Источники искусственного освещения лампы и светильники кратко

Обновлено: 02.07.2024

Практически всю информацию из внешнего мира человек получает с помощью зрения, поэтому роль света и цвета для человеческой деятельности огромна. Восприятие света является важнейшим элементом нашей способности действовать, поскольку позволяет оценивать местонахождение, форму и цвет окружающих нас предметов. Даже такие элементы человеческого самочувствия, как душевное состояние или степень усталости, зависят от освещения и цвета окружающих предметов.

Все окружающие нас тела и предметы делятся на светящиеся и несветящиеся. Светящиеся природные и искусственно созданные тела испускают электромагнитные излучения с различными длинами волн, но только излучения с длиной волны от 380 до 780 нм вызывают у нас ощущение света и цвета. При действии на глаз излучений с длиной волны меньше 380 нм (инфракрасное излучение) и больше 780 нм (ультрафиолетовое излучение) световых и цветовых ощущений не возникает.

Каждый вид деятельности, связанный с необходимостью различения того или иного объекта, требует определенного уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Недостаточная освещенность рабочей зоны и пониженная контрастность вызывают напряженность зрительного анализатора, что, в свою очередь, может привести к нарушениям зрения. В условиях, когда общая освещенность отсутствует, выполнение работ невозможно без индивидуальных головных или ручных светильников.

С другой стороны, чрезмерная локальная яркость может вызывать ослепление. Когда в поле зрения попадает яркий источник света, глаз на какое-то время теряет способность различать предметы. Ослепление может быть прямым, когда оно вызвано нахождением ярких источников света в поле зрения, или отраженным, когда свет отражается от поверхностей с высоким коэффициентом отражения.

Виды освещения

Производственные здания и рабочие площадки предприятий освещаются естественным светом небосвода (прямым или отраженным), искусственным светом, а также комбинированным. В зависимости от источника освещения, конструктивного исполнения и функционального назначения различают следующие виды освещения.

Естественное освещение — освещение помещений светом, исходящим от неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Оно подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Нормируемой характеристикой такого освещения является коэффициент естественной освещенности.

Боковое естественное освещение — это естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах; верхнее естественное освещение — это естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах (в местах перепада высот здания); комбинированное естественное освещение сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Рабочее освещение обеспечивают во всех помещениях, а также на участках открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и с разными режимами работы, предусматривается раздельное управление рабочим освещением.

Аварийное освещение — это освещение объектов различного назначения, не прекращающееся или автоматически вводимое в действие при внезапном отключении рабочих (основных) источников света. Оно предназначено для обеспечения эвакуации людей или временного продолжения работы на объектах, где внезапное отключение освещения создает опасность травматизма или недопустимого нарушения технологического процесса. Аварийное освещение подразделяется:

на освещение безопасности, т.е. освещение, предусматриваемое на случай аварийного отключения рабочего освещения, в результате чего возможны длительное нарушение технологического процесса; нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях, где недопустимо прекращение работ, и т.п.;

эвакуационное освещение, предназначенное для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении нормального освещения. Такое освещение (в помещениях или в местах производства работ вне зданий) следует предусматривать в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек; на лестничных клетках жилых зданий высотой шесть этажей и более; в производственных помещениях без естественного света.

Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Могут использоваться любые источники света, за исключением случаев, когда охранное освещение автоматически включается только при срабатывании охранной сигнализации или других технических средств. В таких случаях применяются лампы накаливания.

Дежурное освещение — это освещение в нерабочее время. В данном случае область применения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству не нормируются.

Общее освещение — это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно ( общее равномерное освещение ) или применительно к расположению оборудования ( общее локализованное освещение ).

В дополнение к общему освещению светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах, создается местное освещение, а также комбинированное освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.

Совмещенное освещение — это освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Гигиенические требования к освещению

Гигиенические требования к освещению основаны на особенностях восприятия света и его воздействия на человека и сводятся к следующему:

спектральный состав света должен приближаться к естественному;
уровень освещенности должен соответствовать нормативным показателям, учитывающим условия работы;
также необходимы равномерность и устойчивость уровня освещенности, отсутствие блескости, создаваемой источником или предметами в зоне работы.

Производственные здания и рабочие площадки предприятий освещаются естественным светом небосвода (прямым и отраженным) и искусственным светом от электроламп, а также совмещенным.

Естественное освещение осуществляется через боковые проемы наружных стен и аэрационные фонари. Главным недостатком естественного освещения является его изменение в широких пределах в зависимости от времени дня, года и метеорологических факторов (облачности) и отражающих свойств земного покрова. Поэтому в качестве нормируемой характеристики принята относительная величина — коэффициент естественной освещенности (КЕО), равный отношению освещенности в фиксируемой поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи, создаваемой диффузионным светом открытого небосвода; определяется в процентах освещенности:

где Е_вн — освещенность в фиксированной точке внутри помещения, лк; Е_нар — освещенность снаружи помещения, лк.

Выбор коэффициента естественной освещенности в нормативных документах зависит от характера зрительной работы, пояса светового климата, устойчивости светового покрова.

Оценка достаточности естественного освещения в помещениях может быть выполнена по значениям КЕО в проектной документации. При отсутствии на строительных чертежах значений КЕО или отсутствии проектной документации определение значений КЕО производится путем инструментальных измерений.

Показатели качества световой среды

К показателям качества световой среды относятся: показатель ослепленности; отраженная блескость; яркость; коэффициент пульсации освещенности.

Показателем ослепленности оценивается слепящее действие, возникающее от прямой блесткости источников света. Для оценки освещения жилых и общественных помещений в качестве показателя, регламентирующего ограничения слепящего действия в осветительных установках, применяется показатель дискомфорта. Этот показатель не регламентируется для помещений, длина которых не превышает двойной высоты установки светильников над полом.

Ввиду отсутствия приборов для измерения показателя ослепленности при обследовании освещения рабочего места предварительная оценка слепящего действия осветительных установок производится визуально. При обнаружении фактов явного нарушения требований к устройству осветительных установок (наличие в поле зрения работающих источников света, не перекрытых отражателями, рассеивателями из молочного стекла, затенителями), при жалобах работников на повышенную яркость должно быть зафиксировано значение показателя ослепленности, превышающее нормативное. В остальных случаях значение показателя ослепленности определяется расчетным путем по специальной методике.

Отраженная блескость — это характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном. Отраженная блескость определяется при работе с объектами различения и рабочими поверхностями, обладающими направленно-рассеянным и смешанным отражением (металлы, пластмассы, стекло, глянцевая бумага и т.п.). Контроль отраженной блескости проводится субъективно при наличии слепящего действия бликов отражения, ухудшения видимости объектов различения и жалоб работников на дискомфорт зрения.

Контроль яркости производится в тех случаях, когда в нормативных документах имеется указание на необходимость ее ограничения (например, ограничение яркости светлых рабочих поверхностей при местном освещении; ограничение яркости светящихся поверхностей, находящихся в поле зрения работника, в частности при контроле качества изделий в проходящем свете, и т.п.). Яркость рабочей поверхности может быть измерена яркомером в соответствии с ГОСТ 26824-86. На рабочих местах, оборудованных ЭВМ, проводят определение неравномерности распределения яркости — соотношения яркостей между рабочими поверхностями (стол, документ), а также между рабочей поверхностью и поверхностью стен, оборудования.

При контроле величины коэффициента пульсации освещенности особое внимание должно быть уделено тем рабочим местам, где в поле зрения работающего имеются движущиеся или вращающиеся предметы, т.е. возможно появление стробоскопического эффекта 1 Стробоскопический эффект (от греч. strobos — кружение и skopeo — смотрю) — это зрительная иллюзия, возникающая в случаях, когда наблюдение какого-либо предмета или картины осуществляется не непрерывно, а в течение отдельных периодически следующих один за другим интервалов времени. . Для таких рабочих мест несоблюдение регламентированного значения коэффициента пульсации недопустимо, так как стробоскопический эффект может служить причиной тяжелейших несчастных случаев.

С целью уменьшения коэффициента пульсации освещенности в помещениях необходимо включение соседних ламп в три фазы питающего напряжения или включение их в сеть с электронными пускорегулирующими аппаратами.

Источники света

Наиболее распространенными источниками света являются газоразрядные лампы и лампы накаливания. Газоразрядные лампы предпочтительнее для применения в системах искусственного освещения. Они имеют высокую световую отдачу и большой срок службы. Световой поток от газоразрядных ламп по спектральному составу близок к естественному освещению и поэтому более благоприятен для зрения. Однако газоразрядные лампы имеют существенные недостатки, к числу которых относится пульсация светового потока.

В системах производственного освещения применяют люминесцентные газоразрядные лампы. Различают несколько типов люминесцентных ламп: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ). Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления), в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления, например галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с йодидами).

Для освещения производственных помещений также применяю лампы накаливания, в которых свечение возникает путем нагревания нити накала до высоких температур. Такие лампы просты и надежны в эксплуатации. К числу их недостатков относятся низкая световая отдача, ограниченный срок службы, преобладание излучения в желто-красной части спектра, что искажает цветовое восприятие.

Все большее распространение получают лампы накаливания с йодным циклом — галоидные лампы, которые имеют лучший спектральный состав света и хорошие экономические характеристики.

Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором светильников, представляющих собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Основное назначение светильников заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для освещения направлениях, механическом креплении источников света и подводе к ним электроэнергии, а также защите ламп, оптических и электрических элементов от воздействия окружающей среды. По способу защиты от действия окружающей среды различают светильники:

открытые — лампа не отделена от внешней среды;
защищенные — лампа отделена от внешней среды оболочкой, допускающей свободный проход воздуха;
закрытые — оболочка защищает от проникновения крупной пыли;
пыленепроницаемые — оболочка не допускает проникновения внутрь светильника тонкой пыли;
влагозащищенные — корпус и патрон противостоят проникновению внутрь влаги;
взрывозащищенные — с повышенной надежностью против взрыва и т.п.

В последнее время активное распространение получают энергосберегающие лампы — электрические лампы, обладающие большой светоотдачей (соотношением между световым потоком и потребляемой мощностью), что способствует экономии электроэнергии. В быту под энергосберегающими лампами чаще всего имеются в виду компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — люминесцентные лампы, имеющие меньшие размеры по сравнению с колбчатой лампой и меньшую чувствительность к механическим повреждениям. КЛЛ часто называют энергосберегающими лампами, что не совсем точно, поскольку существуют энергосберегающие лампы на других физических принципах, например светодиодные лампы.

В сравнении с обычными лампами накаливания светодиоды обладают иными преимуществами: длительным сроком службы (в 30 раз больше, чем у ламп накаливания), безопасностью использования, малыми размерами, отсутствием ультрафиолетового излучения и малым инфракрасным излучением, незначительным тепловыделением и др. Основным недостатком светодиодов является их высокая стоимость. Кроме того, при питании пульсирующим током промышленной частоты они мерцают сильнее, чем лампа накаливании.

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения. Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода. В частности, разработаны так называемые сверхяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

Искусственное освещение – это получение света от неестественных источников. В их число входит: огонь, газовые установки, электрические лампы и светильники, прожектора и прочее.

Наиболее распространенными источниками искусственного света на данный момент являются следующие виды ламп освещения:

1) Накаливания. Это первый в истории электрический источник, в котором поток света получается за счет накаливания специальной нити - спирали из тугоплавкого металла. Основной недостаток этого принципа действия – большие потери электроэнергии на выделяемое тепло и, как следствие, неэкономичность.

2) Люминесцентные. Представляют собой стеклянные колбы, покрытые внутри люминофором. Выделяют свет за счет устойчивого горения паров, которое и вызывает свечение этого покрытия. Люминесцентный вид источника экономичнее лам накаливания в 5-7 раз, имеет более продолжительный эксплуатационный срок и мягкое, рассеянное свечение. К недостаткам можно отнести: мерцание, чувствительность к низким температурам и более сложная конструкция (наличие пускового устройства, стартера и т.д.).

3) Энергосберегающие. Это усовершенствованные люминесцентные лампы, выделенные в самостоятельный вид. Они выпускаются со стандартными цоколями и не требуют дополнительного оборудования для подключения к электросети. Внешне представляют собой компактную свернутую в спираль люминесцентную лампу со стандартным цоколем. Все виды ламп освещения, основанные на люминесцентном принципе, сохранили те же преимущества и недостатки.

4) Галогеновые. Это разновидность ламп накаливания, в которых за счет буферного газа значительно повышена эффективность элемента накала. Пары галогенов значительно увеличивают эксплуатационный срок и повышают температуру спирали. К недостаткам можно отнести повышенную рабочую температуру и зависимость от перепадов напряжения.

5) Светодиодные лампы. Наиболее передовой и современный вид ламп освещения. Источником света служит светодиод, который при прохождении электрического тока начинает светиться. К преимуществам можно отнести: самый высокий показатель экономии электроэнергии, наиболее длительный эксплуатационный срок, устойчивость к перепадам температур и напряжения электросети, экологичность и отсутствие ультрафиолетового излучения. Практически единственным недостатком является его цена. Но при длительном использовании ламп этого вида освещения, первоначальная стоимость окупается во много раз.

Виды искусственного освещения. Классификация

Основные виды искусственного освещения, различаемые по расположению и предназначению источников света:

1) Общее. В помещениях любого типа (жилые, офисные, производственные) этот вид освещения предполагает наличие светильников в верхней зоне или на потолке. При организации общего вида свет должен равномерно распределяться по всей площади помещения. Для небольшой жилой комнаты это может быть люстра или потолочный светильник. В офисе или производственном помещении обычно используется система светильников.

2) Местное. Этот вид освещения предназначен для выделения определенных зон путем расположения источников света непосредственно на выделенном участке помещения. Для местного освещения жилья применяют следующие виды светильников: напольные, настенные, подвесные, настольные, встраиваемые. В производственных или офисных помещениях используют специальные светильники, направляющие свет непосредственно на рабочее место.

3) Комбинированное. Предполагает одновременное использование общего и местного видов искусственного освещения. Эффективно для всех типов помещений: жилых, офисных, общественных и производственных.

Основные виды искусственного освещения, различаемые по направлению светового потока:

1) Направленное или прямое. Предполагает направление источника света на определенную поверхность или предмет. В результате направленного освещения предмет визуально увеличивается, за счет акцентирования его объема и формы. В жилом помещении для этого используют настольные лампы, споты, встроенные светильники, торшеры с плафонами и т.д.

2) Непрямое. Этот вид искусственного освещения называют еще отраженным, так как получается при направлении светового потока на потолок или стены, от которых он отражается и освещает помещение. В жилой комнате может быть реализован при помощи светильников с направленным вверх или на стены световым потоком. Отраженный свет зрительно увеличивает площадь комнаты и наиболее эффективен в светлом интерьере.

3) Рассеянное освещение получается в результате прохождения света через полупрозрачный или матовый плафон и рассеивается по всему помещению. Один потолочный светильник с рассеянным светом способен осветить небольшую комнату.

4) Смешанное. Получается совмещением выше перечисленных видов искусственного освещения. Светильник со смешанным освещением может распространять световой поток в разные стороны и через полупрозрачный плафон или абажур.

Основные виды искусственного освещения в производственных помещениях различаются по функциональному назначению:

1) Рабочее. Предназначается для обеспечения нормированных условий труда в зданиях и прилегающих территориях. Обязательно для всех видов производств, движения автотранспорта, прохода персонала.

2) Дежурное или охранное. Создается для освещения в нерабочее время или для охраны территории.

3) Аварийное. Предназначено для обеспечения видимости в случае аварийной эвакуации и для поддержания производственного процесса при полном отключении основного освещения.

4) Сигнальное - применяется для освещения зон повышенной опасности.

5) Бактерицидное - это ультрафиолетовое освещение для обеззараживания воздуха, воды и продуктов.

6) Эритемное — ультрафиолетовое облучение с длиной волны 297 нм, благоприятно влияющее на человеческий организм. Применяется в помещениях с дефицитом дневного света, стимулирует жизненно важные физиологические процессы.

Источники света. Для искусственного освещения применяют лампы накаливания, сочетание нескольких видов ламп и люминесцентные лампы (лампы дневного света ЛД, лампы холодно-белого света ЛХБ, лампы тепло-белого света ЛТБ), представляющие собой ртутные электроразрядные трубки низкого давления и ртутные лампы высокого давления (ДРЛ).

Люминесцентные лампы характеризуются высокой световой отдачей, приближающейся по своему спектру к естественному дневному свету. Они экономичнее в 3—3,5 раза ламп накаливания. Люминесцентные лампы преимущественно применяют: а) в помещениях, где необходимо различение цветовых оттенков (ЛДЦ, ЛД или ЛХБ); б) в помещениях, где необходимо создать особо благоприятные условия для работы глаз (помещения с напряженными и точными зрительными работами, учебные помещения и т. п.); в) в производственных помещениях, не имеющих естественного освещения и предназначенных для постоянного пребывания людей (ЛТБ); г) для архитектурно-художественного освещения.

Лампы ЛБ применяют в тех случаях, когда не требуется точное различие цветов.

Применение ламп ДРЛ для эвакуационного аварийного освещения запрещается. В аварийном освещении для продолжения работы лампы ДРЛ допускаются при наличии эвакуационного аварийного освещения, выполненного другими источниками света, обеспечивающими кратковременное (до 15 мин) продолжение работы при отключении рабочего освещения.

Светильники. Открытая электролампа может вызвать утомление, ухудшение зрения, ослепление, пожар и взрыв. Для освещения помещений и открытых площадок предприятий применяют лампы, заключенные в специальную арматуру различных типов, называемую светильником. Светильники предназначены для перераспределения светового потока лампы в необходимом направлении с наименьшими светопотерями для предохранения глаз работающих от слепящей яркости, защиты лампы от загрязнений, механических повреждений, горючих и взрывоопасных газов, паров и пыли, а в некоторых случаях для изменения спектрального состава источника света. Для аварийного освещения должны применяться светильники, отличающиеся от светильников рабочего освещения типом или размером, или на них должны быть нанесены специальные знаки.

Светильники характеризуются КПД, защитным углом (рис. 22) и кривой светораспределения.

Рис. 22. Защитные углы светильников:
а — светильник с люминесцентными лампами в поперечном направлении; б — светильник с люминесцентными лампами в продольном направлении; в — светильник с лам пой ДРЛ; г — светильник с лампой накаливания

КПД светильников с лампами накаливания может быть 80—85 %, а с люминесцентными лампами выше. Защитным углом называется угол, образуемый горизонталью, идущей от светящегося тела, и пограничной линией, соединяющей крайнюю точку светящегося тела и противоположный край отражателя (см. рис. 22). Защитный угол служит для прикрытия ярких частей лампы от глаз работающего. В зависимости от величины защитного угла и назначения светильника устанавливают высоту его подвески. Кривая распределения силы света показывает распределение светового потока в пространстве. Для разных типов светильников она может быть различна.

По назначению и расположению светильники делятся на два вида — внутреннего и наружного освещения. Светильники внутреннего освещения бывают для общего и местного освещения. По исполнению светильники подразделяют на открытые (лампа не отделена от внешней среды), закрытые (лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнения); влагонепроницаемые (для освещения сырых помещений, насыщенных парами, и др., корпус противостоит воздействию влаги, а его конструкция обеспечивает герметичность вводных проводов, патрона и лампы), пыленепроницаемые для освещения пыльных помещений, взрывонепроницаемые для взрывоопасных помещений.

Тип светильника выбирают в зависимости от назначения помещения, технологического процесса (класса взрыво-пожароопасности) и требуемого светораспределения (рис. 23).

Переносные светильники. В зависимости от характеристики помещений переносные светильники нужно включать в сеть с напряжением 36 В в помещениях с повышенной опасностью, в помещениях особо опасных 12 В. Вилки для розеток 12 и 36 В не должны входить в розетки 120 и 220 В. Независимо от напряжения конструкция этих светильников должна исключать возможность прикосновения к токоведущим частям. Патрон электролампы укрепляется в специальной рукоятке, выполненной из тепло- и влагостойкого материала. Колба и патрон лампы закрываются стеклянным колпаком и сеткой. Снимать сетку и колпак можно только специальным инструментом, чтобы исключить доступ посторонних лиц к токоведущим частям.

Переносные понижающие трансформаторы (корпус и одна клемма вторичной обмотки) должны быть заземлены. Переносные светильники, провода и трансформаторы необходимо ежемесячно проверять.

Развитие технологий привело к созданию большого количества искусственных источников света. Разные виды лампочек подходят для разных задач и помещений. Лучше разбираться в этом вопросе поможет наша статья.

Характеристики

Лампы различаются друг от друга конструкцией и техническими характеристиками. Для потребителя важно знать свойства тех или иных источников света. Ознакомимся с ними подробнее.

Мощность. Измеряется в Вт. Мощность говорит о количестве электричества, которое потребляет источник света. Чем она больше, тем ярче светит лампочка. Одновременно большая мощность говорит о больших расходах на электроэнергию и размере счетов за нее.

Поскольку номинальная мощность напрямую зависит от конструкции, то для сравнения разных типов ламп удобнее использовать другую характеристику – световой поток.

Световой поток. Измеряется в лм. Световой поток показывает, насколько ярко светит лампочка. Новые модели источников света (люминесцентные и светодиодные) имеют большую яркость при меньшей мощности. Именно за счет этого достигается энергосбережение.

Сравнительная характеристика мощностей самых популярных бытовых лампочек со световым потоком 1200 лм приведена в таблице.

Таким образом, при равном световом потоке мощность светодиодных ламп более чем в пять раз меньше, чем у ламп накаливания.

Светоотдача. Измеряется в лм/Вт. Светоотдача показывает световой поток в расчете на 1 Вт мощности. Также удобный параметр для сравнения разных типов осветительных приборов. Чем больше светоотдача, тем меньшая мощность обеспечивает максимальную яркость.

Коэффициент цветопередачи (Ra, CPI). Показывает, насколько искажаются реальные цвета при искусственном освещении. Обозначается цифрами от 1 до 100. Чем ниже значение коэффициента, тем сильнее искажаются оттенки. Индекс 100 означает, что цвета передаются максимально точно. Для зрения в помещении безопаснее использовать источники света с Ra не менее 80.

Цветовая температура. Измеряется в К. Определяет теплоту света, ведь разные цвета в зависимости от освещения воспринимаются глазом по-разному.

Различают несколько типов цветовых температур:

2700-3200 – теплый белый;
3300-4000 – нейтральный белый;
4000-5000 – холодный белый;
5000-6000 – дневной свет;
свыше 6000 – холодный дневной.

Цветовая температура заметно влияет на настроение и работоспособность человека. При выборе ламп, особенно для домашнего и рабочего использования, внимательно изучите маркировку. Помните, что теплый цвет способствуют расслаблению, а холодные – бодрости и работоспособности. Но в больших количествах холодный свет угнетает нервную и зрительную систему. Подробнее можно почитать в статье о цветовой температуре

Срок службы. Это количество часов, которое прослужит источник света. На упаковке обычно указывается срок службы при работе в идеальных условиях. В реальных он может отличаться от заявляемого производителем. Сроки службы популярных бытовых лампочек приведены в таблице.

К тому же у многих моделей источников света со временем падает яркость. Это происходит из-за физических процессов, которые делают возможным само свечение. К таким лампам относятся светодиодные, газоразрядные.

Угол рассеивания света. Это угол, на который расходится световой поток. Лампа накаливания светит во все стороны на 360⁰. Но не все виды источников света могут похвастаться тем же. Например, из-за конструктивных особенностей led (и других типов) угол рассеивания составляет от 30⁰ до 360⁰.

Угол рассеивания света

Исходя из задачи светильника, выбирается оптимальный угол. Для точечной подсветки достаточно 30⁰, а для общего освещения лучше выбирать максимальный угол.

Коэффициент пульсации (мерцания). Характеризует равномерность освещения. Измеряется в процентах. Чем меньше коэффициент, тем ровнее световой поток, тем меньше будут уставать глаза. В идеале для дома и офиса стоит выбирать источники света с коэффициентом пульсации около 5%. Лампы с коэффициентом свыше 35% опасны для зрения.

Классификация

Лампы накаливания

Самый первый искусственный источник света, придуманный Т.Эдисоном в конце 19 века. Свечение основано на прохождении тока через вольфрамовую нить накаливания. Нить накаляется до 3000⁰С и начинает светиться. Вольфрамовая спираль помещается в стеклянную колбу, которая заполнена либо инертными газами, либо вакуумом.

Конструкция лампы накаливания

Несмотря на простую конструкцию лампы накаливания различаются по форме, размерам и назначению. Могут работать от разных напряжений: 220, 12, 24 и 36 В. Светят они теплым светом 2700 К, цветопередача высокая – свыше 90. Выпускаются разной мощности, стоят мало. К тому же они не зависят от перепадов напряжения в сети, работают при минусовых температурах, не требуют особой утилизации.

К недостаткам можно отнести минимальную светоотдачу, высокое энергопотребление, низкий срок службы, хрупкость, сильное нагревание при работе.

Пример винтажных ламп Эдисона

Галогенные

Модернизированная версия лампы накаливания. Главное усовершенствование состоит в добавке галогенов (смеси паров брома и йода) к инертному газу в колбу. Это приводит к тому, что ионы вольфрама в колбе ионизируются и вступают в реакцию с парами галогенов. Получившаяся молекула оседает на нагретую спирать и разлагается. В итоге вольфрам снова переходит в металлическую фазу. Весь процесс способствует увеличению срока службы и светоотдачи, снижению размеров колбы. Уменьшение габаритных размеров стало возможным благодаря особому кварцевому стеклу, которое используется для колбы. Кварцевое стекло выдерживает более высокие температуры, чем обычное.

Подробнее читайте в статье про галогенные лампы

Газоразрядные источники света (ГРЛ)

Принцип действия газоразрядных ламп основан на явлении электрического разряда в газах. Появление светового излучения у ГРЛ разных типов несколько различается физически. А в конструкции немало общего.

Общее устройство ГРЛ

Их общая конструкция состоит из разрядной трубки (или горелки), к которой припаяны электроды (основные и поджигающие). Горелка изготавливается из специального кварцевого или керамического тугоплавкого стекла. Трубка и электроды помещены во внешнюю колбу. Внутрь колбы закачиваются разные газы в зависимости от типа источника света.

В устройство дуговых ламп входит токоограничивающий резистор, который необходим для контроля над возникающим в колбе разрядом. Вместо резистора могут применяться внешние балласты (дроссели): электромагнитные или электронные. Также для стабильной работы в схему включается пускорегулирующая аппаратура, а для первоначального розжига – импульсное зажигающее устройство.

ГРЛ применяют в уличном, бытовом, промышленном, автомобильном, кино- и театральном освещении, сельском хозяйстве.

В соответствии с Минаматской конвекцией с 2020 года запрещается производство некоторых ртутьсодержащих изделий: в том числе ДРЛ, МГЛ.

Характеристики некоторых ГРЛ приведены в таблице.

Дуговые ртутные лампы. Излучение возникает благодаря столбу дугового электрического разряда. Пары ртути светят видимым голубым или фиолетовым спектром и невидимым глазу ультрафиолетом. Последний возбуждает люминофор, нанесенный на внутреннюю часть колбы. В итоге получается яркий белый свет.

ЛЛ и КЛЛ

Люминесцентные и компактные люминесцентные лампы. Свечение основано на дуговом разряде, который возникает между электродами в атмосфере инертных газов и паров ртути. В итоге возникает невидимое глазу ультрафиолетовое излучение. В видимый спектр свет переводит слой люминофора, нанесенный внутри колбы. Он поглощает ультрафиолет и излучает видимый свет. В зависимости от люминофора возможны разные цветовые температуры.

Характерным преимуществом ЛЛ является низкое нагревание колбы, а недостатком – плохая работа при низких температурах (ниже +5⁰С).

Натриевые (ДНаТ). Излучение происходит благодаря газовому разряду в парах натрия. Свет получается оранжево-желтый. Поэтому применяются ДНаТ в основном для уличного освещения и в теплицах. Также ДНаТ характеризуются высокой светоотдачей (150-200 лм/Вт) и долгим сроком службы.

Металлогалогенные лампы. Свечение основано на плазме дугового разряда высокого давления в парах инертных газов, ртути и галогенидов натрия и скандия. В зависимости от количества галогенидов спектр МГЛ свет получается разного спектра (от 3500 до 6000 К).

МГЛ характеризуются высокой светоотдачей (70-95 лм/Вт) и цветопередачей (Ra более 90).

Ксеноновые

Свечение возникает за счет электрической дуги в атмосфере ксенона. Спектр приближен к естественному солнечному (примерно 4000 К). При добавлении к ксенону некоторый добавок получают другие цветовые температуры: 5000 и 6000 К. Ксеноновые лампы применяют для фар автомобилей, кино- и фотосъемке (благодаря высокой цветопередаче), в оптических приборах, научных испытательных камерах и установках.

Автомобильные ксеноновые лампы

Трубчатые ксеноновые лампы

Неоновые

Относятся к газосветным лампам. Световое излучение возникает благодаря свечению самого газа при протекании электричества. Конструкция газосветных ламп проще, чем у газоразрядных: только трубка с инертным газом и два электрода с торцов трубки.

В зависимости от вида инертного газа неоновые лампы получают разное свечение.

Разные оттенки получают смешением газов (иногда добавляют зелено-голубые пары ртути) либо нанесением люминофора на колбу.

Применяются в основном в декоративных целях и в наружной рекламе.

Светодиодные (led)

Излучение в светодиодных лампах основано на явлении рекомбинации в двух разных полупроводниках. В составе первого преобладают электроны, в составе второго – положительно заряженные ионы. Когда между проводниками протекает ток, то на границе материалов электроны и дырки рекомбинируют друг с другом. В итоге появляется световое излучение. В зависимости от материалов полупроводников различается длина волны света и его цветовая температура.

Светодиодная лампа состоит из светодиодов, радиатора, драйвера, рассеивателя и цоколя. Радиатор отводит излишнее тепло от светодиодов. Драйвер выравнивает питающее напряжение, преобразует переменный ток в постоянный. В недорогих лампочках драйвер заменяют блоком питания, который не стабилизирует ток. Рассеиватель есть не во всех моделях. Он распределяет световой поток в пространстве, предотвращает попадание внутрь влаги и пыли. Иногда внутри рассеиватель покрывают люминофором.

К положительным сторонам светодиодных источников света относят:

энергосбережение;
длительный срок службы;
отсутствие сильного нагрева во время работы;
большой диапазон цветовых температур: от 2700 до 6500 К;
механическая прочность; возможность работы с поврежденным рассеивателем;
декоративность;
экологичность.

К отрицательным сторонам относят:

высокая цена;
мерцание (особенно у дешевых моделей без драйвера);
снижение яркости в течение эксплуатации из-за деградации светодиодов;
высокий процент брака;
световой поток узконаправленный.

Светодиодные источники света применяются практически везде: бытовое (общее и точечное) освещение, уличное, декоративное.

Работают от переменного (220) и постоянного напряжения (4, 12 В). Выпускаются с разными цоколями: штырьковыми и винтовыми.

Филаментные

Разновидность led, по внешнему виду схожая с лампами накаливания.

Предназначены для декоративного использования в открытых светильниках и люстрах. Нить накала заменяется светодиодной нитью. Нить изготовлена из стекла (сапфира), на которое нанесены 28 светодиодов (синих или в смеси с красными). Поверх нить покрывается слоем люминофора для создания белого света (до 4500 К). Драйвер в данном случае размещается в цоколе.

Филаментные источники света выпускаются небольшой мощности: от 4 до 8 Вт. Как правило, одна нить соответствует 1 Вт.

Энергосберегающие лампы. К ним относят источники света, которые при равном с лампой накаливания световом потоке имеют меньшую мощность. Для бытового применения энергосберегающими можно назвать компактные люминесцентные и светодиодные лампы.

Для сравнения можно взять разные типы ламп освещения с равным световым потоком 1200 лм.

Из таблицы видно, что мощность КЛЛ и led значительно меньше, чем у ламп накаливания. Правда, стоят энергосберегающие лампы значительно дороже. Тем не менее, уже через 1-1,5 года эксплуатации достигается экономия на счетах за электричество. Особенно, если заменять мощные лампы накаливания (свыше 60 Вт), и заменять в тех помещениях, где свет горит постоянно. В подвале энергосберегающая лампа себя не окупит.

Инфракрасные лампы

Это скорее источник тепла, чем света. Их конструкция основана на лампе накаливания. Только спираль не накаливается до температуры видимого света. Излучение идет в невидимом глазу инфракрасном диапазоне. Поэтому лампа больше излучает тепло.

Лампы бывают со стеклянной и керамической колбой. Применяются для обогрева помещений, теплиц, террариумов, аквариумов, в медицине. Особенностью обогрева является то, что греется не воздух, а сам объект (человек или цыпленок). Поэтому такие лампы подходят для обогрева открытых площадок.

Керосиновые лампы

Источник света, на основе сгорания керосина. В емкость заливается керосин. Через фитиль он поднимается в зону горения, где сгорает, давая свет. В другой конструкции, близкой к примусу, вместо фитиля используется трубочка под давлением, которое создает ручная помпа.

Применялись до широкого распространения электричества в 19-нач.20 веков. На сегодняшний день используются там, где нет электричества, туристами, в декоративных целях.

Кварцевые лампы

Представляют собой газоразрядную лампу низкого стекла с колбой из кварцевого стекла. Внутри находится смесь инертного газа и ртути. Пары ртути при прохождении электрического разряда дают ультрафиолетовое излучение. Кварцевое стекло их пропускает наружу.

Благодаря ультрафиолету определенной длины волны происходит обезвреживание вирусов и бактерий. Поэтому кварцевые лампы активно используются для обеззараживания помещений, инструментов, воды. Также их используют для облучения молодняка на птицефермах и детей для предотвращения рахита.

К разновидностям кварцевых ламп относятся ультрафиолетовые и бактерицидные. Они немного отличаются конструкцией, назначением и условиями эксплуатации.

Выбор подходящего источника света

При выборе ламп для освещения ориентируйтесь на условия эксплуатации, площадь и назначение помещения (или открытой площадки).

Газоразрядные лампы не используются для домашнего освещения. Они постепенно отмирают из-за наличия ртути в составе. Натриевые лампы для уличного освещения часто заменяют светодиодными.

Светодиодные источники света подойдут для постоянно освещаемых помещений. При этом обращайте внимание на цветовую температуру: для комнат отдыха – теплые тона, для рабочих помещений – нейтральные или холодные.

КЛЛ не стоит использовать на жаре и при температурах ниже 5⁰С.

Для декоративного освещения и рекламы подойдут светодиодные ленты, гибкий неон.

При освещении сырых помещений (погреб, подвал) лучше использовать низковольтное освещение.

Выводы и полезное видео

Выбор осветительного прибора – интересная и важная задача. Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в вопросе.

Читайте также: