Естественное освещение. Источники света подразделяются на естественные (Солнце) и искусственные

Источники света

Источники света подразделяются на естественные (Солнце) и искусственные.

Зрительный аппарат человека создавался природой в течение длительного времени при практически одинаковом спектре электромагнитного излучения Солнца. Поэтому зрительный аппарат человека полностью адаптировался к спектру солнечного излучения в видимой оптической области от 0,38 до 0,76 мкм.

Наибольшая относительная интенсивность солнечного излучения приходится на длину волны 0,555 мкм. (рис. 1, желтовато-зеленый цвет). Так же и наибольшая относительная чувствительность глаз человека приходится на эту волну. Относительная чувствительность глаз человека полностью соответствует относительной интенсивности излучения Солнца. Поэтому наиболее рациональным является естественный источник света. В связи с тем, что естественный источник света действует непродолжительное время в течение суток, возникла необходимость в создании искусственных источников света.

При создании искусственных источников света необходимо стремится к тому, чтобы их спектр излучения приближался к солнечному (излучающая поверхность Солнца имеет температуру около 6000 °С)

Рис. 1. Относительная интенсивность спектра солнечного излучения и чувствительность восприятия света зрительным аппаратом

В настоящее время промышленностью выпускаются искусственные источники света: тепловые и газоразрядные. К тепловым относятся лампы накаливания, спектр излучения которых (рис.1., кривая л.н.) значительно отличается от естественного света и сдвинута в красную область. Различать цвета, а особенно цветовые оттенки, затруднительно. КПД ламп накаливания не превышает 3%, средний срок службы не более 1000 ч. Поэтому лампы накаливания не рекомендуется применять для освещения производственных и общественных помещений.

Техническая характеристика некоторых ламп накаливания приведена в табл. 1.

Таблица 1.

Характеристика ламп накаливания

Маркировка ламп: В – вакуумная, Г – газонаполненная, Б – бесспиральная, БК – бесспиральная криптоновая.

Газоразрядные лампы выпускаются следующих типов: люминесцентные, дуговые ртутные высокого давления ДРЛ, металлогалогенные ДРИ, ксеноновые трубчатые ДКсТ, натриевые ДНА и др.

Люминесцентные лампы выпускаются пяти типов: белого света ЛБ, теплобелого света ЛТБ, холоднобелого света ЛХБ, дневного света ЛД, улучшенного спектрального состава ЛДЦ.

Техническая характеристика люминесцентных ламп приведена в табл. 2.

Таблица 2

Средний срок службы люминесцентных ламп составляет 10000 час, КПД – 7-9%. Световая отдача ламп, если отдачу лампы ЛБ принять за 100%, будет: ЛХБ, ЛТБ в среднем 89%, ЛД – 79%, ЛДЦ – 62%.

Люминесцентные лампы типа ЛДЦ следует применять в тех случаях, когда требуется правильное различение цветовых оттенков, а в менее ответственных случаях лампы ЛД, а также ЛХБ. Например, для осветительных установок общего освещения в механических, инструментальных и автоматических цехах, а также в местах сборки мелких изделий, приборов и точных механизмов преимущественно рекомендуется применять лампы типа ЛД.

В остальных случаях рекомендуется применять лампы ЛБ, а в помещениях общественного назначения также лампы типа ЛТБ.

Люминесцентные лампы не рекомендуется применять при высоте подвеса их над рабочей поверхностью свыше 8 -9 м., а также в производствах со значительными тепловыделениями (при температуре окружающего воздуха свыше 25°С), кроме ЛДЦ, ЛД.

Относительные интенсивности спектров люминесцентных ламп приведены на рис. 2 – сплошные линии и солнечного света – пунктирные линии.

Рис. 2. Относительная интенсивность спектров люминесцентных ламп (сплошные линии) и солнечного света (пунктирные линии)

Лампы ДРЛ, ДРИ применяются в осветительной технике, когда требуется высокая освещенность, но по характеру работы не требуется точного различения цветов и их оттенков. Лампы ДРЛ и ДРИ наиболее целесообразно применять при высоте подвеса свыше 8 – 9 м над рабочей поверхностью. Так, например, одна лампа ДРЛ мощностью 1000 вт создает при высоте подвеса 8 м такую же освещенность, как 18 – 20 люминесцентных ламп по 40 вт или 11 – 12 ламп по 80 вт. Это значительно удешевляет осветительную установку и упрощает ее обслуживание.

Световой поток и зажигание ламп ДРЛ и ДРИ практически не зависят от температуры окружающего воздуха. Поэтому эти лампы целесообразно применять для освещения помещений с большими тепловыделениями (температура воздуха выше 25°С), когда не требуется точного различения цветов и оттенков. Например, в плавильно-заливочных отделениях литейных цехов, в доменных и сталеплавильных цехах и т.д.

На открытых пространствах промышленных предприятий, где производятся работы в темное время суток и требуется повышенная освещенность, экономически целесообразно применять лампы ДРЛ ДРИ.

Техническая характеристика ламп ДРЛ приведена в табл. 3, ламп ДРИ в табл. 4.

Таблица 3

Характеристика ламп ДРЛ

Таблица 4.

Характеристика ламп ДРИ

Срок службы ламп ДРЛ, ДРИ составляет 6000 – 10000 часов, КПД в среднем 6 – 8 %. Относительная спектральная интенсивность излучения ламп ДРЛ (рис.3 сплошная линия) значительно отличается от солнечной (пунктирная линия).

Рис. 3. Относительная интенсивность спектра ламп ДРЛ (сплошная линия)

Лампы ДРЛ и ДРИ не рекомендуется применять для аварийного освещения, т.к. они после включения выходят на нормальный режим работы в течение 5 – 15 минут.

Ксеноновые лампы – разряд происходит в инертном газе ксеноне при давлении 10 атм. Излучение этих ламп – с непрерывным спектром от ультрафиолетовой до ближайшей инфракрасной области. Излучение ксеноновых ламп в видимой области соответствует естественному дневному свету и цветопередача практически не отличается от таковой при дневном свете.

Ксеноновыми лампами целесообразно освещать крупные строительные и промышленные площадки, железнодорожные станции, морские порты, площади и широкие проезды городов, выставочные и спортивные сооружения, высокие цехи промышленных предприятий, карьеры, отвалы и т.п.

Характеристика ксеноновых ламп приведена в табл. 5.

Таблица 5.

Характеристика ксеноновых ламп.

Индекс «В» у ксеноновых ламп обозначает – их охлаждение дисцилированной водой.

К.П.Д ксеноновых ламп находится в пределах 4 – 6 %.

Натриевые лампы являются наиболее эффективными газоразрядными лампами. Их световая отдача достигает 100 ЛМ/Вт, но излучаемый этими лампами почти монохромотический желто-зеленый свет сильно искажает цветопередачу, что значительно ограничивает область их применения. Натриевые лампы рекомендуется использовать для освещения ответственных участков автострад и шоссейных дорог, что позволяет сократить расход электроэнергии в 4-5 раз по сравнению с лампами накаливания. Особенно ценным является при использовании натриевых ламп для освещения дорог потому, что их свет довольно хорошо виден при туманной погоде.

Натриевые лампы целесообразно применять также и в некоторых установках внутреннего освещения в условиях насыщенности воздуха паром, дымом, так как свет натриевых ламп относительно хорошо виден при туманной погоде.

Промышленностью выпускаются натриевые лампы типа ДНАО-140 мощностью 140 Вт со световым потоком 10000лм, сроком службы 12000 час и К.П.Д 11-13 %.

Искусственные источники света работают на переменном токе, поэтому излучаемый ими световой поток пульсирует. Коэффициент пульсаций светового потока (табл. 5-а) показывает, что он наибольший у ламп ДРЛ, ДРИ и ДКсТ.

Таблица 5-а

Коэффициент пульсации светового потока источников света

Естественное освещение

Естественное освещение оказывает тонизирующее действие света на организм человека, его спектр соответствует спектру солнечного света, кроме того естественное освещение оказывает положительное психологическое действие на человека. Естественный свет создает у людей ощущение непосредственной связи с окружающим миром, природой и успокаивающее действие на нервную систему. Поэтому во всех производственных и общественных помещениях необходимо предусматривать естественное освещение за исключением тех производств, где по техническим или технологическим причинам его нельзя применять.