Расчет естественного освещения

Для создания гигиенически рационального освещения на производстве к нему предъявляются определенные требования, отражающие как количественные, так и качественные характеристики. Количественный показатель - освещенность Е рабочей поверхности в люксах (лк) оценивается поверхностной плотностью светового потока:

где Ф - световой поток, падающий на рабочую поверхность, лм;

S - площадь рабочей поверхности, м².

К гигиеническим требованиям, отражающим качество производственного освещения, относятся следующие показатели:

- равномерное распределение яркости в поле зрения и ограничение теней;

-   ограничение прямой и отраженной блескости.

В производственных помещениях используется три вида освещения: естественное, искусственное и совмещенное  (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение создается природными источниками - прямыми солнечными лучами и диффузным (рассеянным) светом небосвода. Интенсивность и спектральный состав естественного освещения изменяются в зависимости от географической широты, времени суток, степени облачности и прозрачности атмосферы, степени загрязненности атмосферного воздуха, периода года. Этот вид освещения биологически наиболее ценен, к нему максимально приспособлен глаз человека. Действие естественного освещения определяется высокой интенсивностью светового потока и благоприятным спектральным составом.

В зависимости от конструктивного исполнения и расположения проемов для пропускания света естественное освещение подразделяется на: боковое, если световые проемы (окна) расположены в наружных стенах; верхнее, если световые проемы  расположены в покрытии; верхнее освещение осуществляется и через фонари - специальные строительные конструктивные детали на крышах или в местах перепада высот смежных зданий; комбинированное - сочетание верхнего и бокового освещения.

Естественное освещение верхним или комбинированным светом обеспечивает большую равномерность уровня освещенности, чем боковое.  При применении только бокового освещения создается высокая освещенность вблизи световых проемов и низкая в глубине цеха и при этом возможно образование теней от оборудования больших размеров.

Основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения является коэффициент естественной освещенности (КЕО)  е, который определяется отношением освещенности Е_вн, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_н, создаваемой светом полностью открытого небосвода

Схема определения коэффициента естественной освещенности:

 Е_ВН - освещенность внутри  помещения в точке О;

  Е_Н - наружная освещенность

На величину КЕО влияют размер и конфигурация помещения, размеры и расположения светопроемов, отражающая способность внутренних поверхностей помещения и затеняющих его объектов.

Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются не только величиной падающего на нее светового потока, но и коэффициентами отражения r, пропускания g и поглощения a, причем во всех случаях

r + g + a = 1,    

Коэффициент отражения r определяется как отношение светового потока Ф_отр, отраженного от поверхности, к падающему Ф_пад на нее световому потоку:

Таким образом, коэффициент отражения характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Отражение светового потока поверхностями зависит от их окраски, состояния и строения.

Средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей (потолка, стен, пола) может быть подсчитан по формуле:

где S₁ ... S_n - площадь поверхностей, для которых определяются коэффициенты отражения;

 r₁,... r_n - коэффициенты отражения для различных поверхностей.

Естественное освещение нормируется СНиП II-4-79 в зависимости от характеристики зрительной работы и системы освещения (для зданий, расположенных в III поясе светового климата бывшего СССР).

Нормированные значения КЕО для зданий, расположенных в I, II, IV, V поясах светового климата, определяется по формуле:

 

где е - значение КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата;

m - коэффициент светового климата;

С - коэффициент солнечности климата.

Зрительные работы по степени точности их выполнения подразделяются на 8 разрядов (I - VIII).

Разряд и характеристика зрительной работы устанавливаются по наименьшему размеру объекта различения.

При боковом естественном освещении минимальное значение (е_мин) нормируется:

при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов (так называемая расчетная точка);

при двустороннем - в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения (например, посередине помещения по оси окон или между ними) и условной рабочей поверхности^* (или пола).

При верхнем или комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).

Среднее значение КЕО находится по формуле:

 

где N - количество точек, в которых определяется КЕО (первая и последняя точки выбираются на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен или перегородок);

е₁, е₂,... е_N - значение КЕО при верхнем или комбинированном освещении в точках характерного разреза помещения.

Для обеспечения нормированного значения КЕО при боковом освещении требуемая суммарная площадь световых проемов в зависимости от площади пола

* Условная рабочая поверхность помещения - это горизонтальная плоскость, находящаяся на высоте 0,8 - 1 м над уровнем пола.

при верхнем освещении

 

 

где  е - нормированное значение КЕО;

S₀, S_ф - площадь световых проемов (в свету) при боковом и верхнем освещении соответственно, м ²;

S_п - площадь пола помещения, м ²;

h₀ - световая характеристика окон ,

К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями ,

К_з - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации остекления и зависящий от концентрации вредностей в воздушной среде рабочей зоны и расположения светопропускающего материала[Приложение А., таблица А.9];

 t₀ - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле

t₀ =  t₁ × t₂ × t₃ × t₄ × t₅ ,

где  t₁ - коэффициент, учитывающий потери света в светопропускающем материале

t₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема

t₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении t₃ = 1)

t₄  - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, t₅ - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию,

h_ф - световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия;

r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения;

Кф - коэффициент, учитывающий тип фонаря.

По расчетной площади световых проемов определяют их размер.

При выбранных светопроемах действительные значения КЕО в различных точках внутри помещения рассчитываются с использованием  графического метода Данилюка А.М.

Все рассмотренные типы разрядных ламп содержат ртуть, что делает их экологически опасными изделиями. С другой стороны, наличие ртути обусловливает сильную зависимость параметров ламп, особенно низкого давления, от окружающей температуры. От этих недостатков свободны безртутные газоразрядные лампы, среди которых наиболее распространены лампы с наполнением инертными газами неоном и ксеноном. Разряд в неоне дает излучение в широком участке спектра — от ультрафиолетового до инфракрасного. При этом в видимой области достаточно интенсивно оранжево-красное излучение с длинами волн 580 – 730 нм. Ультрафиолетовые линии неонового разряда с помощью люминофоров могут превращаться в свет различных цветов, как это происходит в обычных люминесцентных лампах. Неоновые лампы с люминофорами в виде длинных и тонких трубок очень широко используются для создания различных надписей, картин и т.п. Лампы делаются с холодными электродами и включаются через трансформаторы с рассеиванием. Напряжение холостого хода таких трансформаторов составляет несколько киловольт и достаточно для зажигания ламп. После зажигания разряда выходное напряжение трансформатора резко снижается, поэтому такие трансформаторы одновременно являются балластными сопротивлениями. Параметры неоновых ламп очень слабо зависят от окружающей температуры. Поэтому такие лампы широко применяются в наружном световом оформлении городов для создания реклам, вывесок и т.п. Кроме таких ламп, неоновый разряд используется в лампах тлеющего свечения, выполняющих функции не источника света, а световых индикаторов. Дуговые неоновые лампы мощностью 500 Вт с подогреваемыми электродами (длина 1315 мм, диаметр 65 мм) применяются в гражданской и военной авиации для сигнальных огней. Световая отдача таких ламп — 13 лм/Вт, то есть значительно больше, чем у ламп накаливания с красным фильтром. Срок службы 1000 часов. Ксеноновый разряд высокого и сверхвысокого давления дает излучение со спектром, очень близким к спектру Солнца. Лампы с ксеноновым наполнением бывают трубчатыми и шаровыми. Трубчатые ксеноновые лампы высокого давления (ДКсТ) — это самые мощные источники света (до 50000 Вт). Они применяются для освещения больших открытых пространств — площадей, карьеров, железнодорожных станций, портов. Световая отдача таких ламп — до 45 лм/Вт, срок службы до 1500 часов. Для зажигания ламп требуется напряжение до 50 кВ. Ток мощных ламп настолько велик, что они могут работать без балласта — ограничительным сопротивлением служат подводящие провода. Параметры ламп практически не зависят от окружающей температуры, но сильно зависят от напряжения. Температура колбы ксеноновых ламп — 700 – 750 °С. Часто применяется водяное охлаждение, позволяющее значительно уменьшить размеры ламп и повысить их световую отдачу. Шаровые ксеноновые лампы сверхвысокого давления типа ДКсШ являются источниками света исключительно высокой яркости (до 1000000 килокандел на см2, в 6 – 7 раз больше, чем яркость Солнца. Светящееся тело в лампах очень мало, что позволяет создавать осветительные приборы с узкими пучками, в частности, прожекторы дальнего действия. В последние годы это свойство ксеноновых ламп открыло им широкую дорогу в автомобильной промышленности — сейчас часто встречаются автомобили с «ксеноновыми фарами». Следует сказать, что в таких фарах используются не ксеноновые лампы, а металлогалогенные лампы с ксеноновым наполнением. Световая отдача ксенонового разряда значительно меньше, чем у металлогалогенных ламп, которые не могут зажигаться мгновенно, что особенно важно в автомобильных фарах. Поэтому разряд сначала происходит в ксеноне, что сразу дает яркий узкий пучок света, а при разогреве горелок испаряются светящиеся добавки, и лампы работают уже не как ксеноновые, а как металлогалогенные, с большей световой отдачей. Именно поэтому на улицах днем стали встречаться автомобили с включенными фарами, работающими в дежурном режиме. Характерная особенность ксенонового разряда — исключительно хорошая цветопередача (Ra= 95 – 98). Это обусловило основные области применения шаровых ксеноновых ламп — кинопроекционные аппараты и кино телесъемочное освещение. Однако в последние годы в киносъемочных прожекторах чаще применяют металлогалогенные лампы, имеющие в несколько раз большую световую отдачу. Шаровые ксеноновые лампы работают только на постоянном токе и, как правило, только в одном рабочем положении (вертикально, анодом вверх). Для поджига шаровых ксеноновых ламп, в том числе и автомобильных, требуется напряжение в десятки киловольт.

Конструктивно двухэлектродная лампа ДРЛ представляет собой кварцевую горелку-трубку 1 (см. рис. 1), наполненную аргоном с дозированным количеством ртути. Размеры трубки - ее длина и диаметр зависят от мощности, на которую расчитана лампа. Лампы этого типа относятся к лампам высокого давления. С обеих сторон в трубку впаиваются вольфрамовые электроды 2, конструктивно выполненные в виде вольфрамового керна и вольфрамовой спирали, внутри которой при сборке электрода вставляется таблетка активатора, состоящего из карбонатов бария, стронция и кальция. Горелка помещается внутри стеклянной колбы 3 специальной формы, изнутри покрытой слоем люминофора. Лампа снабжена резьбовым цоколем 4 для установки ее в патроне. Наружная стеклянная колба предназначена для уменьшения охлаждения горелки окружающим воздухом и создания определенного температурного режима при ее работе. Воздух из наружной колбы откачивается, и она заполняется азотом. Без люминофора такая лампа для целей освещения не может быть использована, так как ее излучение имело бы сине-зеленый цвет, почти совершенно не содержащий оранжево-красных лучей и искажающий вследствие этого цвет предметов. При свете таких ламп лица людей выглядели бы мертвенно-белыми, губы синевато-серыми, окрашенные предметы имели бы искаженные цвета.

Для зажигания двухэлектродной лампы ДРЛ необхожима подача кратковременного импульса высокого напряжения. Это усложняет и удорожает ПРА и является большим недостатком этих ламп. Поэтому двухэлектродные лампы были сняты с производства, и их полностью заменили четырехэлектродные, а затем и трехэлектродные лампы ДРЛ.

Основные данные двухэлектродных ламп ДРЛ
Тип лампы	Номинальная мощность, вт	Напряжение на лампе, в	Световой поток, лм	Срок службы, ч	Диаметр внешней колбы, мм	Полная длина, мм
ДРЛ-250М	250	115-150	10500	5000	125	320
ДРЛ-500М	500	115-150	21000	5000	145	360
ДРЛ-750М	750	115-150	33000	5000	170	390
ДРЛ-1000М	1000	115-150	46000	5000	200	440

Ч етырехэлектродные лампы ДРЛ (рис. 2) отличаются от двухэлектродных тем, что кроме двух рабочих электродов 3, имеются два дополнительных поджигающих электрода 4, расположенных рядом с рабочими. Каждый поджигающий электрод соединен с противоположным электродом через высокоомное сопротивление 6. При подаче на лампу сетевого напряжения оно оказывается приложенным между одним из рабочих и соответствующим поджигающими электродами. Так как рабочий и поджигающий электроды находятся на очень близком расстоянии друг от друга, то сетевое напряжение оказывается достаточным для возникновения между ними тлеющего разряда, ионизирующего аргон.

При достаточной ионизации разрядного промежутка разряд, возникающий первоначально между соседними рабочим и поджигающим электродами, перебрасвается на рабочие электроды, и лампа зажигается. Высокоомное сопротивление ограничивает величину тока в период возникновения разряда до весьма малого значения, и, кроме того, оно способствует более быстрому формированию разряда между рабочими электродами. Таким образом, для этих ламп их зажигание обеспечивается напряжением сети и не требует специальных зажигающих устройств, ПРА представляет собой простой дроссель, включаемый последовательно с лампой.

В последнее время лампы начали выпускаться в трехэлектродном исполнении - с двумя рабочими и одним пусковым электродом и резистором. Такая конструкция несколько ухудшает зажигание, но значительно упрощает конструкцию лампы.

Основные данные четырех(трех)электродных ламп ДРЛ
Тип лампы	Мощность, вт	Напряжение на лампе, в	Рабочий ток лампы, а	Световой поток, лм	Срок службы, ч	Диаметр внешней колбы, мм	Полная длина, мм	Тип цоколя
ДРЛ-50	50	95	0,5	1900	5000	56	130	E27
ДРЛ-80	80	115	0,8	2800	6000	71	157	E27
ДРЛ-125	125	125	1,15	4800	8000	77	177	E27
ДРЛ-250	250	143	2,0	10000	10000	92	220	E40
ДРЛ-400	400	143	3,2	18000	12000	123	285	E40
ДРЛ-700	700	143	5,6	33000	20000	143	310	E40
ДРЛ-1000	1000	143	8,0	50000	18000	168	360	E40
ДРЛ-2000	2000	270	8,0	100000	6000	187	446	E40

Д ля облучения растений в теплицах используют лампы ДРЛФ 400, колба которых на половину не покрыта люминофором. Благодаря этому увеличивается выход ультрафиолетового излучения.

Для прямой замены ламп накаливания выпускаются лампы ДРВ (дуговые ртутные вольфрамовые) мощностью от 100 до 750 Вт. В колбе таких ламп, помимо горелки, содержится балласт в виде нити накала. Благодаря ней такая лампа может работать без внешних ПРА. Мощность, поглощаемая нитью, составляет половину мощности лампы, например, лампа ДРВ 160 содержит горелку мощностью 80 Вт. К недостаткам этих ламп можно отнести меньшие экономичность и срок службы, обусловленный испарением нити и неблагоприятной формой тока через горелку.

Люминесцентная лампа представляет собой цилиндрическую стеклянную трубку 1 (см. рис.), по концам которой вварены стеклянные ножки 2 с укрепленными на них электродами 3, называемыми катодами. На внутреннюю поверхность трубки наносится тонкий слой кристаллического порошка - люминофора. По концам трубки расположены цоколи 4 с выводами 5 и гетинаксовыми изолирующими донышками 6. После соответствующей вакуумной обработки производится тщательная откачка лампы и наполнение ее инертным газом или смесью инертных газов, а также дозированным количеством ртути. Чаще всего лампы наполняются аргоном при давлении несколько миллиметров ртутного столба. Аргон облегчает процесс зажигания разряда в лампе, предохраняет катоды от разрушения и увеличивает интенсивность излучения разряда. Ртуть при работе лампы переходит в парообразное состояние. Давление насыщенных ртутных паров в лампе устанавливается в интервале 0,001-0,01 мм рт. ст., и только при этом давлении свечение разряда будет иметь максимальное значение. Давление паров ртути в лампе зависит от температуры стенок колбы, поэтому при работе лампы наиболее холодная часть трубки должна иметь температуру не более 40-50°С. Отклонение температуры от указанного оптимального значения в ту или иную сторону приводит к снижению интенсивности свечения разряда.

Для обеспечения указанных выше пределов температуры холодной части трубки лампы плотность тока, проходящего через лампу, не должна превышать определенной величины. Поэтому мощность, выделяемая в единице длины разряда, также не может быть больше известного предела, так как от ее величины зависит температура стенок трубки. Из сказанного выше становится понятным, что для получения люминесцентной лампы заданной мощности необходимо выбрать трубку соответствующей длины. На температуру стенок трубки также оказывают влияние условия их охлаждения, что обуславливает выбор соответствующего диаметра трубки.

Газовый разряд в люминесцентных лампах происходит в парах ртути при низком давлении. В этих условиях газовый разряд генерирует главным образом невидимое, ультрафиолетовое излучение и в очень небольшом количестве видимый свет, придающий свечению разряда голубоватый оттенок.

Преобразование ультрафиолетового излучения разряда с помощью люминофора в видимый свет основано на явлении люминесценции, откуда лампы и получили свое название. Некоторые вещества - люминофоры, например галофосфат кальция, содержащий в себе фосфат кальция, галоиды - фтор и хлор, сурьму и марганец, поглощая ультрафиолетовое излучения, за счет полученной энергии начинают излучать видимый свет. В зависимости от природы люминофора меняется спектр излучаемого им света. Комбинируя различные люминофоры и создавая в определенном отношении их смесь, можно получить лампы с любым спектральным составом излучения.

Преобразование ультрафиолетового излучения в видимый свет происходит только в слое люминофора, так как обычное стекло, из которого изготавливаются трубки большинства типов ламп, почти не пропускает ультрафиолетовое излучение. Параметры люминофорного слоя оказывают сильное влияние на световые характеристики ламп. Они зависят от толщины люминофорного слоя, его структуры, величины зерен порошка и их формы и ряда других факторов. При недостаточной толщине слоя происходит неполное поглощение возбуждающего свечения люминофора ультрафиолетового излучения, а при слишком толстом слое часть создаваемого видимого излучения поглощается в самом слое люминофора.

Таким образом, видимое излучение люминесцентной лампы являетмя совокупностью излучения света люминофором и разрядом в лампе.

Важным элементом конструкции лампы является ее катодный узел.

Н а рисунке показана конструкция стеклянной ножки люминесцентной лампы со смонтированным на ней катодом. Ножка вваривается в торцевую часть трубки при помощи тарелки 1. Собственно катод 7 представляет собой биспираль или триспираль из вольфрамовой проволоки, концы которой приварены или зажаты в никелевые электроды 3. Электроды могут состоять из двух или трех элементов. При двухзвеньевой конструкции электрода он состоит из двух частей, сваренных между собой. Никелевая часть электрода 3 входит внутрь лампы. Платинитовая часть электрода 4 заштамповывается в лопатке ножки 2 и служит для обеспечения вакуумноплотного соединения со стеклом. Для этого платинит должен обладать коэфициентом линейного расширения стекла. В трехзвеньевых электродах к концу платинитового участка приваривается медная проволока 5, которая присоединяется к штырькам цоколя.

Одна из ножек лампы имеет штенгель 6, через который производится откачка и наполнение лампы.

Некоторые типы катодов снабжаются экранами 8 в виде «усов» из никелевой проволоки. Экраны предназначены для защиты от разрушения оксидного слоя катода при бомбардировке его электронами в анодный полупериод (когда на катоде устанавливается положительный потенциал).

Биспираль катода покрывается слоем оксида из смеси трех карбонатов щелочноземельных металлов: бария, стронция и кальция. В ходе вакуумной обработки лампы при ее изготовлении карбонаты превращаюся в окислы и активируются, т.е. приобретают способность стать мощным источником электронов, необходимых для поддержания в лампе газового разряда.

Зажигание люминесцентной лампы определяется двумя факторами: доведением температуры катодов до величины, обеспечивающей необходимую термоэлектронную эмиссию электронов, и подачей на лампу необходимого по величине и продолжительности напряжения, создающего условия для начала ионизации газа в лампе. Выполнение этих условий может быть достигнуто различными способами, поэтому существует большое количество схем и приборов включения люминесцентных ламп.

С точки зрения условий зажигания лампы важную роль играют два переменных фактора: длина и диаметр трубки. При увеличении длины лампы и уменьшении диаметра трубки возрастает напряжение зажигания, а при увеличении диаметра трубки оно снижается.

Э нергосберегающие люминесцентные лампы с уменьшенным до 26 мм диаметром трубки (Т8) предназначены для целей общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными лампами Т12 (диаметром 38 мм) мощностью 20, 40 и 65 Вт в существующих осветительных установках без замены светильников и ПРА. Эти лампы имеют стандартные длины, цоколи (G13), стандартные значения рабочих токов и напряжений на лампах и те же или близкие значения световых потоков, что и у стандартных ламп соответствующей цветности при пониженной на 10% мощности: 18, 36 и 58 Вт. Энергосберегающие лампы обеспечивают получение того же или несколько большего светового потока при уменьшенном на 10% расходе электроэнергии.

Для обеспечения того же падения напряжения на лампах Т8, что у ламп Т12, пришлось снизить градиент потенциала путем применения для наполнения смеси аргона с криптоном (70+90 % Kj+Ar) и снижения давления до 200—330 Па (вместо обычных 400 Па для Т12). При сохранении неизменными действующих значений тока и напряжения на лампе (за счет подбора состава и давления смеси Kr+Аг) переход на меньший диаметр приводит к повышению перезажигания и возрастанию крутизны фронта напряжения на лампе. В результате снижается коэффициент мощности и сама мощность на 7— 10%.

У ламп Т8 температура трубок выше, чем у Т12. Однако, максимум светоотдачи получается как раз при образующихся температурах, следовательно, никакого дополнительного охлаждения данные лампы не требуют.

Выход из строя люминесцентных ламп связан с распылением оксидного слоя катодов и деградацией люминофора. Частые запуски, особенно без предварительного прогрева катодов («холодное зажигание»), а также работа от пониженного или повышенного напряжения питания приводят к быстрому распылению оксидного слоя, часть его оседает на стенках трубки лампы, вызывая почернение на концах. При сильном износе лампы напряжение на ней растет и в конце концов становится выше порога срабатывания стартера. При этом стартер начинает постоянно срабатывать, и лампа мигает. Часто в результате этого один из катодов перегорает (обрывается его нить) - стартер после этого оказывается отключенным от лампы (из-за разрыва цепи спиралей), и лампа при этом может продолжать гореть с сильным стробоскопическим эффектом, но если ее выключить, повторное включение окажется невозможным. В случае неравномерного износа катодов, при чисто индуктивном балласте через лампу при разных полупериодах питающего напряжения будет идти неодинаковый ток, который вызывает сильную перегрузку дросселя и может вывести его из строя. Индуктивно-емкостные балласты лишены этого недостатка.

Расшифровка обозначений отечественных люминесцентных ламп следующая:

• Первая буква - тип лампы («Л» - люминесцентная, «КЛ» - компактная люминесцентная);

• Вторая (иногда и третья) - цвет свечения лампы (см. таблицу);

• Наличие следующей буквы «Р» означает наличие отражающего (рефлекторного) слоя;

• Наличие следующей буквы «А» означает замену чистой ртути амальгамами;

• Одна или две буквы «Ц» - соответственно повышенная и высокая степень цветопередачи;

• Следующая буква - форма лампы («У» - U-образная, «К» - кольцевая, отсутствие буквы - линейная);

• Цифры после букв - мощность лампы в ваттах;

• Наличие буквы «Б» после мощности указывает на наличие запускающей антенны для работы в бесстартерных схемах;

• Цифра после дефиса - модификация лампы.

Маркировка	Расшифровка	Цветовая температура, К	Образец цвета
ЛТБ	Тепло-белая	2700
ЛБ	Белая	3500
ЛЕ	Естественная	4000
ЛХБ	Холодно-белая	4850
ЛХЕ	Холодно-естественная	5000
ЛД	Дневная	6500
ЛР	Розовая	-
ЛЗ	Зеленая	-
ЛГ	Голубая	-
ЛК	Красная	-
ЛЖ	Желтая	-
ЛЭ	Эритемная (увиолетовая)	-
ЛУФ	Ультрафиолетовая	-

Примеры:

• ЛБ20 - люминесцентная белая линейная мощностью 20 Вт;

• ЛДЦ36 - люминесцентная дневная с повышенной цветопередачей линейная мощностью 36 Вт;

• ЛЭР40 - люминесцентная эритемная рефлекторная линейная мощностью 40 Вт;

• ЛБУ30 - люминесцентная белая U-образная мощностью 30 Вт;

• ЛЕЦУ22 - люминесцентная естественно-белая с повышенной цветопередачей U-образная мощностью 22 Вт;

• ЛТБЦЦК22 - люминесцентная тепло-белая с высокой цветопередачей кольцевая мощностью 22 Вт.

Светодиод - полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Он состоит из полупроводникового кристалла на подложке, размещенного в корпусе (который часто является оптической системой) и контактных выводов. Принцип действия светодиода основан на рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода, состоящего из двух полупроводников с разными типами проводимости.

Светодиод относится к низковольтным приборам, обычный светодиод, применяемый для индикации, имеет рабочее напряжение от 2 до 4 В постоянного тока. Рабочий ток такого светодиода до 50 мА. Светодиоды, используемые для освещения, работают при том же напряжении, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1 А. В светодиодных модулях отдельные светодиоды соединяются последовательно и суммарное напряжение повышается (обычно 12 или 24 В). При включении светодиода необходимо соблюдать полярность. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов.

В неоновых лампах используется тлеющий разряд, который и является источником свечения. Эти лампы обычно наполняются неоном, имеющим красно-оранжевое свечение - лучше видимое, чем свечение гелия (синее) или аргона (сиреневое). Для того, чтобы свечение газа происходило с наружной стороны электродов, где оно лучше видно, расстояние между электродами уменьшают, таким образом, чтобы чтоб длина пробега электронов между электродами оказывалась недостаточной для ионизации газа и тлеющий разряд возникает снаружи электродов, где пути электронов могут быть более длинными, и поэтому возможна ионизация.

Свечение происходит у катода (отрицательного электрода), а при питании переменным током - у обоих электродов, так как они поочередно являются катодом. Напряжение зажигания на переменном токе частотой 50 Гц в 1,41 раза меньше (для эффективного значения), чем при постоянном токе.

В полях высокой частоты неоновые лампы светятся без присоединения их электродов; в этом случае ЭДС, обеспечивающая разряд в газе, создается электромагнитным полем высокой частоты. Неоновые лампы, работая, находятся в режиме аномального катодного падения, когда вся поверхность катода покрыта свечением. При изменении напряжения на электродах меняются величина тока через лампу и яркость ее свечения.

Существует большое разнообразие в форме и взаимном расположении электродов у неоновых ламп, также как и форме их баллонов и общих размерах (рис. 1.). Неоновые лампы имеются размером как с обычную осветительную лампу накаливания, так и в половину размера лампы карманного фонаря. Электроды бывают в виде букв, дисков, колец, и просто двух проволочек.

Для повышения яркости свечения баллон у некоторых неоновых ламп имеет у верхней части (над электродами) утолщение, образующее маленькую собирательную линзу. Неоновые лампы нельзя включать в сеть без ограничительного (добавочного) сопротивления, предохраняющего лампу от пробоя. Лампы большего размера имеют добавочное сопротивление (проволочное либо мастичное), которое смонтировано в цоколе (ножке). Лампы малого размера не имеют добавочного сопротивления и его нужно обязательно включать снаружи; величина этого сопротивления выбирается в зависимости от напряжений питания, горения (рабочего), и максимального тока для данного типа лампы. Следует иметь в виду, что многие из неоновых ламп могут служить (при условии отключения ограничительного сопротивления) стабилитронами.

Пригодность неоновой лампы для работы в качестве стабилизатора напряжения определяется ее вольт-амперной характеристикой. Предполагая использовать какую-либо неоновую сигнальную лампу, рекомендуется до снятия ее характеристики произвести формовку электродов, подключив для этого лампу на 40-80 ч. к источнику постоянного тока. В дальнейшем необходимо соблюдать эту полярность включения.

На рис. 2 показана вольт-амперная характеристика лампы СН-2 (иногда ее называют по форме электродов пятачковой). Приводим ее данные, как стабилизатора: напряжение зажигания Uзаж=98 В; рабочее напряжение Uст=85 В; минимальный рабочий ток Iст.мин=5 мА; максимальный рабочий ток Iст.макс=15 мА; изменение напряжения в этих пределах изменения тока Uст=4,5 В; внутреннее сопротивление riст=450 Ом. Результат формовки хорошо виден при сопоставлении характеристик рис. 2. Кривая I снята с неотформованными электродами, то есть при включении напряжения обратной полярностью, а кривая II - при правильной полярности, соответствующей включению при формовке.

Большинство неоновых сигнальных ламп (за исключением МН-8), обладают особенностью потухать (прекращать пропускать через себя ток) при напряжении, значительно меньшем, чем напряжение зажигания лампы. Это приводит к тому, что такая лампа как-бы затягивает горение и обладает так называемой "гистерезисной характеристикой". Эта особенность препятствует эффективному использованию таких неоновых ламп для целого ряда вспомогательных целей. Например, в стробоскопическом тахометре неоновая лампа с гистерезисной характеристикой, увеличивающей продолжительность вспышки, уменьшает четкость изображения и, не позволяя получить короткую вспышку, ограничивает верхний предел измеряемых оборотов.

Знакомство с люминесцентными лампами

Основные физические понятия Люминесценция — излучение, которое не требует нагрева тел и может возникать в газообразных, жидких и твердых телах под действием, например, ударов электронов, движущихся со скоростями, достаточными для возбуждения. Люминофоры — твердые или жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбудителей. В люминесцентных и ряде других типов газоразрядных ламп используют фотолюминесценцию — оптическое излучение, возникающее в результате поглощения телами оптического излучения, но с другой длиной волны. Электрические лампы, в которых электроэнергия превращается в световую непосредственно, независимо от теплового состояния вещества, за счет люминесценции, называются люминесцентными. В зависимости от давления газа, в лампе бывают люминесцентные лампы низкого давления (ЛНД) и высокого давления. Определение Люминесцентные лампы — это газоразрядные лампы низкого давления, в которых возникающее в результате газового разряда невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет (принцип работы люминесцентной лампы). Устройство реальной люминесцентной лампы. Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Из трубки удален воздух и в нее введены небольшое количество газа (аргона) и дозированная капля ртути. Внутри трубки на ее концах, в стеклянных ножках, укреплены биспиральныеэлектроды из вольфрама, соединенные с двухштырьковыми цоколями, служащими для присоединения лампы к электрической сети посредством специальных патронов. При подаче напряжения к лампе между электродами возникает электрический разряд в парах ртути, в результате электролюминесценции паров лампа излучает свет. Достоинства люминесцентных ламп. Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: . более высокий коэффициент полезного действия (15...20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания; . правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному; о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи; . люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено. Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают; . малая себестоимость; . низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С) Недостатки люминесцентных ламп Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются: « сложность схемы включения; • ограниченная единичная мощность (до 150 Вт); • зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться); » значительное снижение светового потока к концу срока службы; • вредные для зрения пульсации светового потока; » акустические помехи и повышенная шумность работы; в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается; » дополнительные потери энергии в пускорегулирующеи аппаратуре, достигающие 25...35% мощности ламп; • наличие радиопомех; • лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации. Принцип действия Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500...2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения.В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света: . трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым светом; • трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения. Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки. Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Маркировка светильников На каждый из видов светильников имеется свой государственный стандарт, который устанавливает обязательные требования к их качеству, в том числе показатели безопасности для жизни, здоровья, имущества потребителей и для окружающей среды при обычных условиях его эксплуатации. Сертификаты соответствия светильников выдают после тщательной проверки их на соответствие требованиям этих стандартов.     Вместе с тем, для проведения сертификации светильников отечественного производства необходимо иметь условное обозначение светильников, которое установлено ГОСТ 17677. Это обозначение предусматривает классификацию светильников по типу применяемого источника света (первая буква в обозначении), по способу установки светильника (вторая буква) и по основному назначению светильника (третья буква). Светильнику может быть присвоен шифр (условное обозначение). Например, светильник под маркировкой НПО—03—60. Первая буква "Н" обозначает, что в светильнике используется лампа накаливания общего назначения, буква "П" говорит о том, что этот светильник следует крепить к потолку помещения, а буква "О" назначает светильнику быть использованным в общественных зданиях. Цифра "03" означает модификацию прибора, а цифра "60" - максимальную мощность используемой лампы накаливания. Двухзначное число ( 01 ... 99 ) обозначает номер серии. Кроме того, на светильниках прошлых лет выпуска могут стоять дополнительные цифры, которые обозначают количество ламп в светильнике. Могут быть и другие группы: 6-я группа — цифры, обозначающие мощность ламп, Вт. 7-я группа — цифры ( 000 ... 999 ), обозначающие номер модификации. 8-я группа — буква (или буквы), обозначающая климатическое исполнение: У — для районов с умеренным климатом; Т — для районов с тропическим климатом, и т.д.; и цифра, обозначающая категорию размещения светильников: 1 — на открытом воздухе; 2 — под навесом и другими полуоткрытыми сооружениями; 3 — в закрытых не отапливаемых помещениях; 4 — в закрытых отапливаемых помещениях.     Может быть уточнение по степени защиты от взрыва: В — взрывобензоопасные; Н — повышенной надежности против взрыва. Каждая серия объединяет светильники, имеющие конструктивные особенности, определяемые примененным материалом и формой рассеивающих и экранирующих элементов, характером обслуживания, способом подвески (на трубу, на крюк, на торс и т.д.), способом присоединения к питающей сети (через штепсельный разъем, клеммную колодку или непосредственно к проводке). Конструкции большинства светильников предусматривают встроенный штепсельный разъем. Например, НСБ56—3х60—077 — подвесной светильник для жилых помещений с тремя лампами накаливания по 60 Вт серии 56 модификации 007.

Для светильников промышленного, общественного, уличного, бытового назначения разработана система обозначений, которая имеет следующий вид: АБВ — ## ## х ##### ### АБ АБ где:

1-я буква	тип источника света
2-я буква	способ установки светильника (отсутствует у прожекторов общего назначения)
3-я буква	основное назначение светильника
1-е число	номер серии (две цифры)
2-е число	количество источников света (опускается если лампа одна)
3-е число	мощность одного источника света (одна-пять цифр)
4-е число	модификация светильника (три цифры)

далее записывается климатическое исполнение и категория размещения осветительного прибора. Значения буквенного обозначения светильника:

1-я буква Источник света	2-я буква Способ установки	3-я буква Основное назначение
Н лампы накаливания	Н настольные	Б для жилых, бытовых помещений
С лампы-светильники	Т напольные, торшерные, венчающие	Т кинематографические, телевизионные
И галогенные лампы	В встраиваемые в стену, встраиваемые в потолок
Ф люминесцентные лампы фигурные	Р ручные, переносные сетевые
Э эритемные лампы	Ф ручные, переносные аккумуляторные
Р ртутные разрядные лампы	Г головные
Б бактерицидные лампы	Д пристраиваемые
Г металлогалогенные лампы
Ж натриевые лампы
К ксеноновые трубчатые лампы

Первый элемент буква (сочетание букв), характеризующая группу источников света.