Источники искусственного освещения

В качестве источников искусственного света используются лампы накаливания и газоразрядные лампы, питающиеся от сети напряжением не выше 220 В.

Для освещения помещений и рабочих мест не допускается использовать открытые лампы. Применяются для этой цели светильники - приборы, состоящие из источника света (лампы) и арматуры. В зависимости от особенности распределения светового потока в пространстве светильники подразделяются на классы: прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, преимущественно отраженного света, отраженного света.

Для ограничения слепящего действия света на органы зрения человека светильники должны иметь определенный по величине защитный угол, образуемый пересечением горизонтали и линии, и соединяющей крайнюю точку светящегося тела с противоположным краем отражателя (непрозрачного экрана). Защитный угол светильников в зависимости от их конструкции находится обычно в пределах 15...>30°. От величины защитного угла, мощности используемых ламп зависит высота размещения светильников над полом. Для местного освещения используют светильники с непросвечивающими отражателями, имеющими защитный угол не менее 30°. Допускается использовать светильники с защитным углом от 10 до 30° при расположении отражателей ниже уровня глаз работников.

В зависимости от конструктивного исполнения светильники бывают:

• открытые;

• защищенные;

• закрытые;

• пыле- и влагонепроницаемые;

• взрывозащищенные.

Источники искусственного света

В качестве источников искусственного света применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы. В лампах на­каливания источником света является раскаленная прово­лока из тугоплавкого металла (вольфрама). Эти лампы дают непрерывный спектр "излучения с преобладанием желто-красных лучей по сравнению с естественным светом. По кон­струкции лампы накаливания бывают вакуумные (НВ), газона­полненные (НГ), бесспиральные (НБ), бесспиральные с криптоноксеноновым наполнением (НБК). Имеются также зер­кальные лампы (3), являющиеся лампами-светильниками. Выпускаются лампы накаливания с йодным циклом большой мощности (от 250 до 2200 Вт); они имеют повышенный срок службы (до 2000 ч).

Увеличение срока службы ламп накаливания связано с тем, что пары иода при температуре колбы в пределах 250...1200°С образуют с осевшим на колбе вольфрамом йодистый вольфрам, который испаряется и, попадая в область нити накала, разлагается на иод и вольфрам, последний оседает на теле (ни­ти) накала, если температура в этой области превышает 1400 °С. Пары иода возвращаются к колбе лампы, образуется снова йодистый вольфрам, и начинается новый цикл переноса вольфрама с колбы лампы на тело накала.

Разрабатываются новые лампы накаливания,- например неодимовые, имеющие подкрашенную колбу, и антистоксовые, у которых колба покрыта люминофором.

Общим недостатком ламп накаливания является небольшой срок службы (около 1000 ч) и малый коэффициент полезного действия.

В настоящее время все большее применение в промышлен­ности находят газоразрядные лампы, которые бывают низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, представляют собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем твердого кристаллического вещества — люмино­фора. Колба лампы наполнена дозированным количеством ртути (30...80 мг) и инертным газом, (обычно аргоном) при давлении около 400 Па (3 мм рт. ст.). По обоим концам трубки укреплены электроды. При включении лампы электрический ток, протекающий между электродами, вызывает в парах ртути электрический разряд, сопровождающийся излучением (элек­тролюминесценция). Это излучение, воздействуя на люмино­фор, преобразуется в световое излучение (фотолюминесцен­ция). В зависимости от состава люминофора люминесцентные лампы обладают различной цветностью. В настоящее время промышленность выпускает несколько типов люминесцентных ламп, отличающихся но цветности: лампы дневного света (ЛД), лампы дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), лампы наиболее близкие к естественному свету (ЛЕ), лампы белого цвет (ЛБ), лампы тепло-белого цвета (ЛТБ), лампы холодно-белого цвета (ЛХБ) и др.

К газоразрядным лампам высокого (0,03...0,08 МПа) и сверхвысокого (> 0,8 МПа) давления относятся дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ), рефлекторные ду­говые ртутные лампы с отражающим слоем (ДРЛР) и др. В спектре излучения этих ламп преобладают зеленые и го­лубые тона. Наиболее экономичными являются ртутные лампы высокого давления с добавкой иодидов металла (ДРИ), их часто называют металлогалогенными. Светоотдача этих ламп достигает 80 лм/Вт, в то время как у ламп ДРЛ — 40... 60 лм/Вт.

Трубчатые ксеноновые газоразрядные лампы высокого дав­ления ДКсТ, имеющие мощность от 2 до 100 кВт, применяют­ся в основном для наружного освещения в связи с опасностью ультрафиолетового облучения работающих в помещении. Разработаны специальные ксеноновые лампы ДКсТЛ в колбе из легированного кварца, предназначенные для применения в про­изводственных помещениях, расположенных на Севере нашей страны, где они служат одновременно и для ультрафиолетово­го облучения работающих.

Натриевые газоразрядные лампы высокого давления ДНаТ имеют другую цветность и используются только для наружно­го освещения и в декоративных целях.

Основным преимуществом газоразрядных ламп является их экономичность. Световая отдача этих ламп колеблется в пре­делах 30...80 лм/Вт, что в 3...4 раза превышает световую отда­чу ламп накаливания. Срок их службы доходит до 10000 ч. Люминесцентные лампы обладают также многими гигиеническими преимуществами. С их помощью легче создать равно­мерное освещение, спектр их излучения ближе к естественному свету (особенно у ламп ЛЕ и ЛДЦ). Преимущества люминесцентных ламп особенно сказываются при уровнях освещенно­сти выше 100...150 лк.

Лампы ДРЛ экономичнее люминесцентных (световая отда­ча 40...60 лм/Вт), позволяют создавать большие уровни осве­щенности и применимы в высоких цехах при наличии в воздухе дыма, пыли и копоти. Однако по спектральному составу излу­чения они сильно отличаются от ламп накаливания и люминесцентных. Их нельзя применять там, где недопустимо искаже­ние цветовосприятия. Наибольшее преимущество они имеют при высоте помещения более 12... 14 м, при высоте менее 6 м применять их нецелесообразно.

К недостаткам газоразрядных ламп можно отнести пульса­цию светового потока, слепящее действие, сложность схемы включения, шум дросселей, зависимость от температуры внеш­ней среды. Люминесцентные лампы не могут использоваться при низких температурах. Все газоразрядные лампы чувствительны к снижению напряжения питающей сети. При снижении номинального напряжения на 10% и более лампы горят неустойчиво и при дальнейшем понижении напряжения могут по­гаснуть. Следует также иметь в виду нижнюю границу зритель­ного комфорта. Если для лампы накаливания эта граница 30...50 лк, то, например, для лампы ЛД составляет 400...500 лк. Это можно объяснить привычкой человека к большой освещенности при дневном свете и малой — при искусственном. Люминесцентные лампы, спектрально приближаясь к есте­ственному свету, должны приближаться к нему и по уровню освещенности. Слабое люминесцентное освещение восприни­мается как дневное в сумерках или перед грозой. Этот «суме­речный» эффект является одной из причин повышения норм ос­вещенности при газоразрядных лампах.

Особенно неприятным свойством газоразрядных ламп, пи­таемых переменным током, является пульсация светового по­тока. Она может привести к возникновению стробоскопическо­го эффекта, выражающегося в искажении восприятия вращаю­щихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете Вращающийся объект в этом случае может, например, казаться неподвижным или движущимся в обратном направ­лении.

Для борьбы с пульсацией светового потока применяют спе­циальные схемы включения газоразрядных ламп.

Как уже отмечалось выше, для общего освещения производственных помещений, как правило, следует применять га­зоразрядные лампы. Рекомендуемые для различных характери­стик зрительных работ газоразрядные лампы приведены в СНиП 11-4-79.

Источники света располагают в осветительной арматуре. Источник cвета вместе с осветительной арматурой принято называть светильником или осветительным прибором. Осветительные приборы дальнего действия называют прожекторами. Осветительная арматура предназначена для перераспределения направления светового потока в сторону рабочей поверхности, для защиты глаз от блесткости источника света, для предохра­нения лампы от механических повреждений и загрязнения, а также для крепления лампы и подведения к ней электрического тока.

Светильники различаются по целому ряду светотехнических и конструктивных характеристик.

С точки зрения перераспределения светового потока различают светильники прямого света (в нижнюю полусферу излучается не менее 80 % всего светового потока), преимущественно прямого света (в нижнюю полусферу излучается от 60 до 80% светового потока), рассеянного света (в каждую полусферу излучается от 40 до 60 % светового потока), преимущественно отраженного света (в верхнюю полусферу излучается от 60 до 80% светового потока), отраженного света (в верхнюю полусферу излучается более 80% светового потока).

Перераспределение светового потока, осуществляемое светильником, ведет к определенной потере светового потока. Поэтому одной из важных характеристик светильника является коэффициент полезного действия, представляющий собой отношение светового потока светильника к световому потоку установленной в нем лампы.

Большое значение для ограничения ослепленности, создаваемой светильниками, имеет защитный угол а (рис. 15), создаваемый отражателем, а в светильниках с люминесцентными лампами — планками экранирующей решетки. Защитный угол должен быть не больше 30°.

Светильники различаются также по степени защиты от пыли (пыле-незащищенные и пылезащищенные) и воды (водонезащищенные, каплезащищенные, дождезащищенные, брызгозащищенные, струезащищенные, герметичные).

Д ля освещения взрывоопасных помещений выпускаются светильники во взрывонепроницаемом исполнении и в исполнении повышенной надежности против взрыва.

Для люминесцентных ламп применяются преимущественно многоламповые светильники, что дает возможность использо­вать специальные схемы включения для уменьшения пульсации светового потока. До недавнего времени такие светильники имелись только для ламп накаливания. Сейчас разработаны светильники для освещения запыленных, взрыве- и пожаро­опасных помещений лампами ДРЛ.

В настоящее время разработан новый способ освещения промышленных и общественных зданий с помощью освети­тельных устройств большой протяженности — щелевых световодов, которые представляют собой полые цилиндрические трубы, внутренняя поверхность которых, за исключением све-топропускающей щели, покрыта зеркально отражающим слоем. Через щель световой поток равномерно освещает окружающее пространство. Источником света служит мощная лам­па накаливания или газоразрядная лампа, которая помещается в один или оба конца трубы. Использование щелевых световодов позволяет обеспечить хорошее качество освещения, а также резко сократить число источников света.

Светильники в складских помещениях, в которых хранятся открыто (без упаковки) пищевые продукты или тара для их упаковки, должны иметь защитные устройства (решетки, сетки, рассеиватели, специальные патроны и др.), исключающие возможность выпадения колб ламп или их осколков при разрушении. Высота подвеса светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт составляет от 2,5 до 4м, при мощности более 200 Вт - от 3 до 6м. Высота подвеса светильников с люминесцентными лампами при количестве их в светильнике до 4 находится в пределах от 2,6 до 4 м, а при количестве ламп более 4 - от 3,2 до 4,5 м. Светильники с лампами типа ДРЛ и ДРН подвешивают на высоте не менее 4 м при мощности до 400 Вт и не менее 6м при большей мощности.

Расстояние от светильников до товара, изделия и тары, находящихся в складских помещениях, должно быть не менее 0,5 м.

В зависимости от условий производственной среды, чистку ламп и осветительной арматуры производят с периодичностью от одного раза в шесть месяцев до двух раз в месяц.

На предприятиях не реже одного раза в год проверяют уровень освещенности в контрольных точках и уровень общей освещенности помещений искусственным светом.

При гигиенической оценке освещенности помещений естественным и искусственным светом используют объективные люксметры типа Ю -16.