3.6. Экономия электроэнергии в осветительных установках Количественные и качественные характеристики источников света

И

звестно, что на долю электроосвещения приходится до 15% и более от всего потребления электроэнергии. В связи с этим экономия электроэнергии в осветительных установках является задачей актуальной и решение ее должно принести существенный экономический эффект.

Экономия электроэнергии связана как со снижением потребляемой мощности, так и технологией применения источников света. При этом должны соблюдаться светотехнические характеристики последних, количественные значения которых определяются соответствующими санитарно-техническими нормами. Соблюдение данных норм обеспечивает необходимую комфортность жизнедеятельности, производительность, эффективность и безопасность производственных процессов.

Свет - это видимое человеческим глазом электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 380 нм до 780 нм (рис. 3.8, 1 нанометр = 10^-9 м). Световое излучение каждой длины волны воспринимается как цветное. Чувствительность глаза к разным длинам волн разная. Она наиболее высока в середине видимого диапазона, приходящейся на зеленый свет с длиной волны 555 нм, и минимальна к его краям, то есть в области синих и красных излучений. Очевидно, что излучение одной и той же мощности воспринимается глазом как более интенсивное, если в его спектре больше зеленого света. Например, если этот излучатель красный (450 нм) или синий (250 нм), то он будет намного менее ярким, чем зеленый. А если вся мощность излучения сосредоточена в инфракрасной области спектра, то свечение такого излучателя не видимое.

Традиционно мощность излучения оценивают в ваттах. Однако данная характеристика не однозначно оценивает зрительный эффект. Так 1 Вт излучения с длиной волны 555 нм дает такой же зрительный эффект, как 10 Вт излучения с длиной волны 700 нм. Оценить зрительный эффект на основании только мощности излучения, невозможно. Поэтому зрительный эффект источника излучения оценивается комплексом показателей.

Световой поток – величина, характеризующая количество излучаемого, поглощаемого и отраженного света. Количественно показатель оценивается как произведение мощности излучения данной длины волны на относительную чувствительность глаза к такому излучению. Единица измерения светового потока – 1 люмен (1 лм), что соответствует потоку зеленого излучателя с длиной волны 555 нм, мощностью 1/683 Вт.

Световая отдача – характеризует эффективность источника излучения и оценивает сколько света врабатывается на 1 Вт потребляемой мощности и измеряется в лм/Вт. Максимальная теоретически возможная световая отдача равна 683 лм/Вт, которая возможна только у источника зеленного света с длиной волн 555 нм и преобразующего потребляемую энергию в свет без потерь. Если источник излучения имеет в своем спектре свет с другими длинами волн, то его световая отдача всегда будет ниже. Лучшие из современных ламп имеют световую отдачу приближающуюся к 200 лм/Вт.

Сила света – количество светового потока, излучаемого вдоль выбранного направления в пространстве. Единица измерения кандел (кд). Другими словами световой поток определяется долей светового потока отдаваемой источником в рассматриваемом направлении (рис. 3.9). Если поместить источник света в центр окружности, разбитой н

а 360 секторов, и в каждом секторе измерить силу света, то кривая, соединяющая измерен-ные данные, есть кривая силы света (КСС). По КСС опре-деляют силу света источника в любом направлении. КСС характеризует также и арматуру, в которой размещен источник света.

Яркость источника света или освещенной им поверхности характеризует силу света излучаемого или отражаемого в данном направлении, отнесенной к площади излучающей (отражающей) поверхности, кд/м². Так, источник площадью 1 м² и силой света 10 кд будет иметь такую же яркость, что и источник площадью 0,5 м² и силой света 5 кд. Восприниматься человеческим глазом данные поверхности по яркости будут одинаково.

Освещенность является основной характеристикой освещаемой поверхности. Количественно освещенность определяется как отношение величины светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности и измеряется в люксах (лк). 1 лк = 1 лм/м². Освещенность определяется не только величиной светового потока источника света, падающего на рассматриваемую поверхность, но и наличием и характеристик окружающих предметов, поглощающих и отражающих свет.

Наряду с представленными выше количественными характеристиками света, важную роль играют и качественные характеристики. В качестве таких показателей используются цветовая температура и индекс цветопередачи.

Цветовая температура определяет степень естественности (белизны) света, испускаемого его источником, и измеряется в градусах Кельвина (К). Другими словами данный показатель характеризует цветовую окраску света. В качестве эталона принимается абсолютно черное тело, которое при нагревании излучает свет различной окраски. Чем больше нагрев, тем цвет излучаемого света приближается к белому и, соответственно, чем меньше нагрев, тем больше преобладает красный оттенок. Цветовую температуру условно разделяют на теплую белую – менее 3000 К, нейтральную белую – от 3000 до 5000 К и холодную белую (дневную) – более 5000 К. В жилых интерьерах обычно используют лампы теплого тона, более способствующие комфорту, а в служебных и производственных – более холодные цвета (по восприятию, а не по температуре). Наиболее естественная для человека цветовая температура лежит в диапазоне 2800…3500 К.

Индекс цветопередачи (цветопередача) есть относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете того или иного источника. Индекс цветопередачи (Ra) отражает в процентах точность передачи цветовых оттенков цвета относительно эталонного источника света, которым считается солнечный свет (коэффициент Ra 100). Чем ниже этот индекс у источника света, тем хуже его цветопередающие свойства. Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80…100 Ra.