Источники света. Демонстрация преимуществ и недостатков, применяемых в настоящее время источников света

Цель работы.

Демонстрация преимуществ и недостатков, применяемых в настоящее время источников света.

Изучение нормируемых качественных и количественных характеристик освещения.

Оценка степени влияния отделки интерьера на коэффициент использования (КПД) осветительной установки.

Общие положения.

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы, производительность, качество труда и безопасность в производственных условиях в значительной мере зависят от условий освещения.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем: общее – осуществляемое расположением светильников на потолке помещения; комбинированное – совокупность общего освещения и местных светильников, расположенных непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

Источники света.

В качестве источников света в настоящее время применяются электрические лампы и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Они удобны в эксплуатации, легко монтируются, дешевы, работают в широком диапазоне температур окружающей среды, однако обладают низкой световой отдачей 10 – 20 лм/Вт (при идеальных условиях 1 Вт соответствует 683 лм), сравнительно небольшим сроком службы до 2500 часов; их спектральный состав сильно отличается от естественного света, нарушается правильная цветопередача.

Газоразрядные лампы – это приборы, в которых излучение света возникает в результате электрического разряда в атмосфере паров металлов (ртуть, натрий), галогенов (йод, фтор) и инертных газов, а также явления люминесценции. Наиболее широкое применение для целей освещения помещений и открытых площадок получили люминесцентные, ксеноновые лампы в форме светящихся трубок, а также дампы ДРЛ (дуговые ртутные, люминесцентные) и натриевые по форме напоминающие вытянутые лампы накаливания.

Основные преимущества газоразрядных ламп: высокая световая отдача (ДРЛ – до 65 лм/Вт, люминесцентные – до 90 лм/Вт, ксеноновые и натриевые – 110-200 лм/Вт); большой срок службы 5000-20000 часов, близкий к естественному солнечный спектр излучения. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести наличие вредных для биосферы человека паров ртути и натрия при их раз герметизации, радиопомехи; сложную и дорогостоящую пускорегулирующую арматуру, включающую в некоторых случаях стартер, дроссели, конденсаторы; длительный период выхода отдельных типов ламп на номинальный режим (для ДРЛ – 3-5 мин), невозможность быстрого вторичного включения лампы при кратковременном отключении питающего напряжения.

Основным существенным недостатком всех газоразрядных ламп является пульсация светового потока, то есть непостоянство во времени излучения света, вызванное переменным током в питающей сети и малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп.

В момент перехода переменного напряжения через ноль освещенность, создаваемая лампой, достигает минимального значения Е_min, при достижении напряжением максимального значения освещенность принимает значение Е_max. Пульсация освещенности, не всегда заметная глазом, приводит к быстрому утомлению зрения, вызывает в некоторых случаях покраснение глаз, головную боль.

Глубина пульсации оценивается коэффициентом пульсации равным:

КП =(Е_max-E_min)/(2E_cр)´100%, (1)

где Е_max, E_min, E_cр – соответственно максимальная, минимальная и средняя освещенность, создаваемая лампой за период колебаний.

Пульсация может привести к стробоскопическому эффекту, когда при пульсирующем освещении вращающихся объектов возникает иллюзия их вращения в противоположную сторону или полной остановки. Данный эффект на практике, провоцируя ошибочные действия операторов, приводит к авариям и травмам.

Сглаживание пульсации достигается применением нескольких рядом работающих ламп со сдвигом фаз питающего напряжения или существенным повышением частоты переменного тока (f>1000 Гц).