Источники света, осветительные приборы

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р(Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф(лм), или максимальная сила света J(кд); световая отдача? = Ф/Р(лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения? = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы(до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галогеновые лампы -лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в колбе паров иода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40... 110 лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма.

К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более экономичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наименьшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения.

Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без рациональных светильников.

Электрический светильник - это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения.

Для характеристики светильника с точки зрения распределения светового потока в пространстве строят график силы света в полярной системе координат (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Кривые распределения силы света в пространстве:

1 - широкая;
2 - равномерная;
3 - глубокая

Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол - это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 6.2.).

Рис. 6.2 Защитный
угол светильника:
а - с лампой накаливания;
б - с люминесцентными
лампами

Рис. 6.3. Основные типы светильников:
а - "Универсаль";
б - "Глубокоизлучатель";
в - "Люцета";
г - "Молочный шарик";
д - взрывобсзопасный типа ВЗГ;
е - типа ОД; ж-типа ПВЛП

Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия - отношение фактического светового потока светильника Фф к световому потоку помещенной в него лампы Фп, т.е.

?св = Фф/Фп.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света.

Конструкция светильника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

На рис. 6.3. приведены некоторые наиболее распространенные типы светильников ("а-д" - для ламп накаливания, "е-ж" - для газоразрядных ламп).

38. Классификация осветительных приборов.

Осветительные приборы разделяют на приборы ближнего действия (светильники) и приборы дальнего действия (прожекторы).

Светильники, как правило, имеют более широкую кривую распределения силы света и предназначаются для освещения на относительно небольшие расстояния, не превышающие 20—30 м. Прожекторы предназначаются для освещения на большие расстояния и, как правило, устанавливаются на значительной высоте.

Приведенная классификация не всегда соблюдается заводами-изготовителями. Например, совершенно одинаковые по конструкции и светораспределению осветительные приборы ПКН и ИСУ названы по-разному: первый прибор назван прожектором, а второй, выпускаемый другим заводом,— светильником. Поэтому в дальнейшем, говоря об этих приборах, будем условно их называть «светильниками прожекторного типа».

В зависимости от назначения светильники подразделяются на светильники для внутреннего освещения (здесь не рассматриваются) и светильники для наружного освещения зданий.

Далее светильники подразделяются по типу источников света, для которых они рассчитаны. Тип источника света в значительной степени определяет конструкцию светильника. Так, например, выпускаются светильники для ламп накаливания и резко отличающиеся от них светильники для люминесцентных ламп, а также для ламп ДРЛ.

В основу классификации светильников по их светотехническим характеристикам положено их светораспределение. В зависимости от соотношения светового потока, излучаемого в нижнюю и верхнюю полусферы пространства, все светильники делятся на пять классов. Светильники для наружного освещения делятся на два класса: прямого света и рассеянного света. К первому классу относится подавляющая часть светильников наружного освещения, у которых не менее 90 % светового потока излучается в нижнюю полусферу пространства. Ко второму классу относится малочисленная группа светильников с венчающими рассеиватеалями из молочного стекла, используемых в основном при освещении садов и парков.

Почти все светильники наружного освещения, имеющие зеркальный отражатель или призматический преломлятель, имеют широкую или полуширокую кривую светораспределения, а светильники с венчающими рассеивателями — синусную кривую светораспределения.

По способу установки светильники подразделяются на подвесные (СПО, СПЗЛ, СПЗР), консольные (СКЗР, СКЗЛ) и венчающие {СВН, СВР). Эти наименования не требуют пояснения.

По степени защиты от влаги светильники подразделяются на водонезащищенные, защищенные, брызгозащищенные, каплезащищениые, струезащищенные, дождезащищенные, водонепроницаемые и герметические.

Конструкция брызгозащищенного светильника исключает возможность попадания на токоведущне части и колбу лампы брызг, падающих на светильник под углом, не превышающим 45°. К этому классу светильников относятся открытые снизу светильники наружного освещения серий СПО и СКЗ. Струезащищенная конструкция обеспечивает защиту при обливании светильника струей с любых направлений. К этому классу исполнения относятся большинство выпускаемых серий светильников наружного освещения, таких, как СКЗПР, СЗП, СЗПР, СКЗЛ и др. Водонепроницаемое исполнение обеспечивает защиту токоведущих частей колб ламп от попадания влаги пои погружении светильника в воду на ограниченное время.

Герметическое исполнение светильника допускает пребывание его в воде неограниченно долгое время. К таким светильникам относятся, например, лампы-фары типа АФ, применяемые при декоративном освещении фонтанов и бассейнов.

В соответствии с ГОСТ 13828—74 каждому типу осветительного прибора присваивается заводом-изготовителем определенное условное обозначение (шифр).

Структура шифра такова:

где

1. буква, обозначающая источник света (Н — лампа накаливания общего применения; Р — ртутные лампы типа ДРЛ, Л — люминесцентные лампы, И — кварцевые галогенные лампы накаливания, Г—ртутные лампы типа ДРИ; Ж —натриевые лампы, К — ксеноновые лампы);

2. буква, обозначающая способ установки осветительного прибора (С — подвесные, Б — настенные, П — потолочные, Т—венчающие);

3. буква, обозначающая основное назначение светильника (У —для наружного освещения);

4. двузначное число, обозначающее номер серии;

5. цифра, обозначающая число ламп в осветительном приборе (для одноламповых приборов число 1 не указывается и знак умножения не ставится);

6. цифра, обозначающая мощность ламп, Вт;

7. трехзначная цифра, обозначающая номер модификации;

8. буква и цифра, обозначающие климатическое исполнение по ГОСТ 15150—69 (У или О —для районов с умеренном климатом, Т или 4 для районов с тропическим климатом).

Для светильников, выпуск которых освоен до введения ГОСТ 13828—74, сохраняется ранее действующий ГОСТ 13828—68.

В отличие от нового ГОСТ старая структура шифра имеет еще два дополнительных элемента обозначения (цифры 9 и 10).

Элементы шифра 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 и 10 по ГОСТ 13828—68 обозначают соответственно то же, что и элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 в шифре по ГОСТ 13828—74, но модификация (элемент 9) содержит не три, а две цифры (для одноламповых светильников дефис после номера серии исключается, цифра 1 не пишется, а мощность лампы указывается после знака умножения). Элемент 7— буква, обозначающая характер светораспределения (П — прямого, Р — рассеянного света и т. д). Элемент 8—две цифры, обозначающие степень защиты (первая — от пылн, вторая — от воды).

Наряду с условным обозначением осветительным приборам могут дополнительно присваиваться наименования, например «Маяк-1», «Огонек-2».

Условные наименования осветительных приборов, освоенных до введения в действие ГОСТ 13828—68, присваивались заводами-изготовителями совершенно произвольно.

39. Электрическое освещение промышленных и гражданских зданий. Виды и системы освещения.

Монтаж электрического освещения должен выполняться только по проектам, согласованным в установленном порядке. В этих проектах должны быть указаны: классы взрыво - и пожароопасных помещений; категории и группы взрывоопасных смесей, которые могут образоваться в помещениях классов B-I и В-1 а, а также наименование горючих газов и паров ЛВЖ; места установки разделительных уплотнений во взрывоопасных помещениях; указания о выполнении антикоррозийных покрытий электрооборудования, установочных конструкций и сетевых устройств при наличии химически активной среды. [ 1 ]

Индустриализация работ помонтажу электрического освещения промышленных зданий заключается в более широком внедрении осветительных шинопроводов, заготовке блоков для электрических коммуникаций, предварительной заготовке и укрупнении осветительных щитов, щитков и ящиков, зарядке осветительных арматур и сочленении их с кронштейнами и подвесами, а также в предварительной заготовке других элементов осветительных установок. [ 2 ]

Индустриализация работ помонтажу электрического освещения промышленных зданий сводится главным образом к более широкому внедрению осветительных шинопроводов, заготовке блоков для электрических коммуникаций, предварительной заготовке и укрупнению осветительных щитов, щитков и ящиков, зарядке осветительных арматур и сочленению их с кронштейнами и подвесами, а также к заготовке других элементов осветительных установок. [ 3 ]

В сборнике ЕРЕР № 25 приводятся расценки помонтажу электрического освещения жилых и общественных зданий. [ 4 ]

Мастерская типа МО-А оборудована на базе шасси автомобиля ГАЗ-53А, оснащенного утепленным кузовом типа фургон, снабженного бензиновой отопительной установкой типа ОЗО для обогрева кузова в зимнее вреМя, предназначена длямонтажа электрического освещения в жилищном строительстве. [ 5 ]

Вследствие того что осветительные линии в большинстве случаев располагаются поперек строительных ферм, имеющих шаг 6 - 12 м, необходимо устройство дополнительных опор, связанное со значительными трудозатратами, составляющими до 40 % всех трудозатрат помонтажу электрического освещения. В тресте Белэлектромонтаж разработан и широко внедряется индустриальный способ монтажа освещения производственных помещений с линейным расположением светильников, монтируемых на монтажных блоках, собираемых вне зоны монтажа в МЭЗ. [ 6 ]

Для монтажа силового электрооборудования разрабатываются поэтажные планы зданий и цехов с указанием и координацией на них трасс прокладки питающих и распределительных силовых сетей и размещения силовых питающих пунктов и шкафов, электроприемников и пускорегулирующих аппаратов. Длямонтажа электрического освещения выполняются поэтажные планы зданий и цехов с указанием и координацией на них питающих и групповых сетей освещения, светильников, пунктов и щитков. [ 7 ]

Все перечисленные осветительные щитки и ящики изготовляются предприятиями электротехнической промышленности. Заводы Главэлектромонтажа Минмон-тажспецстроя СССР также изготовляют групповые осветительные щитки, которые могут применяться только для предприятий, монтаж электрического освещения которых выполняют электромонтажные организации Главэлектромонтажа. [ 8 ]

Отдельные виды электромонтажных работ выполняют бригады электромонтажников, снабженные передвижными мастерскими на автомобилях и на автоприцепах. Передвижные мастерские на автомобилях применяют для монтажа кабельной арматуры, сетей низкого напряжения и сетей электрического городского транспорта, электрооборудования пром-предприятий и автономных объектов с небольшим объемом работ (до 20 тыс. руб.) со сроками монтажа до 10 дней, а также для перевозки членов бригады, материалов и монтажных заготовок. Передвижные мастерские на автоприцепах используют длямонтажа электрического освещения в жилищном строительстве, электрооборудования промпредприятий, а прицепы как бытовые помещения бригады на объекте монтажа. [ 9 ]

40. Методы расчета осветительных установок. Расчет установки осветительной сети.

Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:

1) методом коэффициента использования светового потока,

2) методом удельной мощности,

3) точечным методом.

Метод коэффициента использования применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

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.

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.