Количественные и качественные характеристики света Прежде чем приступить к созданию световых эффектов, необходимо знать нормативные значения оптимальной освещенности для различных типов помещений. Регламентируемое значение освещённости является, как правило, первым исходным параметром при проектировании любой осветительной установки. Наиболее распространена регламентация освещённости в плоскости объекта различения или на условной расчетной плоскости (наиболее часто - горизонтальной на высоте 0,8 м от пола), совпадающей с рабочей поверхностью. Требования к качеству освещения, содержащиеся в официальных нормах, в основном направлены на обеспечение зрительной работоспособности. Рекомендации базируются на многих десятках исследований, проведенных в различных странах, и являются, таким образом, наиболее обоснованными.

Основные нормы освещенности помещений: Гостиная                -  500 люкс Коридор -  50 люкс Лестница               - 100 люкс Кабинет                   - 300 люкс

Источники искусственного света В современном освещении в основном используют 5 видов искусственных источников света: лампы накаливания, галогенные лампы накаливания, люминесцентные лампы, газоразрядные лампы и светодиоды. Преимуществом ламп накаливания (ЛН) является их привычность, распространенность и дешевизна. Но, к сожалению, они не экономичны и сильно нагреваются. Обычная лампа накаливания 92 - 94% электроэнергии преобразует в тепло и лишь 6 - 8% - в свет. Еще одним недостатком ЛН является то, что  спектр ее отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Срок службы ЛН очень мал - не более 1 000 часов. Высокий технический уровень освещения с этими лампами невозможен. Несмотря на то, что ЛН является наиболее распространенным источником света, последнее время она постепенно уступает место лампам других видов. Последнее время стали широко использоваться ЛН с внутренним зеркальным покрытием, увеличивающим светоотдачу. Зеркальные лампы, излучающие направленный свет, являются самым простым средством создания световых акцентов. Они также рассчитаны на применение во встраиваемых, подвесных, потолочных и настенных светильниках.

Свет галогенных ламп накаливания (ГЛН) - от широкого рассеянного, мягкого, не дающего тени, до резко ограниченного узкого пучка - дает возможность изыскивать бесчисленное количество вариантов освещения. Миниатюрная колбочка ГЛН выполнена не из обычного, а из тугоплавкого кварцевого стекла. Условия работы нити накала ГЛН можно назвать "реабилитационными". Испаряющиеся с ее поверхности частицы вольфрама  соединяются с частицами галогена, образуя химические комплексы. Отразившись от горячих стенок кварцевой колбочки эти комплексы конвективно движутся  назад к нити накала. Термическое разложение комплексов возвращает частицы вольфрама на поверхность нити. Процесс возврата протекает в динамическом равновесии с процессом испарения.

Галогенные лампы, в отличие от традиционных ламп накаливания, дают свет с более высокой цветовой температурой (около 3000 К). Повышенные значения цветовой температуры нити накала ГЛН обеспечивают развитие спектра излучения в коротковолновую область. Максимум излучения  ЛН располагается в желто-зеленой области. У ГЛН он сдвинут в зеленую область, где чувствительность человеческого глаза много выше. Иными словами, свет ГЛН наиболее приближен к солнечному свету. Они более светового долговечны, дают больше света при одинаковой мощности и сохраняют постоянную величину потока в течение всего срока эксплуатации.

По показателям экономичности они превосходят стандартные ЛН в два раза: галогенная лампа горит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности обычной лампы накаливания. Яркость галогенных ламп можно регулировать, что позволяет адаптировать интенсивность света к индивидуальным требованиям потребителя. Галогенные лампы накаливания предоставляют возможность по-новому передать всю цветовую гамму и блеск окружающего интерьера. Их свет не теряет свою яркость на протяжении всего срока службы ламп. ГЛН имеют еще одно очень важное преимущество перед ЛН - возможность создавать свет разного спектрального состава: "теплый" (3000°К) или "холодный" (4000°К), что может существенно обогатить цветовую палитру  обстановки.

Низковольтные галогенные лампы накаливания Исключительные преимущества галогенных ламп низкого напряжения - компактная конструкция, высокая электробезопасность и возможность регулирования светового потока - позволяют осуществлять индивидуальный подход к решению осветительных задач, с учетом личных потребностей клиента. При эксплуатации ламп, рассчитанных на низкие напряжения (12 или 24 В), необходимо использовать преобразователь напряжения или трансформатор. Капсульные галогенные лампы - самые компактные из галогенных ламп, изготавливаются по технике низкого давления и могут эксплуатироваться в открытых светильниках без защитного стекла. Капсульные лампы выпускаются с поперечной или продольной нитью накала. Спираль, расположенная по оси, обеспечивает оптимальное распределение светового потока.  Область применения: капсульные галогенные лампы незаменимы в малогабаритных светильниках и в светильниках с миниатюрными плафонами.

Галогенные лампы с отражателем значительно расширяют сферу применения галогенных источников света. Благодаря тому, что поверхность интерференционного отражателя покрыта специальным слоем, пропускающим инфракрасное излучение, около 66% тепловой энергии отводится через отражатель назад. Чувствительные к теплу объекты, таким образом, не разрушаются и не портятся. Более "белый" (цветовая температура света 4000°К) искрящийся свет этих ламп позволяет наилучшим образом подчеркнуть блеск и цветовые нюансы товаров в витринах. Низковольтные галогенные лампы с алюминиевым отражателем, благодаря которому тепло отводится вперед, идеальны для врезных потолочных светильников.

Благодаря разной форме отражателя существуют лампы с разным углом рассеивания: 8°, 13°, 25°, 40° и 55°. Лампы снабжены фронтальным стеклом. Его назначение - защита горелки от запыления, прикосновения и поглощение той малой доли ультрафиолета, который присутствует в спектре излучения ГЛН.

Галогенные лампы сетевого напряжения

• Галогенные лампы сетевого напряжения, можно эксплуатировать в сети 220-240 В.

• Галогенные лампы сетевого напряжения - это превосходная альтернатива классическим лампам накаливания.

• Галогенные лампы направленного света - это более мощная и экономичная альтернатива обычным зеркальным лампам. Алюминиевый отражатель направляет вперед вместе с видимым светом и тепло.

Это позволяет эффективно решать температурную проблему, возникающую при установке ламп в потолочные светильники и в светильники с закрытыми головными частями. Для чувствительных к теплу объектов - модели с интерференционным отражателем, в которых 2/3 теплового излучения отводятся назад. Двухцокольные линейные галогенные  лампы накаливания (230В) превосходят обычные  ЛН по световой отдаче в 1,2 - 1,5 раза и по сроку службы в 2 раза. Температура горелки достигает 500-600°С, поэтому из соображений безопасности лампы должны применяться в осветительных приборах с защитным стеклом.

Основное применение: - в светильниках прямого и отраженного света для внутреннего освещения; - в прожекторах заливающего света для архитектурного и охранного освещения; - для подсветки рекламных щитов; - для освещения автостоянок и строительных площадок.

Назначение люминесцентных ламп Все люминесцентные лампы отличаются повышенной световой отдачей, небольшим потреблением энергии и очень длительным сроком службы. Люминесцентные лампы  применяются для освещения жилых и офисных помещений, складов, коридоров, цехов и спортивных залов. По форме различаются линейные, кольцевые и U-образные протяженные люминесцентные лампы.  Лампы могут применяться для освещения помещений общественных и промышленных зданий в большинстве случаев, когда не требуется повышенной точности воспроизведения цветов отделки поверхностей, оборудования и объектов различения. Не рекомендуется использовать ЛЛ в салонах красоты, парикмахерских и в магазинах дорогой одежды, где правильная цветопередача является неотъемлемой частью качества изделия или оказываемой услуги.

Для обеспечения быстрого и надежного зажигания люминесцентных ламп необходимы ПРА. Электронные ПРА обеспечивают немигающий старт в течении 1,7 сек. и увеличение срока службы ламп на 25%. ПРА может размещаться как в корпусе со светильником, так и комплектоваться отдельно. Следует помнить, что каждому типу лапы должен соответствовать свой тип ПРА. Эксплуатация систем освещения с ЭПРА эффективна не только с экономической и экологической точек зрения. Постоянно мигающий свет обычных систем ухудшает рабочую атмосферу. Особенно это заметно при работе за компьютером. Результатом такого освещения обычно становится быстрое утомление и ослабленная концентрация внимания. Люминесцентные лампы, работающие с Э-ПРА, излучают немигающий свет. Результаты анализа работы сотрудников за экраном компьютера при таком освещении показали большие преимущества работающих от Э-ПРА ламп как для самого человека, так и для качества его труда.

Компактные люминесцентные лампы Следует отметить компактные люминесцентные лампы. Они действительно значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания, служат намного дольше и к тому же, благодаря своей компактной конструкции, могут заменить практически любую из них. Компактная люминесцентная лампа служит в 10-12 раз дольше обычной лампы накаливания и, при аналогичной яркости света потребляет электроэнергии на 80% меньше. Немерцающий, очень приятный, экономичный свет обеспечивается компактными люминесцентными лампами благодаря встроенному электронному ПРА. Теперь и любители "классических" ламп смогут экономить свои расходы, заменив обычную ЛН на  энергосберегающую лампу, имеющую форму классической лампы накаливания. Эта излучающая очень мягкий, не ослепляющий свет энергосберегающая лампа является идеальным источником света для открытых и декоративных светильников.

Газоразрядные лампы Принцип действия современных газоразрядных ламп высокого давления абсолютно иной, чем у ламп накаливания: электрические разряды между электродами вызывают свечение наполнителя в разрядной трубке. Излучаемый лампой свет - это следствие проходящих в ней дуговых разрядов. Для ограничения тока и для зажигания всем газоразрядным лампам необходимы специальные устройства - пускорегулирующие аппараты (ПРА). Газоразрядным лампам после зажигания необходимо определенное время (примерно 2-15 минут), чтобы установилась их максимальная световая отдача. Это время, которое нужно веществам-наполнителям для полного испарения.

Металло-галогенные лампы Кварцевая горелка металло-галогенных лампа содержит ртуть и смесь галогенидов металлов (натрия, таллия и индия). Излучение имеет явно выраженный белый оттенок, близкий к естественному свету и обеспечивает хорошую цветопередачу. Лампы высокоэкономичны: световая отдача в 6 раз выше, чем у ЛН. Металло-галогенная лампа служит в  6-10 раз дольше обычной лампы накаливания. Большая световая отдача, стабильность светового потока и цвета излучения в течении эксплуатации, длительный срок службы делают эти лампы идеальным источником света для различных применений в технике внутреннего и наружного освещения: закрытых и открытых спортивных сооружений, торговых пассажей, аэропортов, железнодорожных вокзалов. Также эти лампы широко используются в светильниках наружного архитектурного освещения и для подсветки рекламных  щитов.

В последние годы мы стали свидетелями взрывного развития еще одной области светотехники, основанной на физике полупроводников, - оптоэлектроники. Прежде всего это проявляется в стремительном совершенствовании светодиодов - замечательных полупроводниковых источников света, которые с высокой вероятностью в ближайшем будущем преобразят мир искусственного освещения. Светодиодная экспансия в светотехнику началась со светосигнальных приборов, изначально основанных на применении цветного света. Здесь преимущества светодиодов особенно очевидны. Например, лампа на основе светодиодов красного цвета излучения потребляет в 100 раз (!) меньше электроэнергии и служит в 100 раз (!) дольше, чем обеспечивающая аналогичный эффект лампа накаливания с красным светофильтром. Для надежной работы LED необходим источник питания с постоянным напряжением на выходе 12В. Срок службы LED - не менее 100000ч. Идея прямой замены ламп накаливания на светодиодные "аналоги" уже давно не воспринимается как фантастическая. "Прямые заменители" на базе светодиодов созданы также и для низковольтных "галогенок".

Пожалуй, самое интересное - это процесс вторжения светодиодных технологий в "традиционное" освещение. Начался он с установок, где не требуется высокий уровень освещённости: дежурное и аварийное освещение, ночное интерьерное освещение. Насыщенный цвет светодиодных источников позволяет использовать светодиоды для цветового зонирования пространства, создания цветовых акцентов. Применение сверхминиатюрных источников света позволяет создать альтернативные яркие световые образы для привычных предметов интерьера. С ростом световой отдачи и удешевлением приборов светодиодная "экспансия" распространяется не только на локальное, но и на общее освещение. Сегодня уже выпускаются не только светодиоды монохромного излучения, но и белого излучения. Появились также светильники со сверхмощными светодиодами. Совершенно очевидно, что в скором времени светодиоды составят серьезную конкуренцию классическим источникам света.

Пример расчета освещенности

Сколько необходимо светильников, чтобы создать комфортное освещение?

Этот вопрос задает себе каждый, кто решил провести переоснастку освещения квартиры.

Основные исходные данные: используемые при любом расчете - это, оценка - помещения, которое необходимо осветить - длина (а), ширина (b), высота (h), коэффициенты отражения потолка, стен и пола, - светильники - коэффициент использования светильника, расчетная высота (расстояние между светильником и рабочей поверхностью) - лампы - тип лампы и мощность - нормы - требуемая освещенность Расчет по световому потоку. Вспомогательные материалы: таблицы коэффициентов использования, таблицы коэффициентов отражения, таблица рекомендуемых уровней освещенности, таблица начального светового потока люминесцентных ламп

Расчетные формулы.

Определение площади помещения: S=a x b, определение индекса помещения: φ=S/((h1-h2) •(a+b)), определение нужного количества светильников: N=(E•S•100•Kз)/(U•n•Фл), где

E - требуемая освещенность горизонтальной плоскости, лк; S - площадь помещения, м.кв.; Кз - коэффициент запаса; U - коэффициент использования осветительной установки; Фл - световой поток одной лампы, лм; n - число ламп в одном светильнике.

Пример расчета:

Офис, подвесные потолки Армстронг (Armstrong), светлые стены, серый ковролин.

Исходные данные: Помещение a= 9 m, b= 6 m, h= 3,2 m, Выбор светильников - светильник растровый встраиваемый на 4 люминесцентные лампы 18 Вт тип ARS/R 4x18 W, лампы люминесцентные 18 Вт, в одном встраиваемом растровом светильнике 4 лампы Ф = 1150 лм (для люминесцентной лампы производства Fpilips TLD 18/54, нормы освещенности Е = 300лк на уровне 0,8 м от пола (рабочая поверхность стола), коэффициент запаса Кз = 1,25, коэффициент отражения потолка - 50, стен - 30, пол - 10.

Расчет.

1. Определение площади помещения: S=a •b = 9 • 6 = 54 м. кв.,

2. Определение индекса помещения: φ=S/((h1-h2) •(a+b)) = 54/((3,2-0,8) • (6+9)) = 1,5

3. Определение коэффициента использования, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения: U = 51

Светильник люминесцентный растровый встраиваемый ARS/R 4x18

Потолок	80	80	80	70	50	50	30	0
Стены	80	50	30	50	50	30	30	0
пол	30	30	10	20	10	10	10	0
0,6	53	38	32	37	35	31	31	27
0,8	60	45	38	44	41	38	37	34
1	65	51	43	49	46	43	42	38
1,25	70	57	49	54	51	48	47	44
2	76	66	56	61	57	55	54	51
2,5	78	70	59	64	60	58	57	54
3	80	73	62	67	62	60	59	57
4	81	76	64	69	63	62	61	58
5	82	78	65	70	65	64	62	60

4. Определение требуемого количества светильников: N = (300 • 54 • 100 • 1,25) / (51 • 4 • 1150) = 8,63 ? ~ 9 светильников. Примечание: при замене светильников люминесцентных растровых встраиваемых ARS/R 4x18 на светильники люминесцентные встраиваемые растровые но с большей мощностью ламп ARS/R 2x36 потребуется на это же помещение: N = (300 • 54 • 100 • 1,25) / (51 • 2 • 2850) = 6,96? ~ 7светильников.

Таблица коэффициентов отражения

Плоскость из материалов с высокой отражаемостью	80
Плоскость с белой поверхностью	70
Плоскость со светлой поверхностью	50
Плоскость с серой поверхностью	30
Плоскость с темно-серой поверхностью	20
Плоскость с темной поверхностью	10

Нормы освещения

Освещенность от общего освещения, в помещениях жилых зданий должна приниматься согласно таблицы:

№ п/п	Помещения	Наименьшая освещенность, лк, при лампах		Плоскость нормирования (Г горизонтальная, В вертикальная): высота
		люминесцентных	накаливания	плоскости над полом, м
1	Жилые комнаты	100	50	Г: 0,8
2	Кухни	100	50	Г: 0,8
	Санитарные узлы:
3	в квартирах	50	20	Пол
4	Лестницы, поэтажные коридоры	10	5	Площадки и ступени лестниц, пол коридоров
5	Кладовые	—	10	Площадки и ступени лестниц, пол коридоров

Примечание: поз. 1-3 требуются дополнительные розетки; поз. 1,2 нормируется среднее значение освещенности от всех светильников, за исключением настольных; поз. 3 освещение в ванных комнатах должно обеспечивать освещенность в вертикальной плоскости над умывальником 100 лк при люминесцентных и 50 лк при лампах накаливания.

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в квартирах жилых домов при комбинированной системе освещения от любых источников света, приобретенных населением, рекомендуется: письменного стола, рабочей поверхности для шитья и других ручных работ 300 лк, кухонного стола и мойки посуды 200 лк.

Обзор источников света

Чем же лампы отличаются друг от друга Всех нас интересует целый ряд параметров электроламп, определяющих, насколько они применимы в том или ином проекте (как говорят светотехники, в осветительной установке). Во-первых, это характеристики, определяющие количество света, которое дает та или иная лампа. Прежде всего, это световой поток в люменах, значение которого всегда приводится в каталогах. Например, установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт может иметь световой поток в 1200 Лм, 35-ваттная «галогенка» — 600 Лм, а натриевая лампа мощностью 400 Вт в светильнике, освещающем проезжую часть — 48 000 Лм. Легко заметить, что разные типы ламп имеют разную световую отдачу, определяющую эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения.

Несколько слов о световой отдаче Световую отдачу лампы измеряют в Лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребленной электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока). Это наиболее важный параметр лампы с точки зрения энергосбережения, и прогресс источников света — это в большой степени увеличение световой отдачи, ее приближение к теоретическим пределам. Эти пределы, то есть максимальные значения световой отдачи при «идеальном» преобразовании электроэнергии в свет, можно оценить для разных типов ламп. Для этого нужно вспомнить соотношение между воспринимаемым человеческим глазом светом (система световых величин, в том числе и световой поток, измеряемый в люменах) и мощностью излучения (измеряется, как и положено мощности, в ваттах). Это соотношение, или, попросту, чувствительность среднестатистического человеческого глаза, зависит от длины волны излучения и имеет максимум в желто-зеленой части спектра (555 нм).

График такой зависимости — отлично знакомая каждому светотехнику «кривая видности» — определяет, сколько люменов «видимого света» несет в себе каждый ватт лучистой энергии монохроматического («одноцветного») излучения той или иной длины волны. При идеальном (без потерь) преобразовании электроэнергии в свет кривая видности как раз и покажет максимальную световую отдачу источника света заданного цвета излучения. Так, для 555 нм мы получим «абсолютный рекорд» световой эффективности — 683 Лм/Вт, а, скажем, для 630 Нм (красный цвет) — всего 180 Лм/Вт. Лампы, дающие белый свет, представляющий собой смесь разных излучений, могут иметь разный спектр: линейчатый, полосатый, сплошной. В зависимости от спектра максимально возможная световая отдача может быть разной.

Перераспределяя потоки Итак, мы определились с требуемыми энергетическими и спектральными характеристиками лампы, обеспечив нужное количество и качество света. Оказывается, это далеко не все. Нашей целью является создание зрительного образа, световой сцены, попросту говоря, «картинки», и для того, чтобы эта «картинка» отражала наши художественные идеи, нужно организовать правильное распределение света в пространстве. Безусловно, львиную долю работы здесь выполняют не лампы, а осветительные приборы, ответственные за перераспределение светового потока, а также выбор приема освещения. Однако сам источник света тоже играет далеко не последнюю роль. Прежде всего, важен размер тела свечения (нити накала, горелки и т.д.). Точечный источник дает резкий, акцентирующий свет, подчеркивает фактуру поверхностей, создает «драматические» контрасты. Чем меньше тело свечения, тем легче использовать вторичную оптику — отражатели и линзы, чтобы добиться точного перераспределения светового потока в пространстве, например, сфокусировав свет в узкий луч. В свою очередь, лампы с большой поверхностью свечения (например, люминесцентные), создают прямо противоположный световой эффект. «Мягкий» свет — это смягчение контрастов, нечеткие тени, часто приятная и уютная картинка, которая, однако, может быть невыразительной. Соответственно, такой свет трудно сфокусировать, поэтому люминесцентные лампы, как правило, не используются для прожекторов.

Эксплуатация — это серьезно Лампы перегорают. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — важнейший эксплуатационный параметр ламп — отражает оба этих неприятных факта: различают полный (пока не перегорит) и полезный (пока световой поток не упадет ниже определенного предела) срок службы. Проектируя световое решение, нельзя забывать о дальнейшей эксплуатации осветительной установки, в частности, о замене ламп. Частая з амена ламп в труднодоступных местах может превратить эксплуатацию в кошмар; еще худший вариант — длительная работа установки с перегоревшими лампами, разрушающими световой образ, что очень актуально для установок наружного архитектурного освещения.

Современные источники света сильно отличаются по сроку службы. Абсолютным лидером здесь являются светодиоды: лампу накаливания пришлось поменять более 100 раз, а светодиоды горят и горят...

Сколько нужно ламп, чтобы осветить мир? Источники света — один из самых массовых товаров, производимых человеком. Ежегодно производится и потребляется несколько миллиардов ламп, львиную долю к оторых пока составляют лампы накаливания. Стремительно растет потребление современных ламп — компактных люминесцентных, натриевых, металлогалогенных. Заманчивые перспективы в энергосбережении, да и в дизайне осветительных остановок обещают ультрасовременные светодиоды. Происходящие качественные изменения позволяют надеяться, что источники света в новом третьем тысячелетии станут важным инструментом архитектора, проектировщика, просто творческого человека — главного действующего лица наступающей эпохи дизайна.

Лампы накаливания Принцип действия. Вольфрамовая спираль, помещенная в к олбу, из которой откачан воздух, разогревается под действием электрического тока. За более чем 120-летнюю историю ламп накаливания их было создано огромное множество — от миниатюрных ламп для карманного фонарика до полукиловаттных прожекторных. Типичная для ЛН световая отдача 10-15 Лм/Вт выглядит очень неубедительно на фоне рекордных достижений ламп других типов. ЛН в большей степени нагреватели, чем осветители: львиная доля питающей нить накала электроэнергии превращается не в свет, а в тепло. В связи с этим сплошной спектр лампы накаливания имеет максимум в инфракрасной области и плавно спадает с уменьшением длины волны. Такой спектр определяет теплый тон излучения (Тцв=2400-2700 К) при отличной цветопередаче (Ra=100).

Срок службы ЛН, как правило, не превышает 1000 часов, что, по временным меркам, очень немного. Что же заставляет людей покупать (15 млрд в год!) столь неэффективные и недолговечные источники света? Кроме силы привычки и крайне низкой начальной цены (что, кстати, совершенно не означает, что применение ЛН экономически эффективно), причина этого в том, что существует огромный выбор декоративных типов стеклянных колб ЛН.

Галогенные лампы накаливания Хорошо знакомые дизайнерам интерьеров «галогенки» — это современный вариант ламп накаливания. Добавление галогенидов в колбу лампы, использование особых сортов кварцевого стекла, «останавливающего» ультрафиолет, «возвращение» теплового излучения на спираль лампы с помощью специальных отражателей — эти технологические новшества позволили сделать серьезный шаг вперед, выделив ГЛН в особый класс источников света. Типичное значение цветовой температуры — Тцв=3000 К. Существуют также ГЛН «дневного света» с Тцв=4000-4200 К и даже 6000 К. Цветопередача у них отличная (Ra=100). «Точечная» форма лампы позволяет управлять шириной «луча» в широких пределах с помощью миниатюрных отражателей. Получающийся при этом свет определил приоритет ГЛН в интерьерном дизайне, где они стали ф актическим стандартом. Однако, такие отрицательные моменты как нагрев ГЛН значительно снижают область их применения. Привычные в интерьере, благодаря возможности применения миниатюрных световых приборов они вытесняют традиционные лампы-прожекторы PAR в ландшафтных установках наружного освещения (освещение растительности, подводное освещение и т.д.).

Недостатки ГЛН очевидны: недостаточная световая отдача и относительно короткий срок службы (в среднем 2000-4000 часов). Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться. В остальных случаях выручают типы ламп, описанные ниже.

Люминесцентные лампы Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, к оторые, в свою очередь, заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет. Два различных типа ЛЛ являются классическим примером компромисса в технике. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны (световая отдача до 104 Лм/Вт), но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=90-98) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). ЛЛ обеспечивают мягкий, равномерный свет, но распределением света в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура (ПРА). Наиболее современны и экономичны электронные ПРА (ЭПРА), разработка которых является одним из самых перспективных направлений развития современной светотехники. Одно из главных преимуществ ЛЛ — долговечность (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности ЛЛ стали самыми распространенными источниками света в офисах предприятий. В странах с мягким климатом ЛЛ широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Если «закрутить» трубку ЛЛ в спираль, мы получим КЛЛ — компактную люминесцентную лампу. По своим параметрам КЛЛ приближаются к линейным ЛЛ (световая отдача до 75 Лм/Вт, Тцв=2700-6000 К, Ra=80 и более). Они, прежде всего предназначены для замены ламп накаливания в самых разнообразных применениях.

Разрядные лампы высокого давления Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов. Дуговые разрядные лампы намного старше ламп накаливания — в прошлом году электрической дуге исполнилось 200 лет. Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное и злучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы около 15 000 часов.

Один из немногих недостатков МГЛ — невысокая стабильность параметров в течение срока службы — успешно преодолевается с изобретением ламп с керамической горелкой. МГЛ успешно и разнообразно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых экономичных источников света (до 150 Лм/Вт). Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.

Светодиоды П олупроводниковые светоизлучающие приборы — светодиоды — называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно констатировать, что она выходит из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (для белых светодиодов световая отдача до 25 Лм/Вт при мощности прибора до 5 Вт, R_a=80-85, срок службы 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике. Светодиодные источники света стоят на пороге вторжения на рынок общего освещения, и это вторжение нам предстоит пережить в ближайшие годы.

 

 

Основные понятия светотехники

Напряжение питания — напряжение электрической сети, необходимое для зажигания и стабильной работы лампы. Измеряется в вольтах (В).

Мощность — электрическая мощность, потребляемая лампой. Единица измерения мощности осветительного прибора - ватт (Вт).

Спектральный состав излучения зависит от длины излучаемых источником электромагнитных волн и измеряется в нм (1 нм - длина, равная одной миллионной доле миллиметра). Длины волн, воспринимаемые глазом, лежат в спектральном промежутке от 380 до 780 нм. Наиболее интенсивное излучение, воспринимаемое человеческим глазом, имеет средняя (зеленая) часть видимого спектра с длиной волны 555 нм. Эта интенсивность спадает по мере "перехода" излучения к обеим крайним областям спектра - его синей или красной части. При переходе излучения соответственно в ультрафиолетовое (от 10 до 380 нм) и инфракрасное (от 780 нм до 1 мм) оно становится невидимым.

Световой поток — один из важнейших показателей эффективности светового действия. Мощность излучения сама по себе еще не гарантирует яркости света: ультрафиолетовое или инфракрасное излучение, каким бы мощным оно ни было, человеческим глазом не воспринимается. Сила светового потока определяется как отношение мощности излучения к его спектральному составу. Измеряется в люменах (лм). Образцовая единица светового потока мощностью в 1 лм соответствует потоку зеленого излучателя (с длиной волны в 555 нм) и мощностью излучения в 1/683 Вт.

Световая отдача — с точки зрения энергосбережения, ключевой параметр эффективности источника света. Он показывает, сколько света вырабатывает та или иная лампа на каждый ватт израсходованной на нее энергии. Световая отдача измеряется в лм/Вт. Максимально возможная отдача равна 683 лм/Вт и теоретически может существовать только у источника, преобразующего энергию в свет без потерь. Световая отдача ламп накаливания составляет всего 10-15 лм/Вт, а люминесцентных ламп уже приближается к 100 лм/Вт.

Уровень освещенности — параметр, определяющий, насколько освещена та или иная поверхность данным источником освещения. Зависит от мощности светового потока, от расстояния источника света до освещаемой поверхности, от отражающих свойств этой поверхности и ряда других факторов. Единица измерения - люкс (лк). Эта величина определяется как отношение светового потока мощностью в 1 лм к освещенной поверхности площадью 1 кв.м. Иными словами, 1 лк = 1лм/кв.м. Приемлемая для человека норма освещенности рабочей поверхности по российским стандартам составляет 200 лк, а по европейским достигает 800 лк.

Цветовая температура — важнейший качественный параметр, определяющий степень естественности (белизны) света, испускаемого лампой. Измеряется по температурной шкале Кельвина (К). Цветовую температуру можно условно разделить на тепло-белую (менее 3000 К), нейтрально-белую (от 3000 до 5000 К) и дневную белую (более 5000 К). В жилых интерьерах обычно используют лампы теплого тона, способствующие отдыху и расслаблению, а в офисных и производственных уместны более холодные лампы. Наиболее естественная, а значит, и комфортная для человека, цветовая температура лежит в диапазоне 2800-3500 К.

Индекс цветопередачи — относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы. Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света (т.е. идеально передающего цвет предметов) принят за 100. Чем ниже этот индекс у лампы, тем хуже ее цветопередающие свойства. Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100 Ra.

Эксплуатационные характеристики — к важнейшим параметрам эффективности различных типов ламп относятся также средний срок службы, скорость включения и гарантированное число включений, конструктивные особенности исполнения (используемая арматура, разъемная/неразъемная конструкция, совместимость с разными типами патронов, габариты и дизайн изделия). От этих характеристик зависят расходы на эксплуатацию, которые вместе с продажной ценой определяют уровень рентабельности лампы.

Безопасность изделия — критерии, характеризующие безопасность изделия носят двойственный характер. Прежде всего, различают критерии защиты самого светильника от внешних факторов, к которым относятся попадание пыли, влаги и механические повреждения, а также воздействие климатических факторов. Еще более важное значение имеет степень защищенности внешнего мира от самих ламп, иными словами, их пожаро- и взрывобезопасность, а также защита от поражения потребителя электрическим током, в соответствии с которыми изделия разделяют на различные классы электробезопасности. Кроме того, искусственный свет активно влияет на человеческое зрение. Он может быть как безвредным, так и опасным для нашего здоровья, что также является важнейшей характеристикой безопасности источника света.