей по сравнению с обычными лампами накаливания – в некоторых случаях данный показатель может быть доведен до 25 лм/Вт, что в 2 раза превышает подобный показатель у обычных ламп. Срок службы галогенной лампы в 2-4 раза превышает длительность эксплуатации обычной лампы.
Галогенные лампы обладают небольшими размерами – низковольтные лампы данного типа (100 Вт, 12 В) предполагают колбу в 5 раз меньше аналогичной лампы накаливания. За счет более высокой температуры нагрева (до 30000 К) свет галогенной лампы очень белый и более яркий, ровный. Есть возможность регулирования светового потока. Но даже при пониженном напряжении световой поток не теряет своей «белизны».
Галогенные лампы более экономически выгодные, чем обыкновенные лампы накаливания и при этом более экологически безопасны по сравнению с энергосберегающими лампами. Из-за небольших размеров (практически миниатюрности) особенно актуально использование галогенных ламп в различных светильниках для создания акцентирующего освещения. Благодаря специально сконструированной системе отражателя дизайнерам удается усилить поток света и создать необычный дизайн помещения. Также галогенные лампы используются там, где необходимо яркое освещение при небольших размерах осветительной системы.
Преимущества и недостатки ламп типа ДРЛ.
Преимущества:
высокая световая отдача (до 60 лм/Вт)
компактность, при высокой еденичной мощности
способность работать при отрицательной температуре
длительный срок службы (около 15 тыс. часов)
Недостатки:
низкая цветопередача
пульсация светового потока
критичность к колебаниям напряжения сети
Преимущества и недостатки ламп типа ДРИ.
Преимущества металогалогенных ламп:
• большой срок службы, который может достигать до 15 тыс. часов работы, в среднем такие лампы служат от 6 до 8 тыс. часов. Этому способствуют галогениды, которые взаимодействуют с частицами хрома, которые выпарились из спирали, и осаждают их обратно, продлевая, таким образом, срок службы спирали;
• цветовой диапазон температуры излучения этих устройств от 2000 до 6500 К. Благодаря этому они могут обеспечить освещение максимально приближено к натуральному, реалистически освещают предметы. Они могут излучать любой спектр света от «холодного» к «теплому»;
• эти источники света являются экономически выгодными в использовании, со сравнительно высоким КПД. Они примерно в 5 раз эффективнее традиционных ламп накаливания;
• большая интенсивность света, несмотря на незначительное энергопотребление. Например, металлогалогенная лампа мощностью 250 ВТ может обеспечить такое же освещение, как и традиционный прожектор с мощностью 1 кВт. Это также позволяет устанавливать значительно меньше светильников, для освещения такой же площади. Диапазон мощностей – от 20 Вт до 18 тыс. Вт;
• эти источники света имеют очень компактные размеры, что расширяет возможности их использования.
Недостатки металлогалогенных ламп:
• самым большим минусом такой продукции является большое тепловыделение. Это значительно ограничивает диапазон применений таких ламп. В большинстве их рекомендуют устанавливать на достаточно большой высоте и чем мощнее лампа, тем больше должна быть высота установки;
• еще одним недостатком этих источников света является долговременное зажигания. Для маломощных ламп оно может достигать 3 мин., а для мощных - 10 мин. Кроме этого, перед повторным включением такая лампа сначала должна полностью остыть;
• эти устройства невозможно использовать для диммирования (плавного регулирования интенсивности освещения).
Несмотря на некоторые недостатки, такие устройства имеют широкую сферу применения. Их используют для освещения улиц, спортивных сооружений, промышленных помещений, складов, торговых центров и крупных магазинов, гостиниц, ресторанов, школ, офисов, рекламных щитов, архитектурного подсветки и т.д.
Преимущества и недостатки ДНаТ.
Лампа ДНAТ представляет собой натриевую газоразрядную лампу высокого давления. Ее свечение вызвано образованием в парах натрия газового разряда. Резонансное излучение натрия определяет желто-оранжевый или желто-зеленоватый спектр свечения таких ламп. Подобный свет не позволяет добиться хорошего качества цветопередачи, однако, невзирая на этот недостаток, лампы ДНAТ завоевали огромную популярность как исключительно мощные и эффективные осветительные приборы. Лампа натриевая ДНAТ имеет высокую световую отдачу, которая достигает значения в 150 люмен на Ватт.
Отметим другие преимущества ламп данного типа:
- стабильность светового потока;
- длительный срок горения – в полтора раза больше, чем у других газоразрядных ламп;
- исключительная эффективность освещения улиц во время тумана.
Особенности свечения натриевых ламп определили область их применения. Они с успехом используются везде, где не требуется точно передавать цвета при искусственном освещении, или где желтоватый свет является декоративным преимуществом. Мощный и яркий свет ламп удобен для уличного освещения, в том числе архитектурного и декоративного. Одно из интересных применений дуговых натриевых ламп связано с растениеводством, где они добавляют в общий спектр облучающего овощные культуры излучения теплые нотки, интенсифицируя рост растений.
Достоинства и недостатки люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы имеют такие преимущества по сравнению с лампами накаливания как:
Высокая световая отдача, более высокий коэффициент полезного действия (20-25%) и больший срок службы. По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность;
Правильный выбор ламп по цветности может создать более естественное освещение;
Менее чувствительны к повышению напряжения. И поэтому их экономично применять в помещениях и лестничных клетках освещаемых ночью, когда в сети повышено напряжение;
Приятное для восприятия спектры излучения, которые обеспечивают высокое качество цветопередачи;
Малая себестоимость;
Низкая температура (до 50 °С), низкая яркость поверхности.
Недостатки люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются:
К концу срока службы лампы наблюдается снижение светового потока;
Единичная мощность ограниченна до 150 Вт;
Сложные схемы подключения;
При снижении напряжения в сети более, чем на 10 % от номинального значения, лампа не загорается;
Повышенная шумность работы лампы и акустические помехи;
Наличие радиопомех;
Вредные для зрения пульсации светового потока;
В лампах содержатся вредные для здоровья вещества, и поэтому вышедшие из строя лампы требуют тщательной утилизации;
При снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться (всё это зависит от температуры окружающей среды);
Достоинства и недостаткиламп типа ДКсТ
Из довольно большой серии ксеноновых ламп в осветительных установках получили применение дуговые ксе-ноновые трубчатые лампы с воздушным охлаждением типа ДКсТ.
В отличие от других газоразрядных ламп эти лампы работают без балласта в виде ПРА, но зажигаются с помощью специального пускового устройства.
Сортамент включает лампы мощностью 5, 10, 20 и 50 кВт (в небольшом количестве выпускаются также лампы 100 кВт).
Лампы имеют форму трубок диаметром 22—42 мм и длиной 640— 2610 мм.
Лампы 5 кВт включаются на напряжение 220 В попарно-последовательно, лампы 10 кВт — в сеть 220 В, более мощные лампы — в сеть 380 В.
Область применения ламп ограничивается вредным для людей избытком в их спектре ультрафиолетовых излучений.
Правда, относительно недавно начат выпуск ламп в колбе из легированного кварца (лампы ДКсТЛ), в которых этот недостаток устранен.
Пульсации светового потока у ламп ДКсТ особенно велики.
Помимо большой единичкой мощности, достоинством ламп является тот факт, что их излучение по цветности наиболее близко к естественному, дневному свету, хотя по характеру использования ламп это достоинство обычно не используется.
Характеристики светильников.
Светильники характеризуются рядом светооптических, электрических, термических, механических и геометрических показателей.
Из светооптических показателей у светильников нормируются величина защитного угла, габаритная яркость, максимальная яркость наружной поверхности рассеивателя, коэффициент полезного действия, коэффициент кривой силы света.
Защитный угол - это угол между горизонталью, на которой находится светящийся центр (тело накала) светильника, и прямой, проходящей через край рассеивателя или отражателя и центр тела накала лампы. Он характеризует зону, в пределах которой глаза человека защищены от слепящего действия лампы светильника, и нормируется для нижней и верхней полусфер светильников.
Габаритную яркость светильника определяют отношением силы света светильника к площади проекции светящейся поверхности на плоскость (S), перпендикулярную направлению измерения. При расчете освещения получаемого светильниками, встроенными в натяжные потолки или подвесные потолки, следует использовать паспортные КСС данных приборов. Это обусловлено специфическим распределением светового потока в данных светильниках.
Максимальная яркость наружной поверхности рассеивателя или преломителя светильников определяется на специальной установке для участка светящейся поверхности, площадь проекции которой на плоскость, перпендикулярную направлению измерения, должна быть равна 6,25 см2. Максимальная яркость измеряется в зонах, которые задаются в соответствии с требованиями к данному типу светильника в направлениях, проходящих через светящийся центр лампы.
Показатели яркости нормируются для различных типов светильников с обусловленными для них лампами.
Коэффициент полезного действия (КПД) устанавливается для всех типов светильников. Он определяется отношением светового потока светильника к суммарному световому потоку ламп. КПД светильника измеряют с лампами тех мощностей, которые указаны в его маркировке. Чем выше КПД светильника, тем он экономичнее при эксплуатации.
Распределение силы света светильника по поверхности, перпендикулярной распространению светового потока в нижней четверти сферы светильника, характеризуется кривойсилы света. Форма кривой силы света определяется ее коэффициентом, который находится из отношения максимальной силы света в той или иной меридиональной плоскости к условному среднеарифметическому значению силы света в той же плоскости. По коэффициенту кривой силы света можно судить о распределении светового потока светильника по освещаемой поверхности или в пространстве.
Из электрических параметров светильников учитывают число ламп, их общую номинальную мощность, сопротивление и электрическую прочность изоляции.
К термическим показателям относится показатель превышения температуры различных частей светильника над температурой окружающего воздуха при установившемся тепловом режиме.
Механическими показателями светильников являются прочность приспособлений для подвешивания светильников, прочность присоединения к контактам электроустановочных изделий.
Классы светораспределения светильников.
Страница 27 в методичке
Типы КСС
Страница 27 в методичке
Маркировка светильников
Страница 30 в методичке
Выбор степени защиты светильников в зависимости от условий окружающей среды
Страница 30 в методичке
Степень защиты светильников.
Система IP (Ingress Protection Rating) — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования (electrical enclosure equipment) от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).
Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемый стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (опасным токоведущим и опасным механическим частям), попадания внешних твёрдых предметов и (или) воды внутрь оболочки. Инородные тела, как понятие, включает в себя такие предметы как пальцы и инструменты, которые могут касаться токоведущих частей. В рамках системы определены как аспекты безопасности (контакт с токоведущими частями), так и вредные воздействия, влияющие на работу светильников.
Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты (IP) и двух цифр, первая из которых означает защиту от попадания твёрдых предметов, вторая — от проникновения воды (например IP54). Минимальный класс защиты от возможного прикосновения пальцами к токоведущим частям — IP20. Максимальная защита по этой классификации — IP68: пыленепроницаемый прибор, выдерживающий длительное погружение в воду. Спецификация и безопасность светильников будут обеспечены только в том случае, если все необходимые процедуры по их обслуживанию проводятся вовремя и в строгом соответствии с инструкциями производителя.
Первая характеристическая цифра указывает на степень защиты, обеспечиваемой оболочкой: людей от доступа к опасным частям, предотвращая или ограничивая проникновение внутрь оболочки какой-либо части тела или предмета, находящегося в руках у человека и оборудования, находящегося внутри оболочки, от проникновения внешних твёрдых предметов. Если первая характеристическая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту ни от доступа к опасным частям, ни от проникновения внешних твёрдых предметов. Первая характеристическая цифра, равная 1, указывает на то, что оболочка обеспечивает защиту от доступа к опасным частям тыльной стороной руки, 2 — пальцем, 3 — инструментом, 4, 5 и 6 — проволокой. При первой характеристической цифре, равной 1, 2, 3 и 4, оболочка обеспечивает защиту от внешних твёрдых предметов диаметром больше или равным соответственно 50мм, 12,5мм, 2,5мм и 1,0мм. При цифре 5 оболочка обеспечивает частичную, а при цифре 6 — полную защиту от пыли.
Вторая характеристическая цифра указывает степень защиты оборудования от вредного воздействия воды, которую обеспечивает оболочка. Если вторая характеристическая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту от вредного воздействия воды. Вторая характеристическая цифра, равная 1, указывает на то, что оболочка обеспечивает защиту от вертикально падающих капель воды; 2 — от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол до 15º; 3 — от воды, падающей в виде дождя; 4 — от сплошного обрызгивания; 5 — от водяных струй; 6 — от сильных водяных струй; 7 — от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду; 8 — от воздействия при длительном погружении в воду.
Часто защита от попадания жидкостей автоматически обеспечивает защиту от проникновения. Например, устройство, имеющее защиту от жидкости на уровне 4 (прямое разбрызгивание) автоматически будет иметь защиту от попадания посторонних предметов на уровне 5. У оболочек с уровнем защиты IPX7 и IPX8 не гарантируется защита от водяных струй (по уровням IPX5 и IPX6). В случае наличия такой защиты, применяется двойное обозначение, например IPX6/IPX7.
Основные методики рассчёта освещённости промышленных помещений.
Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:
1) методом коэффициента использования светового потока,
2) методом удельной мощности,
3) точечным методом.
Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.
Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.
Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.
Точечный метод расчета освещения применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.Согласно данной методики освещенность определяется в каждой точке рассчитываемой поверхности, относительно каждого источника освещения. Не сложно догадаться, что трудоемкость данного метода просто огромная! Точность находится в прямой зависимости от добросовестности инженера, проводящего расчет.
Кроме вышеуказанных методов расчета освещения, имеется комбинированный метод, который применяется в тех случаях, когда неприменим метод коэффициента использования, а светильники не относятся к классу прямого света.
Для некоторых видов помещений (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы, задающие мощность ламп для каждого такого помещения.
Рассмотрим методику проведения расчетов по каждому из описанных методов.
Метод коэффициента использования светового потока
В результате решения по методу коэффициента использования светового
потока находится световой поток лампы, по которому она подбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.
Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы:
F = (Емин х S х kз хz) / (n х η)
где F - световой поток лампы (или ламп) в светильнике, лм; Емин - нормируемая освещенность, лк, kз - коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения), z - поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная, n - число светильников (ламп), η - коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; S — площадь помещения, м2.
Коэффициент использования светового потока - справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.
Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:
1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников в помещении.
Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения
Hр = H - hc - hр, м,
где Н - высота помещения, м, hc – расстояние светильника от перекрытия ("свес" светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м, hр – высота рабочей поверхности над полом (обычно hр = 0,8м).
2) по таблицам находятся: коэффициент запаса kз поправочный коэффициент z, нормированная освещенность Емин,
3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):
i = (A х B) / (Нр х (A + B),
где А и В - ширина и длина помещения, м,
4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρс, ρп, ρр;
5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F;
6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком. Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F):
n = (Емин х S х kз хz) / (F х η)
Точечный метод расчета освещения
Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.
Порядок расчета для точечных источников света:
1) Определяется расчетная высота Hр, тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,
2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки - d;
3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;
4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑е;
5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:
Еа = (F х μ / 1000х kз) х ∑е,
где μ - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока, kз - коэффициент запаса.
Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной лампе 1000 лм. Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:
1) определяется расчетная высота Hр, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;
2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р.
По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по наивыгоднейшему соотношению (L/Нр);
3) определяется линейная плотность светового потока:
F' = (Fсв х n) / 2L,
где Fсв - световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника; n- количество светильников в полосе;
4) находятся приведенные размеры p' = p/Нр, L' = L/Нр
5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полуполосы в зависимости от типа светильника р' и L'
Еа = (F' х μ / 1000х kз) х ∑е
Метод удельной мощности
Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей
установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения:
pуд = (Pл х n) / S,
где pуд - удельная установленная мощность, Вт/м2, Pл - мощность лампы, Вт; n- число ламп в помещении; S — площадь помещения, м2.
Удельная мощность - это справочное значение. Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения. Расчетное уравнение для определения мощноcти одной лампы:
Pл = (pуд х S) / n
27-28. Сетотехнические рассчёты.
Страница 33
29. Пра
Довольно часто в «активных домах» сегодня используют пускорегулирующие аппараты, которые значительно увеличивают общий срок службы лампы и обеспечивают более надежную работу всей системы. Наиболее современными и надежными являются электронные пускорегулирующие аппараты, оценить преимущества которых уже успели многие потребители.
В среднем такое устройство дает возможность сэкономить около 20-30% энергии, что сокращает затраты на оплату электричества довольно существенно. Благодаря установке пускорегулирующего аппарата удается избежать мигания и мерцания лампы, что благоприятно воздействует на зрение и самочувствие людей, которые находятся в помещении. Устройство работает абсолютно бесшумно, поэтому можно не переживать, что после его установки жильцов будет беспокоить какой-либо шум.
Благодаря установке пускорегулирующего аппарата понижается рабочая температура всех элементов системы освещения, значительно уменьшаются потери мощности лампы, гарантируется гораздо больший световой коэффициент полезного действия. Устройство обладает небольшими габаритами и весом, что делает его монтаж простым и удобным.
Электронный пускорегулирующий аппарат состоит из нескольких блоков – входного фильтра, выпрямителя, корректора коэффициента мощности, инвертора и устройства управления. Входным фильтром обеспечивается чистота сети и защита от высокочастотных помех. Корректором коэффициента мощности обеспечивается активный характер нагрузок сети, что дает возможность исключить нагрузки питающей сети от реактивной бесполезной составляющей питающих токов. Благодаря тому, что зажигание предполагает предварительный прогрев электродов на протяжении 2 секунд, существенно увеличивается срок службы ламп. Отсутствует мигание, которое характерно для зажигания.
Устройство обеспечивает регулировку мощности питающей схемы, поэтому достигается меньшая зависимость режима работы ламп от вероятных колебаний питающей сети.
Использование пускорегулирующих аппаратов в освещении сегодня актуально как никогда. Даже если в помещении раньше были установлены электромагнитные аппараты, их без труда можно заменить на электронные, так как крупнейшими мировыми производителями выпускаются модели с расстояниями между всеми крепежными элементами, которые идентичны электронным аппаратам.
Внедрение энергоэффективных технологий, которые основаны на эксплуатации исключительно экономичных источников света, современных пускорегулирующих устройств, дает возможность экономить средства на приобретении расходных материалов, электрооборудования, затратах на оплату электроэнергии. Пускорегулирующие аппараты дают возможность существенно снижать уровень выделяемого тепла, а, значит, и расходы на кондиционирование помещений, количество источников света, создать максимально качественный уровень освещения.
30. Схемы подключения газоразрядных ламп
В сетях с нулевым проводом дроссель следует подключать к фазному питающему проводу. В целях надежного и качественного зажигания ламп необходимо использовать предусмотренное для соответствующего типа ламп устройство зажигания.
В схемах приняты следующие обозначения:
D — дроссель;
D , — дроссель с отводом;
Н — гибридный ПРА;
К — конденсатор компенсации;
K + S — быстродействующий выключатель и контактор;
К, — конденсатор компенсации и зажигания 5 мкФ;
L — лампа;
LH — вывод для высокого напряжения;
Мр - нулевой провод;
R , S , Т — фазные провода;
Sen — переключатель;
St — трансформатор с полем рассеяния;
UN - сетевое напряжение 230 В (при 2000 Вт) и 400 В (при 3500 Вт);
Z — устройство зажигания, устанавливать вблизи лампы;
ZL — провод ВЧ зажигания, к заземленному контакту лампы;
В — предохранитель 6 А, инерционный.
