(самостоятельное изучение)
Производственное освещение — неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При правильно организованном освещении рабочего места обеспечивается сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность труда и качество выпускаемой продукции находятся в прямой зависимости от освещения.
Видимый свет — это электромагнитные волны с длиной волны от 770 до 380 нм. Он входит в оптическую область электромагнитного спектра, который ограничен длинами волн от 10 до 340 000 нм. Кроме видимого света в оптическую область входит ультрафиолетовое излучение (длины волн от 10 до 380 нм) и инфракрасное (тепловое) излучение (от 770 до 340 000 нм). Основными световыми величинами, позволяющими количественно описать видимое излучение, являются:
Световой поток (Ф) – Световая мощность, излучаемая источником или принимаемая поверхностью. Величина светового потока происходит из энергетического потока (мощности) посредством оценки излучения приемником со стандартной спектральной чувствительностью глаз (рис. 4.4 а). Измеряется в люменах (лм).
Сила света (J) – (одного источника в заданном направлении) - световой поток, распространяющийся внутри единичного телесного угла в заданном направлении. Это световой поток на малую поверхность, перпендикулярную к направлению его распространения, деленный на телесный угол с вершиной в точке источника, опирающегося на эту поверхность (рис. 4.4 б).
Рисунок 4.4 – Световой поток (а) и сила света (б)
Измеряется в канделах (кд). Сила света точечного источника определяется по формуле:
| (1) |
Освещенность (Е) - величина, измеряемая отношением светового потока, падающего на поверхность к величине поверхности (рис. 4.5). Измеряется в люксах.
Рисунок 4.5 - Освещенность
Освещенность может быть выражена и через силу света (для точечного источника):
| (2) |
где J – сила света в направлении от источника на данную точку поверхности, кд;
r – расстояние от светильника до поверхности, м;
α – угол между нормалью поверхности и направлением светового потока от источника, град.
Яркость (L) используется для характеристики протяженного источника света и определяется отношением силы света в данном направлении(Jа) к площади проекции этой поверхности на плоскость(S), перпендикулярную этому направлению:
| (3) |
Измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2).
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как:
· Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.
· Контраст объекта с фоном определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона
· Коэффициент пульсации освещенности - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока, измеряется в процентах.
· Видимость – характеризует способность глаза воспринимать объект. Зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции:
| (4) |
где k – контраст объекта с фоном;
kпор – наименьший (пороговый) различимый глазом контраст.
· Показатель ослеплённости - критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:
| (5) |
где S — коэффициент ослеплённости, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
· Спектральный состав света.
Различают следующие виды производственного освещения: естественное, искусственное, совмещенное (рис. 4.6).
Рисунок 4.6 – Виды производственного освещения
Естественное освещение осуществляется за счет прямого и отраженного света неба. С физиологической точки зрения это наиболее благоприятный для человека вид освещения, поскольку он обладает благоприятным спектральным составом (наличие ультрафиолетовых-УФ лучей, высокая диффузность). В то же время при естественном освещении освещенность во времени и в пространстве
непостоянна и зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете. Естественное освещение по конструктивному исполнению бывает:
- боковое, осуществляемое через оконные проемы;
- верхнее, когда свет в помещение проникает через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях;
- комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.
Для систем естественного освещения нормируемыми параметрами являются коэффициент естественного освещения (КЕО) и неравномерность естественного освещения. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах.
В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении — в точке посередине помещения. При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
При определении достаточности естественного освещения в производственном помещении при правильной расстановке оборудования и распределении рабочих мест с различной степенью зрительного напряжения используются следующие методы аналитического определения КЕО:
1) расчетным методом;
2) графо-аналитическим методом (метод Данилюка).
Расчетное значение КЕО (е р) — значение, полученное расчетным путем при проектировании естественного или совмещенного освещения помещений; выражается в процентах и определяется:
а) при боковом освещении по формуле
| (4.7) |
б) при верхнем освещении по формуле
 
| (4.8) |
в) при комбинированном (верхнем и боковом) освещении по формуле
| (4.9) |
где εбн- значение КЕО в расчетных точках при боковом освещении, создаваемое прямым светом участков неба, видимых через световые проемы (с учетом распределения яркости по облачному небу МКО);
βа- коэффициент ориентации световых проемов, учитывающий ресурсы естественного света по кругу горизонта;
εзд - геометрический КЕО участка фасада противостоящего мания, видимого из расчетной точки через световой проем;
bф- средняя относительная яркость фасадов противостоящих зданий;
γа- коэффициент ориентации фасада здания, учитывающий зависимость его яркости от ориентации по сторонам горизонта;
kзд- коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий;
r0- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя при открытом горизонте (отсутствии противостоящих зданий);
εвн- - значение КЕО в расчетных точках при верхнем освещении, создаваемом прямым светом неба (с учетом распределения яркости по облачному небу МКО);
εвотр - значение КЕО в расчетных точках при верхнем освещении, создаваемом светом, отраженным от внутренних поверхностей помещения;
r0 kз - общий коэффициент светопропускания и коэффициент запаса заполнения светового проема;
екр - суммарное значение КЕО в расчетных точках при боковом и верхнем освещении.
Сущность графо-аналитического метода заключается в следующем. Полусферу небосвода условно разбивают на 10000 участков (секторов), равной световой активности и определяют, какое количество участков небосвода видно из расчетной точки помещения через световой проем, т.е. графически определяют, какая часть светового потока от всей полусферы небосвода непосредственно попадает в расчетную точку помещения. Более подробно метод описан в методических указаниях к выполнению практических работ по дисциплине.
Поскольку естественное освещение изменяется в течение дня в широких диапазонах, оно обычно дополняется искусственным освещением. Искусственное освещение помогает оптимизировать световую среду в помещении и такое освещение называется совмещенным.
Для освещения помещений могут использоваться две различные системы искусственного освещения: одного общего или комбинированного освещения. При системе одного общего освещения различают два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. При равномерном размещении светильников расстояние между ними устанавливается одинаковое и обеспечивается равномерное освещение всего помещения без учета расположения оборудования. При локализованном размещении светильники устанавливаются в зависимости от расположения оборудования и рабочих мест. Это позволяет обеспечить лучшее качество освещения рабочей поверхности, создать необходимое направление светового потока, избежать резких теней и т.п.
Преимущества системы общего освещения наиболее существенны при освещении производственных помещений, в которых должны создаваться условия для выполнения работы в любой точке или располагаться оборудование с большой площадью рабочей поверхности.
Система общего освещения обеспечивает более благоприятное распределение яркости в поле зрения работающих, позволяет применять источники света большей мощности, обладающие повышенной световой отдачей по сравнению с лампами малой мощности, используемыми в светильниках местного освещения.
Система комбинированного освещения включает, помимо общего освещения, местные светильники, расположенные на рабочих местах.
Преимущества комбинированного освещения перед общим определяются следующими показателями:
- повышением видимости благодаря возможности создания резких собственных теней от рельефных объектов различения за счет выбора соответствующего направления световых лучей;
- возможностью обеспечения одинаковых условий освещения на однотипных рабочих поверхностях,
- создания высоких уровней освещенности на вертикальных и наклонных поверхностях, освещения внутренних полостей обрабатываемых изделий,
- изменения цветности излучения на ограниченном участке рабочих поверхностей,
- снижение эксплуатационных расходов при больших уровнях освещенности.
В отношении распределения яркости в окружающем пространстве комбинированное освещение менее благоприятно, так как непосредственная близость светильников местного освещения к освещаемой поверхности создает значительно более сосредоточенное освещение пространства. В ряде случаев качество местного освещения выше, чем общего, что особенно резко выявляется для случаев с рельефными объектами различения, а также с поверхностями, обладающими направленным отражением (металл, лакированные ткани, дерево, стекло и пр.).
Систему комбинированного освещения рекомендуется применять:
- при выполнении точных зрительных работ, относящихся к I, II, III и IV разрядам по СНиП, на рабочих поверхностях, где общее освещение создает тени;
-при оборудовании, имеющем вертикальные и наклонные рабочие поверхности; если производственный процесс требует сравнительно высокой освещенности (электро- и радиомонтажные работы);
- на рабочих местах, занимающих небольшую часть цеха (столы ОТК, измерительные приборы и т.п.), а также на рабочих поверхностях, требующих переменного направления падающего света.
Систему общего освещения рекомендуется применять:
- при высокой плотности расположения оборудования, если оно не создает теней на рабочих поверхностях и не требует переменного направления света (сборочные цехи);
- в помещениях, где рабочей поверхностью может служить каждая точка пола (литейные цехи, сборочные) или где основное оборудование имеет протяженную рабочую поверхность (прядильные, крутильные цехи ткацких фабрик и т.п.);
- где не требуется значительного напряжения зрения и работы относятся к разряду V и ниже по СНиП (общее наблюдение за ходом производственного процесса, вспомогательные, в том числе санитарно-бытовые, административно-конторские и складские помещения), в помещениях общественного назначения (залы заседания, комнаты отдыха и т.п.), а также в помещениях, где выполняются точные зрительные работы, относящиеся к I-IV разрядам, когда устройство местного освещения невозможно по техническим и конструктивным соображениям.
Локализованное размещение светильников при системе одного общего освещения следует применять
- в том случае, если рабочие места расположены группами (группы станков, рабочие места у конвейеров);
- когда на разных участках выполняются работы различной точности, требующие разных уровней освещенности. Локализованное размещение светильников может применяться при освещении рабочих мест на открытых пространствах, где требуется повышенная освещенность по сравнению с общим уровнем освещения всей территории.
По функциональному назначению искусственное освещение бывает:
- Рабочее – предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений;
- Дежурное освещение — освещение в нерабочее время
- Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии границы.
- Медицинское: бактерицидное создается для обеззараживания воздуха, воды, продуктов питания; эритемное - создается в производственных помещениях, где наблюдается недостаток солнечного света (северные широты, подземные сооружения).
- Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.
Освещение безопасности предусматривается в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:
-взрыв, пожар, отравление людей;
-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 для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.;
-нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.
Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях, наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.
Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ вне зданий должно быть:
-в местах, опасных для прохода людей;
-в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.;
по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.;
-в лестничных метках жилых маний высотой 6 этажей и более;
-в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;
-в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещениях могут одновременно находиться более 100 чел;
-в производственных помещениях без естественного света.
Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц: в помещениях — 0,5 лк, на открытых территориях — 0,2 лк.
Нормируемыми параметрами систем искусственного освещения являются (СНиП 23-05-95):
- величина минимальной освещенности;
- допустимая яркость в поле зрения;
- показатель ослеплённости;
- коэффициент пульсации.
Величина минимальной освещенности задается для наиболее темного участка рабочей поверхности. Нормируемое значение освещенности выбирается по таблицам СНиП 23-05-95 в зависимости от: разряда зрительной работы; коэффициента отражения рабочей поверхности; продолжительности напряженной зрительной работы в общем бюджете времени; характеристики качества освещения и технико-экономических показателей применяемой системы освещения.
Объекты различения классифицируются по размерам на шесть разрядов: от I наивысшей точности (размер объекта менее 0.15 мм) до VI – грубые работы (размер объекта различения более 5 мм). Последние VII, VIII, IX разряды не учитывают размеры объекта, т.к. к этим работам относятся те, за которыми необходимо только наблюдение за ходом производственного процесса или работа с самосветящимися объектами.
Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором светильников. Светильники классифицируются по назначению, конструктивному исполнению, распределению светового потока (рис. 3.2.2.2).
Электрический светильник – это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для выполнения ряда функций (рис.4.7). Светильник обеспечивает крепление лампы, присоединение к ней электрического питания.
Рисунок 4.7 – Классификация светильников
Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника, под которым понимают угол между горизонталью и линией, соединяющей край светящей нити (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис.4.8, 4.9, табл.4.4). Чем больше защитный угол, тем лучше защитное действие светильника. Снижение слепящего действия люминесцентных ламп достигается применением в светильниках разнообразных экранирующих решеток.
Рисунок 4.8 - Защитные углы для различных типов светильников, лампы которых полностью или частично видны (или их отражение), когда на них смотрят под критическим углом
Таблица 4.4 - Минимальные защитные углы, требуемые для светильников, лампы которых видны полностью или частично, когда на них смотрят под критическим углом
Диапазоны средних яркостей ламп, кд/м 
| Классы качества по ограничению блескости | Тип лампы | |
| А, В, С | D, E | ||
 <20x10 
| 20° | 10° | Трубчатые люминесцентные лампы |
| 20x10 < <500x10
| 30° | 20° | Газоразрядные лампы высокого давления в люминесцентных или рассеивающих колбах |
| 500х10 <
| 30° | 30° | Газоразрядные лампы высокого давления с прозрачными горелками, лампы накаливания в прозрачных колбах |
Рисунок 4.9 – Функции защитной арматуры светильника.
По распределению светового потока различают следующие типы светильников:
- светильники прямого света, когда в нижнюю полусферу излучается не менее 80 процентов всего потока;
- светильники преимущественно прямого света, когда в нижнюю полусферу излучается от 60 процентов до 80 процентов светового потока;
- рассеянного света, когда в каждую полусферу излучается от 40 до 60 процентов светового потока;
- преимущественно отраженного света, когда в нижнюю полусферу излучается от 20 до 40 процентов светового потока;
- отраженного света, когда в нижнюю полусферу излучается менее 20 процентов светового потока.
В зависимости от степени защиты от окружающей среды согласно ГОСТу 13828-68 "Светильники. Виды и обозначения" различают светильники по степени защиты от пыли: незащищенные, незащищенные (перекрытые); пылезащищенные и пыленепроницаемые, а по степени защиты от воды - незащищенные, брызгозащищенные, струезащищенные, водонепроницаемые и герметичные.
При выборе светильников руководствуются следующими параметрами:
- условиями производственной среды (например, микроклиматические параметры ограничивают возможность использования газоразрядных ламп в светильнике, поскольку они чувствительны к температуре воздуха и при 0ºC их зажигание затруднено);
- требованиями безопасности в зависимости от особенностей производственного процесса (наличие в помещении химически активной среды, характеристики помещения по пожарной и взрывной опасности обусловливают необходимость использования взрывозащищенного светильника);
- требованиями к освещению в соответствии с разрядом зрительных работ;
- размеры помещения (в высоких помещениях используют светильники концентрированного светораспределения);
- вид отделки помещения (если в помещении стены и потолок обладают высокими отражающими свойствами, используют светильники преимущественно прямого света, направляющие часть светового потока на потолок);
- удобство эксплуатации и обслуживания;
- экономичность;
- эстетическими требованиями.
Светильники местного освещения предназначены для освещения места выполнения работы. Они крепятся на шарнирных кронштейнах, обеспечивающих возможность их перемещения и изменения направления светового потока. Т.к. светильники местного освещения располагаются в непосредственной близости от глаз работающего, необходимо чтобы защитный угол светильника был не менее 30 градусов, а при расположении светильника на уровне глаз – не менее 10 градусов, что исключит ослепление и будет правильно освещать рабочую поверхность.
Особую группу осветительных приборов составляют прожекторы, в которых с помощью системы линз и зеркал свет концентрируется узким лучом. Прожекторы широко используются для освещения открытых пространств, карьеров, территорий предприятий, строительных площадок, складов и т.д.
Для создания искусственного освещения применяют различные электрические источники света: лампы накаливания и газоразрядные лампы (рис. 4.10). При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами:
1) Излучение источника (световой поток, излучаемый лампой (лм) или максимальная сила света (кд); яркость и ее распределение, спектральный состав потока, световая отдача (лм/Вт));
2) Электрический режим источника (номинальное напряжение питания (В); электрическая мощность лампы (Вт); сила тока и род тока (постоянный, переменный с определенной частотой и т.д.));
3) Конструктивные характеристики (габаритные и присоединительные размеры; высота светового центра; форма колбы, ее оптические свойства (прозрачная, матированная, зеркализованная и т.д.); конструкция ввода и т.д.);
4) Эксплуатационные параметры (эффективность, надежность, экономичность).
Рисунок 4. 10 – Классификация источников света
Лампа накаливания – это лампа, в которой свечение создается путем подогрева тела накаливания (вольфрамовой спирали). Подогрев в лампе накаливания осуществляется пропусканием через спираль электрического тока. Впервые световую энергию таким образом получил русский ученый А.Н.Лодыгин в 1872 году. В 1879 году американский изобретатель Т.А. Эдисон создал удобную для промышленного изготовления и достаточно долговечную конструкцию – лампу накаливания с угольной нитью. В начале 20 века появились лампы накаливания с зигзагообразной вольфрамовой нитью, а затем появились лампы накаливания, наполненные различными газами, вольфрамовая нить же стала спиралеобразной. Лампы накаливания делятся на следующие типы:
- лампа накаливания с угольной нитью;
- лампа накаливания с танталовой нитью;
- лампа накаливания с вольфрамовой нитью (вакуумная);
- лампа накаливания с вольфрамовой биспиралью (газополная, технический криптон);
- лампа накаливания с вольфрамовой биспиралью (галогенная);
- лампа накаливания с вольфрамовой плоской спиралью (галогенная).
Для увеличения температуры тела накала и снижения его скорости распыления,
вместо угольной нити в современных лампах применяется спиральная или биспиральная вольфрамовая нить и в подавляющем большинстве типов ламп вместо вакуума используются инертные газы: криптон или аргон. Также разработан класс ламп с зеркальным отражателем. Их называют лампами- светильниками. Лампы накаливания очень чувствительны к колебаниям напряжения в сети. При скачках напряжения резко снижается срок службы, а недостаточное напряжение ведёт большой потере светового потока, хотя срок службы при этом возрастает. Стабильная работа ламп обеспечивается при колебаниях напряжения не более чем на 5 %. Для сетей с постоянным перенапряжением в России производятся лампы с маркировкой 230-240 В. Лампы накаливания одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе.
Практически для всех типов ламп средний срок службы составляет примерно 1000 ч. На самом деле он может быть меньшим в зависимости от условий эксплуатации и конструктивного исполнения светильника. При работе в среднем 8 ч в день лампа служит обычно 3-5 месяцев.
Лампы имеют относительно невысокую световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт. Этот показатель возрастает при повышении мощности лампы и снижении напряжения, на которое она рассчитана. Выделить лучшую по энергоэкономичности лампу можно по её белому излучению.
Лампы накаливания – источник света в жилых помещениях и общественных зданиях. Их невысокий срок службы и световая отдача бывают не имеют большого значения в помещениях с кратковременным пребыванием людей и при низких нормированных значениях освещённости.
В последнее время большое распространение получили галогенные лампы. По принципу действия они такие же, как и другие лампы накаливания. Основное отличие в том, что внутренний объём лампы заполнен парами йода или брома – т.е. галогенных элементов, что и выражено в названии ламп. В этих лампах применяется химическая способность этих элементов непрерывно «собирать» осевшие на колбе испарившиеся частицы вольфрама и возвращать их на вольфрамовую спираль. Этот «галогенно-вольфрамовый цикл» дает возможность повысить температуру и срок службы тела накала и тем самым повысить в 1,5-2 раза световую отдачу. Другим важным отличием является то, что колба выполнена не из обычного, а из кварцевого стекла, более устойчивого к высокой температуре и химическим взаимодействиям. В результате, размеры галогенных ламп можно уменьшить в несколько раз по сравнению с обычными лампами такой же мощности. Некоторые типы ламп имеют также фильтры, не пропускающие УФ лучи. Как и все лампы накаливания, галогенные лампы резко реагируют на изменение напряжения в сети. Увеличенное на 5-6% напряжение может привести к почти двукратному сокращению срока службы. Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания. Большинство ламп имеют срок службы 2000 ч. Это в 2 раза больше, чем обычные лампы накаливания.
Люминесцентные (газоразрядные) лампы – наиболее распространенный источник света для создания общего освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях текстильной и электронной промышленности и др.. Так же целесообразно их применение в жилых помещениях для освещения рабочих поверхностей на кухне, общего или местного освещения прихожей и ванной комнаты. Нецелесообразно применение ламп в высоких помещениях, при температуре воздуха ниже 5°C и при затруднённых условиях обслуживания. Лампы характеризуются высоким сроком службы, достигающим 15000 ч. В режиме частых включений срок службы лампы резко снижается. Главное преимущество люминесцентных ламп – энергоэкономичность. Их световая отдача, в зависимости от цветности, качества цветопередачи, мощности и типа ПРА расположена в пределах от 50 до 90 лм/Вт. Наименее экономичны лампы небольшой мощности и высоким качеством цветопередачи.
Газоразрядная лампа представляет собой стеклянную, керамическую или металлическую (с прозрачным выходным окном) оболочку цилиндрической, сферической или иной формы, содержащую газ, иногда некоторое количество металла или др. вещества (например, галоидной соли) с достаточно высокой упругостью пара. Принцип действия газоразрядных ламп состоит в применении электролюминесценции и фотолюминесценции. Электролюминесценция – это свечения паров металлов и газов при прохождении через них электрического тока. Фотолюминесценция – это свечение вещества люминофора при его облучении другим, например, невидимым УФ светом. В люминесцентной лампе электрический разряд образуется при низком давлении ртути и некоторых инертных газов. Электролюминесценция характеризуется очень слабым видимым и сильным УФ излучением. Световой поток лампы создается в основном за счёт фотолюминесценции – преобразования УФ излучения в видимый свет слоем люминофора, который покрывает изнутри стенки трубчатой стеклянной колбы. В результате, лампа является своеобразным трансформатором невидимого света в видимый.
Горелки лампы содержат зажигающий газ аргон или ксенон, а так же пары металлов при высоком давлении:
- ртути (у дуговых ртутных люминесцентных ламп),
- ртути и смеси галоидов некоторых металлов (у металлогалогенных – отсюда название этих ламп),
- ртути и паров натрия (у натриевых ламп высокого давления).
В оболочку лампы герметично вмонтированы (например, впаяны) электроды, между которыми под действием приложенного к электродам горелки напряжения происходит разряд. Существуют и газоразрядные лампы с электродами, работающими в открытой атмосфере или протоке газа, например угольная дуга.
В большинстве газоразрядных ламп используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, например в газосветных трубках), в импульсных лампах – искровой разряд, переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким давлением, например натриевая лампа низкого давления; с высоким и сверхвысоким давлением, например ксеноновые газоразрядные лампы
Традиционные области применения дуговых ртутных люминесцентных ламп: освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных, складских помещений. Если речь идет о необходимости большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются натриевые лампы высокого давления. Их область применения: освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов. Основные области применения металлогалогенных ламп: открытые и закрытые спортсооружения, некоторые помещения зального типа в общественных зданиях, высокие производственные цеха с высокими требованиями к цветопередаче. Все типы ламп зачастую используются для наружного освещения и светового оформления городов: фасады зданий, фонтаны, памятники, зелёные насаждения.
В газоразрядных лампах для общего освещения важны: высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации. Для специальных же целей важны такие характеристики газоразрядных ламп как:
- яркость и цвет (например, газоразрядные ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры),
- спектральный состав и мощность (газоразрядные ртутно-таллиевые лампы погруженного типа для промышленной фотохимии),
- мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (газоразрядные ксеноновые лампы в металлической оболочке для имитаторов солнечного излучения),
- амплитудные и временные характеристики излучения (газоразрядные импульсные лампы для скоростной фотографии, стробоскопии и т. д.).
Для расчета искусственного освещения применяют 3 метода: метод светового потока, точечный метод и метод удельной мощности (рис. 4.11).
Рисунок 4. 11 – Методы расчета искусственного освещения
Проверка освещенности в контрольных точках помещения или на рабочих местах производится не реже 1 раза в год. Основным прибором для измерения освещенности является фотоэлектрический люксметр (Ю-16, Ю-116, 117 и др.). Эти приборы измеряют фототок, возникающий в цепи селенового фотоэлемента и соединенного с ним измерительного прибора под влиянием падающего на чувствительный слой светового потока. Прибор градуирован в люксах.
