![](/user_photo/528_5NJmi.jpg)
- •Глава 7 производственное освещение
- •7.1. Основные светотехнические понятия и гигиенические требования к производственному освещению
- •7.2. Влияние освещения на производственный травматизм и производительность труда
- •7.3. Классификация производственного освещения
- •7.4. Принципы нормирования производственного освещения
- •7.5. Устройство и расчет естественного освещения
- •7.6. Источники искусственного освещения и светильники
- •7.7. Расчет искусственного освещения
- •§ 8. Обслуживание осветительных установок
7.6. Источники искусственного освещения и светильники
Источники света являются основной составной частью осветительных установок и влияют на их эксплуатационные характеристики и эффективность.
Современная техника предоставляет возможность применения разнообразных источников света. При их выборе и сравнении друг с другом используют следующие характеристики: электрические, светотехнические, эксплуатационные, конструктивные.
Электрические характеристики определяют напряжение питания (в вольтах), мощность ламп (в ваттах), род тока (постоянный, переменный).
Светотехнические - световой поток (в люменах) или силу света (в канделах), излучаемые лампой.
Эксплуатационные - световая отдача и срок службы. Световая отдача лампы
(лм/Вт),
где Ф - световой поток, лм;
Р - мощность (Вт).
Срок службы включает в себя полный срок службы t - время (в часах) от момента включения до момента перегорания и полезный tп - время, в течение которого световой поток лампы изменится не более 20%.
Конструктивные - форма колбы лампы, тела накала, наличие и состав газа, заполняющего колбу лампы, давление газа.
Большинство современных источников света, применяемых для искусственного освещения, относятся к категории электрических. По принципу действия их можно разделить на две большие группы: лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные (ГЛ). Лампы накаливания (осветительные лампы) в настоящее время являются еще широко распространенными источниками света. Это объясняется их следующими преимуществами: универсальностью применения, простотой и удобством эксплуатации, низкой ценой, простотой изготовления.
Основными недостатками ламп накаливания являются: низкая световая отдача 7-20 лм/Вт (теоретический предел для источников белого света 240 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (номинальный срок службы 1000 ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что отличает их состав от солнечного света и искажает цветопередачу. Все лампы накаливания разделяются на лампы общего и специального назначения. Лампы общего назначения выпускаются в диапазоне мощностью 15-1500 Вт на напряжение 127 и 220 В. В маркировке ламп первый буквенный элемент характеризует лампу по важнейшим физическим и конструктивным особенностям:
В - вакуумные лампы; МТ - матированная колба;
Г - газонаполненные лампы; МЛ - колба молочного цвета;
К - лампы с криптоновым наполнителем; ОП - опалиновая колба.
Б - биспиральные лампы;
Ряд ламп, особенно специального назначения, первого элемента в обозначении не имеет. Технические характеристики ламп накаливания общего назначения представлены в таблице 7.1. К основной серии примыкают также зеркальные лампы - светильники, имеющие концентрированное светораспределение, и лампы местного освещения на напряжение 12, 24, 36 В мощностью до 100 Вт. Разновидностью обычных ламп накаливания являются кварцевые галогенные (КГ) лампы с галоидным циклом. Наличие в колбе паров йода дает возможность повысить температуру накала спирали, образующиеся при этом пары вольфрама, соединяясь с йодом, оседают на нить накала и препятствуют распылению вольфрамовой спирали. Срок службы этих ламп доходит до 3000 ч, световая отдача до 30 лм/Вт, спектр излучения близок к естественному.
Табл.7.1. Технические данные ламп накаливания общего назначения ГОСТ 2239-79.
Тип лампы
|
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
Тип лампы
|
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
В215-225-25 |
25 |
220 |
8,8 |
БК215-225-100 |
100 |
1450 |
14,5 |
В215-225-40 |
40 |
415 |
10,4 |
Б215-225-150 |
150 |
2100 |
14 |
В215-225-60 |
60 |
715 |
11,9 |
Б215-225-200 |
200 |
2920 |
14,6 |
В215-225-75 |
75 |
950 |
12,7 |
Г215-225-300 |
300 |
4610 |
15,3 |
Б215-225-10С |
100 |
1350 |
13,5 |
Г215-225-500 |
500 |
8300 |
16,6 |
Газоразрядные лампы - приборы, в которых оптическое излучение возникает в результате электрического разряда в газах, парах или смесях. Основным преимуществом газоразрядных ламп является большая отдача 40-110 лм/Вт (натриевые до 140, металлогалогенные до 90, лю-минисцентные до 75, ртутные до 60, ксеноновые до 40 лм/Вт). Они имеют значительно больший срок службы, который достигает 8-12 тыс.ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток в любой части спектра. Газоразрядные лампы имеют также и ряд существенных недостатков. Безынерционность излучения может привести к появлению пульсаций светового потока. При рассмотрении движущихся и вращающихся деталей возникает стробоскопический эффект, искажающий восприятие действительных направления и скорости движения, в результате совпадения кратности частот движения объекта и изменения светового потока, что может быть причиной травматизма. У некоторых типов ламп период разгорания длится 10-15 минут. Газоразрядные лампы требуют специальную пуско-регулирующую аппаратуру, они также могут создавать радиопомехи. Наиболее распространенными газоразрядными источниками света являются трубчатые люминисцентные лампы низкого давления (ЛЛ). Внутренняя поверхность такой трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение ртутного разряда в видимый свет. В зависимости от спектрального распределения светового потока люминисцентные лампы разделяются на:
ЛБ - белого цвета; ЛД - дневного света;
ЛХБ - холодно-белого цвета; ЛДЦ - дневного света с улуч-
ЛХБЦ - холодно-белого света с шенной цветопередачей;
улучшенной цветопередачей; ЛТБ - тепло-белого цвета.
Для зажигания и горения ЛЛ необходимо включение последовательно с ними пуско-регулирующих аппаратов. Технические данные люминисцентных ламп представлены в таблице 7.2.
Табл.7.2. Технические данные люминесцентных ламп ГОСТ 6825-74
Тип лампы
|
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
Тип лампы
|
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
ЛБ 20 |
20 |
1180 |
59 |
ЛБ 65 |
65 |
4550 |
70 |
ЛТБ 20 |
20 |
975 |
48,7 |
ЛТБ 65 |
65 |
4200 |
64,6 |
ЛХБ 20 |
20 |
950 |
47,5 |
ЛХБ 65 |
65 |
4100 |
63,1 |
ЛД 20 |
20 |
920 |
46 |
ЛД 65 |
65 |
3570 |
54,9 |
ДЩ 20 |
20 |
820 |
41 |
ЛДЦ 65 |
65 |
3050 |
46,9 |
ЛБ 40 |
40 |
3000 |
75 |
ЛБ 80 |
80 |
5220 |
65,2 |
ЛТБ 40 |
40 |
2780 |
69,5 |
ЛТБ 80 |
80 |
4720 |
59 |
ЛХБ 40 |
40 |
2780 |
69,5 |
ЛХБ 80 |
80 |
4600 |
57,5 |
ЛД 40 |
40 |
2340 |
58,5 |
ЛД 80 |
80 |
4070 |
50,9 |
ЛДЦ 40 |
40 |
2100 |
52,5 |
ЛДЦ 80 |
80 |
3560 |
44,5 |
Лампы ДРЛ - четырехэлектродные дуговые ртутные лампы высокого давления. Они состоят из кварцевой колбы, заполненной парами ртути, и внешней стеклянной колбы, покрытой люминофором. Преимуществом ламп ДРЛ является их компактность при высокой единичной мощности, недостатком является плохая цветопередача.
Лампы ДКсТ - дуговые ксеноновые трубчатые с воздушным охлаждением. В отличие от других газоразрядных ламп они работают без ПРА, но зажигаются с помощью специального пускового устройства. Эти лампы имеют значительную единичную мощность 5-50 кВт, большую долю ультрафиолетового излучения в спектре, высокое давление в колбе, поэтому применяются для освещения территорий предприятий.
Лампы ДРИ - металлогалогенные лампы, являются усовершенствованием ламп ДРЛ. Добавление в их разрядную трубку галоидных соединений различных металлов позволило существенно повысить световую отдачу и улучшить спектральный состав.
Лампы ДНаТ - дуговые натриевые высокого давления (трубчатые), имеют наивысшую световую отдачу и удовлетворительную цветопередачу, однако они имеют большую пульсацию светового потока.
При выборе источников света необходимо учитывать обстоятельства, предопределяющие отказ от того или иного источника или, напротив, обязательность его применения. Питание установки от сети постоянного тока, а также вероятность значительных, более чем на 10% понижений напряжения исключает возможность применения газоразрядных ламп. Необходимость обеспечить мгновенное перезажигание ламп после кратковременного перерыва, например, при коммутационных операциях, вынуждает отказаться от ламп ДРЛ и ДРИ при отсутствии специальных схем включения. Возможность изменения температуры окружающего воздуха ниже +10^С является противопоказанием применения ЛЛ с обычными схемами зажигания. Необходимость питать лампы напряжением 12-36 В делает обязательным применение ламп накаливания.
Светильник - световой прибор, перераспределяющий свет ламп внутри больших телесных углов (до 4тг)и обеспечивающий угловую концентрацию светового потока. Он представляет собой совокупность источника света и осветительной арматуры и предназначен для освещения относительно близко расположенных объектов. В нем может быть установлены одна, две и более ламп. Световой поток светильника Ф может быть различно распределен между верхней (Ф ) и нижней (Ф ) полусферами. По распределению светового потока в пространстве светильники делят на светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.
Если Ф > 80% Ф, светильники относятся к классу прямого света (П), при Ф = 60-80% Ф - к классу преимущественно прямого света (Н), при Ф = 40-60% Ф - к классу рассеянного света (Р), при Ф = 60-80% Ф -к классу преимущественно отраженного света (В) и при Ф > 80% Ф - к классу отраженного света (0).
Важной характеристикой осветительной арматуры является распределение светового потока по отдельным направлениям пространства. Этот показатель характеризуется кривой силы света (КОС) - зависимостью силы света в условных единицах от угла распространения светового потока в полярной системе координат. Различают следующие основные типы кривых силы света (рис.7.б):
К - концентрированная; М - равномерная;
Г - глубокая; Ш - широкая;
Д - косинусная; С - синусная.
Л - полуширокая;
Ограничение ослепленности источника света обеспечивается защитным углом светильника, который определяется углом между горизонталью и линией, касательной к светящему телу лампы и краю отражателя. Так как осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником света, важной характеристикой является также коэффициент полезного действия светильника - отношение светового потока светильника к световому потоку установленной в нем лампы.
По назначению светильники делятся на светильники общего и местного освещения. Светильники местного освещения обычно предусматривают возможность их перемещения и изменения направления светового потока.
В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывобезопасные. На рис.7.7 представлены основные схемы светильников.
Выпускаемые промышленностью светильники могут иметь собственное наименование (например, "Астра"), обозначаться номером артикула или маркироваться аббревиатурой (например, ПВЛ - пыле- и водозащищенный люминисцентный). Каждая серия светильников имеет общие конструктивные особенности и несколько типоразмеров, зависящих от числа и мощности ламп.
Выбор типа светильника зависит от характера выполняемых в помещении работ, условий производственной среды, коэффициентов отражения окружающих поверхностей и эстетических требований.