20) Джерела світла та основні освітлювальні прилади

Як джерела штучного освітлення можуть використовуватися лампи розжарювання та газорозрядні лампи: люмінесцентні, ртутні, неонові та ін. Кожна з них має свої переваги та недоліки, а також умови застосування.

Лампи розжарювання чисельно переважають, оскільки вони виготовляються в широкому асортименті, їх зручніше пристосувати до заданих умов. Особливістю цих ламп є те, що вони вмикаються до мережі без додаткових пускових пристроїв і можуть працювати при значних відхиленнях напруги в мережі від нормальної, а також практично не залежать від умов навколишнього середовища, компактні, до кінця терміну служби світловий потік у них знижується незначно (близько 15%). Однак, лампи розжарювання мають відносно низьку світлову віддачу, в їхньому спектрі переважає жовто-червона частина і термін їх служби малий (близько 1000год.).

В лампах розжарювання застосовується вольфрамова нитка. Лампи розжарювання відносяться до джерел світла теплового випромінювання. Вони випромінюють видимий жовто-червоний спектр, який за складом відповідає денному світлу. За конструкцією лампи розжарювання бувають вакуумні, газозаповнені, безспіральні, безсігіральні з криптоно-ксеноновим заповненням, а також дзеркальні лампи-світильники.

Останнім часом набули поширення лампи розжарювання з йодним циклом великої потужності (250...2200Вт). Наявність в колбі лампи парів йоду дозволяє підвищити температуру розжарення спіралі (250...1200⁰ С), тобто світлову віддачу лампи до 40лм/Вт. Пари вольфраму, що випаровують зі спіралі розжарення, з'єднуються з йодом і знову осідають на вольфрамовій спіралі, запобігаючи розпиленню вольфрамової спіралі та збільшуючи термін служби лампи до 3 тис. год.

Загальним недоліком ламп розжарення є відносно малий термін служби (до 1,5 тис. год.), низька світлова віддача (7...20 лм/Вт).

Із газорозрядних ламп широкого застосування, як джерела робочого освітлення, набули люмінесцентні лампи. Переваги люмінесцентного освітлення в основному такі: у 2...З рази більша, ніж у ламп розжарення, світлова віддача, що дозволяє мати високе освітлення без додаткових витрат на електричний струм; наявність спектра, близького у видимій частині до спектра природного світла; мала яскравість люмінесцентних ламп, внаслідок чого їх засліплююча дія не така вже й велика, як у ламп розжарювання; наявність м’якого рівного світла без різких тіней; великий термін служби (до 1000год.).

Проте, люмінесцентні лампи мають і суттєві вади. Так, в їхньому світловому випромінюванні при експлуатації в мережах змінного струму можуть з'являтися значні коливання (пульсації). Наявність таких коливань у світловому випромінюванні люмінесцентних ламп сприяє виникненню стробоскопічного ефекту: створення численних уявних зображень предмета, що рухається, а також ілюзії зупинки рухомих частин обладнання, що може стати безпосередньою причиною нещасного випадку. Пульсації світлового потоку втомлюють зір, що теж небезпечно. До недоліків люмінесцентних ламп також відносяться: мала потужність при великих розмірах, значне (до 54 %) зниження світлового потоку в кінці терміну служби та обмеженість температурних умов для нормальної праці (оптимально 18...25⁰С, а при температурі нижче + 10⁰ С вони не спалахують).

Відкрита електрична лампа може викликати зміни зору, осліплення, пожежу, вибух. Тому для освітлення застосовують лампи, вміщені в спеціальну арматуру різних типів. Лампа разом з арматурою називається світильником. Арматура світильника призначається для перерозподілу світлового потоку лампи в потрібному напрямку з найменшими світловитратами, для охорони очей працівників від надмірної яскравості, для захисту ламп від забруднень, механічних пошкоджень, від горючих та вибухонебезпечних газів, пари, пилу.

За характером розподілу світлового потоку світильники бувають прямого, розсіяного та відбитого світла. Світильники, що випромінюють в нижній півкулі не менше 80% всього світлового потоку, відносяться до категорії джерел прямого світла; не більше як

20% - до категорії розсіяного світла; решта - до категорії відбитого світла.

За гігієнічними, естетичними та світлотехнічними даними найбільш сприятливим є відбите світло, але джерела такого світла мають низький коефіцієнт корисної дії. Найбільшого розповсюдження набуло розсіяне освітлення, яке за гігієнічними якостями майже не поступається відбитому. Найменш сприятливим для зору є пряме освітлення. Рівномірність освітлення та відсутність затінювання досягається правильним розподілом і підвішуванням світильників.

Вибір типу люмінесцентних ламп потребує особливої уваги внаслідок різноманітності їх спектральних характеристик. Вони виготовляються кількох типів: денного світла (ЛД), білого світла (ЛБ), холодно-білого світла (ЛХБ), тепло-білого світла (ЛТБ), з виправленою кольористістю (ЛДЦ). Люмінесцентні лампи за якістю кольоропередачі набагато переважають лампи розжарювання, однак не повністю наближаються до природного світла завдяки малому випромінюванню в червоній частині спектру. Правильно вибрати лампи за якістю кольоропередачі важко. Тому для правильного вибору необхідне рішення фахівців - світлотехніків.

Найбільш природним спектром володіють лампи ЛД і ЛДЦ. Лампи ЛД і ЛДБ мають менш інтенсивне випромінювання в синьо-фіолетовій ділянці спектру, ніж ЛД, а ЛХБ, навпаки, випромінюють більше променів у синьо-фіолетовій (холодній) ділянці. Ці особливості люмінесцентних ламп дозволяють орієнтовно визначати галузь їх застосування.

Основною перевагою газорозрядних ламп перед лампами розжарювання є велика світлова віддача (до 40...110 лм/Вт). Термін служби 8...12 тис. год. Газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектру шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофору. Вибираючи джерела світла, слід керуватися наступними рекомендаціями: надавати перевагу газорозрядним лампам як енергетичним, більш економічним та таким, котрі мають більший термін експлуатації для зменшення початкових видатків на освітлювальні установки та витрат на їх експлуатацію слід використовувати лампи найбільшої потужності, але без погіршення якості освітлення. Живлення світильників загального освітлення здійснюється джерелами напруги, що не перевищує 220В. В приміщеннях без підвищеної небезпеки вказана напруга допускається для всіх стаціонарних світильників незалежно від висоти їх установки.

Надійність та ефективність джерел природного і штучного освітлення залежить від своєчасності і ретельності їх обслуговування. Забруднення скла світлових отворів, ламп та світильників може знизити освітленість приміщень в 1,2 рази. Тому вікна треба мити не рідше двох разів у рік для приміщень з незначним виділенням пилу і не рідше чотирьох разів - при значному виділення пилу. В світильниках з люмінісцентними лампами бажано слідкувати за справністю включення, забезпечувати безпеку та зручність експлуатації та обслуговування світильників, а також своєчасно замінювати лампи; що слабо світять. Періодично, не рідше одного разу на рік, доцільно перевіряти рівень освітленості виробничого приміщення. Основний прилад для вимірювання освітленості - люпеметр.