Джерела штучного освітлення

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, 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 є 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) — ЗО—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.

Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, що називаються люмінесцентними, широко застосовуються для освітлення приміщень як на виробництві, так і в побуті. Однак, вони не можуть використовуватись при низьких температурах, оскільки погано запалюються та характеризуються малою одиничною потужністю при великих розмірах самих ламп.

Газорозрядні лампи високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовнішнього середовища. Серед цих типів ламп найчастіше використовуються металогенні (МГЛ), дугові ртутні (ДРЛ), та натрієві (ДНаТ).

Окрім газорозрядних ламп для освітлення промисловість випускає лампи спеціального призначення: бактероцидні, еритемні.

До основних характеристик джерел штучного освітлення належать: номінальна напруга живлення, В; електрична потужність лампи, Вт; світловий потік, лм; світлова віддача, лм/Вт; термін експлуатації; спектральний склад світла.

2.5.7. Основи розрахунку робочого освітлення. Основним завданням світлотехнічних розрахунків є:

• при природному освітленні — визначення необхідної площі світлових прорізів;

• при штучному - необхідної кількості світильників електричної освітлювальної установки.

При природному бічному освітленні розраховується необхідна площа світлових прорізів, м²; при верхньому освітленні — площа світлових ліхтарів, м².

На підприємствах радіо-та електронної промисловості отримало найбільше поширення бічне природне освітлення. При такому освітленні основою розрахунку є необхідна площа світлового отвору, яка визначається за формулою:

S = Sп ∙ен∙Кз∙ hв∙Кзв/100∙to∙r1,

(2.7)

де S_п - площа підлоги приміщення, м²; е_н - нормоване значення КПО,%; К_з - коефіцієнт запасу, що приймається з таблиць h_в - світлова характеристика вікон (6,5-29); К_зв - коефіцієнт, що враховує затінення вікон будинками, розміщеними напроти (1,0-1,7); r₁-коефіцієнт, що враховує підвищення КПО за рахунок відбитого світла від поверхні приміщення (1.05-1,7); t_o - загальний коефіцієнт світлопропускання, який визначається з СНіП II-4-79, там же наведено детальний розрахунок природного освітлення.

Розрахунок штучного загального рівномірного освітлення проводиться методом світлового потоку (коефіцієнта використування). Світловий потік, лампи розжарювання або группи люмінесцентних ламп, об'єднаних в один світильник, визначається за формулою

F=EH∙S∙Z∙ Кз/N∙h

(2.8)

де Ен - нормована мінімальна освітленість, лк; S - площа освітлюваного приміщення, м ²; Z - коефіцієнт мінімальної освітленості (1,1-1,5); К_з - коефіцієнт запасу; N - число світильників у приміщенні; h - коефіцієнт використання світового потоку ламп.

Для розрахунку локалізованого та місцевого освітлення використовують точковий метод, який пов'язує освітленість і силу світла:

Е=jα∙cos3α∙Кз∙H2р,

(2.9)

де j_α -сила світла в напрямку джерела на дану точку робочої поверхні, кд; α - кут між нормаллю робочої поверхні і напрямком світлового потоку на джерело; Кз- - коефіцієнт запасу; H_р -висота підвісу над робочою поверхнею, м.

Найпростішим але менш точним методом є метод питомої потужності (метод ват), який позволяє визначити потужність кожної лампи для створення в поміщенні необхідної освітленості:

Рл = РS/N,

(2.10)

де Р - питома потужність (співвідношення потужності освітлювальної установки до площі освітлюваного примівщення), Вт/м²; S - площа приміщення, м², N - число ламп в освітлювальні установці.

2.5.8. Освітлення в радіо-і електронної промисловості.. Багато технологічних процесів пов'язані з великим напруженням зору, наприклад, фотолітографія, складання та монтаж напівпровідникових і електровакуумних приладів. Отже, ці процеси вимагають більшої освітленості на робочих місцях.

Залежно від специфіки технологічного процесу освітленості на робочих місцях регламентується Галузевими нормами освітленості Н-743-73. Ці норми встановлюють освітленості для приміщень з природним і штучним освітленням, аварійного та робочого освітлення.

При експлуатації освітлювальних установок необхідно виконувати терміни очищення світильників, передбачених нормами. Наприклад, в монтажно-складальних цехах світильники повинні очищатися від пилу не рідше 1 разу на 3 міс., на ділянках виробництва кераміки, скла, на ділянках волочіння, виробництва тугоплавких матеріалів - не рідше 1 разу на місяць