WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«МОСКВА 2013 Содержание Введение В книге в доступной форме изложены современные представления по основным разделам светотехнических знаний: природа света, световые 1. Что ...»

-- [ Страница 1 ] --

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ СВЕТОТЕХНИКА

Л. П. ВАРфОЛОМЕЕВ

Элементарная светотехника

МОСКВА 2013

Содержание

Введение

В книге в доступной форме изложены современные представления по

основным разделам светотехнических знаний: природа света, световые

1. Что такое свет?

величины и единицы их измерения, источники света и аппараты включеСветовые величины и единицы их измерений

ния, требования российских и европейских нормативных документов, простейшие приемы расчета осветительных установок, критерии оценки 3. Нормирование и расчет освещения

качества освещения, эксплуатация осветительных установок.

3.1. Нормирование освещения

3.2. Простейшие методы расчета освещенности и яркости

Книга предназначена для лиц, работающих на светотехнических предприятиях и не имеющих светотехнического образования.

3.2.1. Точечный метод

3.2.2. Метод коэффициента использования светового потока..... 4. Источники света

4.1. Параметры источников света

4.2. Тепловые источники света

4.3. Газоразрядные источники света

4.3.1. Люминесцентные лампы

4.3.2. Ртутные лампы высокого давления

4.3.3. Металлогалогенные лампы

4.3.4. Натриевые лампы

4.3.5. Безэлектродные люминесцентные лампы

4.3.6. Другие типы газоразрядных ламп

4.3.7. Безэлектродные лампы высокого давления

4.4. Светодиоды

5. Аппаратура включения и управления

5.1. Электромагнитные пускорегулирующие аппараты

5.2. Электронные аппараты включения

5.3. Аппаратура включения галогенных ламп накаливания

5.4. Аппаратура включения светодиодов

5.5. Зажигающие устройства

5.6. Электроустановочные изделия и шинопроводы

Запрещается полное или частичное использование и воспроизведение текста и иллюстраций в любых формах без письменного разрешения правообладателя 5.7. Автоматизированные системы управления освещением.................. 6. Светотехнические материалы

© ООО «ТК «Световые Технологии»

Введение 6.1. Светопропускающие материалы

6.2. Светоотражающие материалы

6.3. Конструкционные материалы

7. Осветительные приборы

7.1. Параметры осветительных приборов

7.1.1. Светотехнические параметры

7.1.2. Другие параметры

7.2. Классификация осветительных приборов

7.2.1. Классификация по основному назначению

7.2.2. Классификация по конструктивному исполнению............. 7.2.3. Классификация по степени защиты от пыли и влаги........ В нашей стране работают тысячи фирм, так или иначе 7.2.4. Классификация по электробезопасности

соприкасающихся со светотехникой: производственные, 7.2.5. Пожаробезопасность осветительных приборов.................. проектные, монтажные, торговые, рекламные и  другие.

7.2.6. Взрывобезопасность осветительных приборов

К сожалению, подавляющее большинство сотрудников этих 7.2.7. Классификация по устойчивости к механическим фирм не имеют светотехнического образования и часто не и климатическим воздействиям

представляют, чем отличается источник света от светильниСертификация светотехнических изделий

ка, почему для уличного освещения натриевые лампы лучше 8. Некоторые рекомендации по выбору осветительных приборов..... ламп накаливания или зачем для включения люминесцентКритерии качества освещения

ных ламп необходима специальная аппаратура.

8.1.1. Уровни освещенности

Светотехника – это область науки и техники, занимаюКомфортность освещения

щаяся вопросами генерирования, пространственного переБезопасность освещения

распределения, измерения параметров, преобразования 8.1.4. Надежность освещения

и использования оптического излучения. Она включает такЭкономичность

же конструкторскую и технологическую разработку источУдобство эксплуатации

ников излучения, систем управления ими, осветительных, 8.1.7. Эстетичность освещения

облучательных и светосигнальных приборов и установок, 8.2. Наружное освещение

нормирование, проектирование, монтаж и  эксплуатацию 8.3. Аварийное освещение

светотехнических установок.

9. Эксплуатация осветительных установок

В настоящее время имеется обширная научно-техЗаключение

ническая и  учебная литература по всем направлениям светотехники, однако она предназначена либо для лиц со специальным светотехническим образованием, либо для студентов, изучающих светотехнику и близкие к ней 4 Л. П. В А Р ф О Л О М Е Е В дисциплины, а популярных изданий, охватывающих прак- критерии оценки качества освещения, эксплуатация остически все аспекты светотехники, до последнего времени ветительных установок.

Эта книга была написана в 2004 году по заказу компа- формул, необходимых для разъяснения каких-либо понятий нии «Световые технологии». В  2007 году вышло второе, или для выполнения элементарных расчетов. В таблицах значительно расширенное издание. За прошедшее после приведены параметры различных типов источников света этого время произошли существенные изменения в области и аппаратуры включения, усредненные по данным ведущих светотехники, вызвавшие необходимость нового издания мировых производителей. С целью недопущения рекламной книги. Прежде всего, получил «законные права» новый информации книга не содержит данных о конкретных издеисточник света – светодиоды. Параметры светодиодов за лиях каких-либо фирм.

эти годы улучшились настолько, что они теперь составляют полноценную конкуренцию традиционным источникам.

Появились новые нормативные документы: измененные и  дополненные «Санитарные правила и  нормы»

СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03, «Свод правил» СП 52.13330, заменивший СНиП 23-05-95*, ГОСТ Р 54350-2011 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и  методы испытаний». Приняты Постановления правительства по энергосбережению, фактически запрещающие применение ламп накаливания. В новом издании книги учтены эти документы и явления. Сокращен раздел «Тепловые источники света», значительно расширены разделы «Светодиоды»

и  «Нормирование и  расчет освещения», введена новая глава «Безэлектродные лампы высокого давления».

«Элементарная светотехника», то есть предельно простая, понятная практически всем. В  доступной форме здесь изложены современные представления практически по всем разделам светотехнических знаний: природа света, световые величины и единицы их измерения, источники света и аппараты включения, светотехнические материалы, осветительные приборы, требования нормативных документов России и стран, входящих в Европейский союз, простейшие приемы расчета осветительных установок,

6 Л. П. В А Р ф О Л О М Е Е В Э Л Е М Е Н ТА Р Н А Я С В Е ТОТ Е Х Н И К А

Человек наделен пятью органами чувств: зрением, слухом, обонянием, осязанием и вкусом. С их помощью мы получаем Если в радиотехнике обычно пользуются понятием «частоинформацию об окружающем мире. В объеме этой инфор- та», то в светотехнике и в оптике принято характеризовать ется: более 80% приходится на долю зрения, поэтому его с полным основанием можно назвать основным чувством, с помощью которого мы познаем мир, его красоту, богатство Однако для работы нашего органа зрения – глаза – необ- глазом по-разному: от 380 до 450 нм – как фиолетовый ходимо наличие еще одного важнейшего фактора – света. цвет; от 450 до 480 – как синий; от 480 до 510 – как гоЗрение и свет связаны самым непосредственным образом: лубой; от 510 до 550 – как зеленый; от 550 до 575 – как если человеку в  светлом месте завязать глаза (как бы желто-зеленый; от 575 до 590 – как желтый; от 590 до 610 – «выключить» их) или ввести его с открытыми глазами в аб- как оранжевый; более 610 – как красный цвет. Границы солютно темное помещение, то эффект будет одинаков – че- цветов приблизительны и у разных людей могут несколько ловек теряет ориентировку и тогда на помощь ему приходят различаться.

слух, обоняние, осязание. Так что же такое свет? Белый цвет  – это совокупность всех или нескольких По современным научным представлениям свет  – это цветов, взятых в определенной пропорции. Если луч белого электромагнитное излучение с  определенными парамет- света пропустить через стеклянную призму, то он разлорами. Электромагнитных излучений как природного, так жится на цветные составляющие. Совокупность цветных и искусственного происхождения существует множество:

радиотелевизионные сигналы, рентгеновские и космические лучи, свет и многое другое. Общим для всех электромагДлинноволновая граница света разными авторами указывается по-разнонитных излучений является скорость их распространения му – от 700 до 780 нм; в настоящем пособии принято наиболее распрострав вакууме, равная 300 000 000 метров в секунду. ненное значение – 760 нм (сокращенно нм).

8 Э Л Е М Е Н ТА Р Н А Я С В Е ТОТ Е Х Н И К А

Рис. 1. Спектр оптического излучения Чувствительность глаза к излучению разных цветов неоди- действие света. Оказалось, что в глазах человека имеются не накова – если на глаз попадает цветной свет с одинаковой только известные рецепторы – колбочки и палочки, воспроизмощностью электромагнитного излучения, то желтые и зеле- водящие изображения предметов, но и рецепторы, восприниные цвета будут казаться гораздо более светлыми, чем синие мающие свет без образования изображения. Эти рецепторы и красные. Международный комитет мер и весов в 1933 году отвечают за выработку гормона мелатонина, регулирующего принял единую стандартную чувствительность глаза к излу- суточные ритмы жизнедеятельности. Максимум спектральчению разных цветов для дневного зрения. ной чувствительности новых рецепторов (в специацльной На рис. 2 показана стандартизованная кривая спек- литературе называемых БОИ – «без образования изображетральной чувствительности глаза, называемая в  свето- ния») приходится на синюю область спектра – около 450 нм.

технической литературе также «кривой относительной Излучения с длинами волн короче 380 и длиннее 760 нм воспринимается кожей человека как тепло. Это излучение используется для сушки лакокрасочных покрытий, нагрева- 1. Свет  – это воспринимаемое глазом электромагнитное ния предметов, в медицинских целях, в устройствах дистан- излучение с длинами волн от 380 до 760 нм.

ционного управления радиоаппаратурой и т. п. 2. Длина волны определяет цвет светового излучения.

Видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения 3. Глаз человека имеет наибольшую чувствительность при электромагнитных колебаний или оптическое излучение. 4. Свет излучается в виде отдельных «порций» – квантов.

Светотехника занимается изучением не только видимого 5. Чем короче длина волны, тем большую энергию имеет излучения (света), но и всей оптической частью спектра. каждый квант излучения.

в виде отдельных «порций», называемых фотонами. Каждый фотон несет определенную энергию (квант излучения), величина которой зависит от частоты или длины волны где h – так называемая постоянная Планка, равная 6,62•10– 34 джоуль-секунды. Из этих формул видно: чем короче длина волны, тем более «энергичным» является излучение, то есть тем большую энергию имеет каждая его порция (квант).

Это свойство электромагнитных излучений широко используется на практике, в частности, в люминесцентных лампах Для оценки количественных и качественных параметров света разработана специальная система световых величин.

обозначаемый в  светотехнической литературе буквой ф.

Фактически световой поток – это мощность светового из- Очевидно, что величины S и R должны измеряться в одиналучения, измеренная не в привычных ваттах или лошадиных ковых единицах.

силах, а в специальных единицах, называемых люменами (сокращенное обозначение в русскоязычной технической монохроматического, то есть строго одноцветного, излучения с длиной волны 555 нм, соответствующей максимуму света были обычные свечи, и излучение только появлявшихся электрических источников света сравнивалось со светом таких свечей. В настоящее время эта величина (1/683) уза- Световой поток Ф от какого-либо источника света можно конена многими международными соглашениями и принята сконцентрировать в  некотором телесном угле. В  этом Световой поток от источников света, будь то простая о степени концентрации, то есть об угловой плотности светового потока. Таким образом, сила света (обозначается спичка или сверхсовременная электрическая лампа, как правило, распространяется более или менее равномерно во все стороны. Но с помощью зеркал или линз свет в каком-либо телесном угле, к величине этого угла:

странству, то есть в  телесном угле 4 (так как площадь 1 метр. Для сравнения: освещенность от полной Луны на сферы равна 4R2), то сила света такого источника равна поверхности Земли зимой на широте Москвы не превышает Ф/4. Сила света измеряется в канделах (русское обозна- 0,5 лк; прямая освещенность от Солнца в летний полдень на чение кд; в англоязычной литературе – cd; в немецкоязыч- широте Москвы может достигать 100 000 лк.

ной – kd). Слово «кандела» переводится на русский язык Освещенность на какой-либо поверхности от источника как свеча, и  именно свечой называлась единица силы света или осветительного прибора с силой света I опредесвета в СССР до 1963 года. Одна кандела – это сила света ляется простой формулой:

источника, излучающего световой поток 1 лм в телесном угле 1 ср. Примерно такую силу света имеет обычная стеариновая свеча (отсюда ясно, что световой поток такой стол, витрину, улицу и т. п. Для характеристики освещения угол между направлением света и перпендикуляром к этой конкретных мест вводится еще одна световая величина – поверхности.

освещенность. Освещенность  – это величина светового Эта формула, называемая «законом квадратов расстояний», является одним из основных понятий светотехники потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Если световой поток Ф падает на какую-то и  лежит в  основе всех светотехнических расчетов, в  том площадь S, то средняя освещенность этой площади (обо- числе и компьютерных программ.

Единица измерения освещенности называется люксом книги, а книга – светлее папки. То есть наш глаз оценивает (сокращенное обозначение в русскоязычной литературе – светлоту предметов не по их освещенности, а по какой-то лк, в иностранной – lx). Один люкс – это освещенность, при другой величине. Эта «другая величина» называется яркостью. Яркость поверхности S – это отношение силы света I, Как известно, площадь проекции какой-либо плоской а именно – от их способности отражать падающий свет.

поверхности на другую плоскость равна площади этой по- Способность предметов отражать падающий на них свет В технической литературе яркость обозначается буквой L: чаемым греческой буквой. Коэффициент отражения – это В этой формуле I – сила света поверхности в определенном направлении (например, плоскости рабочего стола или лежащих на нем предметов); S – площадь этой поверхности;  – угол между перпендикуляром к плоскости и направлением, в ко- Чем выше коэффициент отражения предмета, тем более тором мы хотим знать яркость (например, линией зрения, то светлым он кажется. В приведенном примере с рабочим есть линией, соединяющей глаз и оцениваемую поверхность). столом коэффициент отражения листов бумаги выше, чем Если для светового потока, силы света и освещенности переплета книги, а у этого переплета – выше, чем у папки.

существуют специальные единицы измерения (люмен, Коэффициент отражения материалов зависит как от кандела и люкс), то для единицы измерения яркости спе- свойств самих материалов, так и от характера обработки циального названия нет. Правда, в старых (до 1963 года) их поверхности. Отражение может быть направленным учебниках по физике, светотехнике, оптике и  в  другой в одну сторону или рассеянным в определенном телесном технической литературе было несколько названий единиц угле. Возьмем лист обычной белой писчей бумаги или измерения яркости: в русскоязычной – нит и стильб, в англо- ватмана. С  какой бы стороны и  под каким бы углом мы язычной – футламберт, апостильб и другие (в американской на такой лист не смотрели, он кажется нам одинаково технической литературе эти названия иногда встречаются светлым, то есть яркость его по всем направлениям одинакова (рис. 5в). Такое отражение называется диффузным и в наше время). Международная система СИ ни одну из этих единиц не приняла, а принятой единице измерения яркости Это неглянцевая бумага, большинство тканей, матовые Яркость зеркальной поверхности равна яркости отражакраски, побелка, шероховатые металлические поверхно- ющихся в ней предметов (источников света, потолка, стен Но если мы начнем полировать шероховатую металлиLзерк = Lотраженных предметов ческую поверхность, то характер ее отражения начнет изменяться. Если поверхность отполирована очень хорошо, то весь падающий на нее свет будет отражаться в одну сторону. Для оценки яркости предметов и поверхностей с направленПри этом угол, под которым отражается падающий свет, точно но-рассеянным и смешанным отражением необходимо знать равен углу, под которым он падает на поверхность (рис. 5а). индикатрисы отражения.

Такое отражение называется зеркальным, а равенство углов Четыре названных световых величины – световой поток, математиком Евклидом, является одним из базовых законов нятия, без знания которых невозможно объяснение работы светотехники: на этом законе основаны все методы расчетов источников света и осветительных приборов. Однако для прожекторов и светильников с зеркальной оптической частью. такого объяснения необходимо еще и знание светотехниКроме зеркального и диффузного отражения, существует ческих характеристик материалов.

направленно-рассеянное (например, от плохо отполирован- С одной из таких характеристик – коэффициентом отражения – мы уже познакомились. Но в природе нет матеных металлических поверхностей, шелковых тканей или от глянцевой бумаги рис. 5б), а также смешанное (например, от риалов, отражающих весь падающий на них свет, то есть Кривая, характеризующая угловое распределение коэффи- не отражается от материала, в общем случае делится еще циента отражения, называется индикатрисой отражения. на две части: одна часть проходит сквозь материал, другая поглощается в  нем. Доля света, проходящая сквозь Для поверхностей с  диффузным отражением яркость Соотношения между этими коэффициентами – отражения, Индикатрисы связана с освещенностью простым соотношением: поглощения и пропускания – могут быть самыми разными, отражения В природе нет ни одного материала, у которого хотя бы один волны, то есть разного цвета. Именно это свойство матеиз трех коэффициентов был равен 1. Наибольшее диффузное риалов определяет их цвет и  создает многокрасочность отражение имеет свежевыпавший снег ( 1), химически окружающего мира. Для полной характеристики светотехчистые сернокислый барий и  окись магния ( = 0,96). нических свойств материалов необходимо знать не только Наибольшее зеркальное отражение  – у  чистого полиро- абсолютные значения их коэффициентов отражения, прованного серебра ( = 0,92) и у специально обработанного пускания и поглощения, но и распределение этих коэффиалюминия (до 0,98 – см. об этом в разделе 6). циентов в пространстве (индикатрисы) и по длинам волн.

Величина коэффициента пропускания указывается в спра- Распределение коэффициентов по длинам волн называется (обычно для 1 см). К наиболее прозрачным материалам можно ния или поглощения).

отнести особо чистый кварц и некоторые марки полиметил- Все три названных коэффициента являются относительметакрилата (органического стекла), у которых = 0,99/см. ными (безразмерными) величинами, и выражаются в долях Гипотетическое (реально несуществующее!) вещество единицы или в процентах.

с коэффициентом поглощения равным 1, называется «абсо- Спектральный состав света и спектральные характерилютно черным телом» – к этому понятию мы еще обратимся стики отражения или пропускания материалов определяют при объяснении работы тепловых источников света. цвет предметов. Таким образом, цвет  – это объективная Как и отражение, пропускание света может быть направ- величина, которая, как и все объективные величины, может ленным (у силикатных или органических стекол, поликар- быть измерена и выражена вполне конкретными параметрабоната, полистирола, кварца и  т. п., рис. 6а), диффузным ми. Какими же параметрами характеризуется цвет?

или рассеянным (молочные стекла, рис. 6в), направлен- Все люди (если они не страдают редкой болезнью  – норассеянным (матированные и опаловые стекла, рис. 6б) дальтонизмом) воспринимают цвета более или менее одинаи смешанным (рис. 6г). Кривые, показывающие зависимость ково: небо – голубым, траву – зеленой, кровь – красной и т. п.

коэффициента пропускания от угла падения света, называ- Но глаз «среднего» человека различает до 1000 цветовых ются индикатрисами пропускания. оттенков (у тренированных людей – до 5000 оттенков), а каждый цветовой оттенок имеет множество градаций по чистоте Индикатрисы отмечены длины волн монохроматических излучений, волн более 700 нм и короче 420 нм наш глаз не различает по цветности и воспринимает как одинаково красное Концы локуса соединены прямой линией «пурпурных цветов», то есть таких цветов, которые не являются монохроматическим излучением, а  получаются только в  результате смешивания в  определенных пропорциях фиолетового и красного цветов. Внутри области, ограниченной локусом и замыкающей его концы прямой линией, расположены все существующие в природе цвета. Каждому цвету соответствуют точные координаты цветности х и у.

Таким образом, любой цвет может быть выражен с помощью двух координат цветности – х и у – и интенсивности Цветовой график, изображенный на рис. 7, обладает Рис. 7. Цветовой излучения (то, что в  повседневной жизни называется, интересным свойством: если мы будем суммировать излуцветности например, темно-красный, светло-красный и т. п.). чение двух разных цветов, то координаты цветности полу- абсолютно черного тела (кривой Средняя часть цветового поля – это область белых цве- чаемого в результате смешивания нового цвета всегда будут тов. В ней проведена жирной линией кривая теплового находиться на прямой линии, соединяющей координаты излучения, то есть кривая координат цветности белого исходных цветов. Смешивая три цветных излучения, можно света, получаемого при нагревании абсолютно черного получить любой цвет, находящийся внутри треугольника, тела до определенной температуры. Цвет излучения образованного точками координат исходных цветов.

тепловых источников света (ламп накаливания) очень Очевидно, что белый цвет может быть получен бесчисточно соответствует этой кривой. Температура излучаю- ленным множеством комбинаций трех монохроматических щего тела, при которой его цвет наиболее близок к цвету (однородных) излучений. Для удобства пользования приняабсолютно черного тела, называется цветовой темпера- то считать основными три цвета – красный, зеленый и синий турой (Тцв). Белый свет газоразрядных источников света, (на немецком языке – rot, grn, blau, на английском – red, как правило, лежит вне кривой теплового излучения. green, blue). Если исходные цвета являются строго моноЦветность излучения таких источников оценивается по хроматическими, то есть расположенными непосредственно коррелированной цветовой температуре (в иностранной на локусе, то, комбинируя их в определенных пропорциях, технической литературе обычно называемой ССТ), то есть можно получить неограниченное количество новых цветов по температуре теплового излучения, наиболее близкого с практически любым цветом, лежащим внутри треугольпо цвету к сравниваемому источнику. ника исходных цветов. При этом, чем ближе к локусу и чем дальше друг от друга расположены координаты цветности исходных цветов, тем большую площадь будет занимать треугольник и, соответственно, можно будет получить большее количество цветовых оттенков суммарного света. По первым буквам иностранных названий основных цветов технология получения новых цветов на базе красного, зеленого и синего излучений называется «технологией RGB». В  настоящее время такая технология используется исключительно широко для создания различных цветодинамичных эффектов.

1. Основные светотехнические величины: световой поток с условиями освещения. Поэтому человек с незапамятных ф; сила света I; освещенность Е; яркость L. времен пытался как-то осветить те места, где ему приходиЕдиницы измерения этих величин: люмен (лм), кандела лось работать в темное время суток при отсутствии природнокд), люкс (лк), кандела с квадратного метра (кд/м2). го источника света – Солнца. С доисторических времен и до 3. Светотехнические свойства материалов определяются конца 19-го века единственным искусственным источником тремя коэффициентами: отражения ; пропускания ; света был огонь – костра, факела, лучины, свечи, керосинопоглощения. вой или газовой лампы. Света от таких источников было явно 4. Сумма коэффициентов отражения, пропускания и погло- недостаточно, хотя он и позволял кое-как выполнять многие щения для всех материалов равна 1. виды работ. Ни о каком измерении параметров освещения, 5. Цвет предметов или излучений определяется координа- а тем более об их нормировании, не могло быть и речи.

тами цветности х и у. Положение коренным образом изменилось после изобБелый свет различных источников света оценивается ретения электрических источников света в 70-е годы 19-го коррелированной цветовой температурой Тцв. века. Наблюдательные предприниматели быстро заметили, Но тут же встал вопрос – а сколько надо света, чтобы Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.1/2.1.12585– хорошо выполнять работу и  не делать лишних затрат на «Изменения и  дополнения №1 к  санитарным правилам строительство новых электростанций и  установку все и  нормам СанПиН 2.2...1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические большего количества ламп? Другими словами, появилась требования к естественному, искусственному и совмещеннеобходимость нормирования освещения, то есть опреде- ному освещению жилых и общественных зданий»». В этих ления конкретных параметров света, которые должны быть «Изменениях и дополнениях...» впервые в стандарте самого Вопрос нормирования освещения возник более ста лет источники света наравне с лампами накаливания, люминазад, но до сих пор его нельзя считать окончательно решен- несцентными и  другими лампами. Правда, сделана одна ным. В 1999 году Европейский комитет по стандартизации существенная оговорка: «кроме дошкольных, школьных после двенадцатилетней работы принял новые нормы осве- и лечебных учреждений».

щенности EN 12464-1, получившие статус общеевропейских, На основе этих санитарных норм разработаны другие и  с 2003 года началось введение этих норм в  действие нормативные документы. Вторым по значимости докуменв  странах Европейского Союза. Международная комиссия том является введенный в действие в июле 2011 года Свод по стандартизации (ISO) на основе этих норм приняла меж- правил СП 52.13330.2011 «Естественное и  искусственное дународные нормы внутреннего освещения ISO 8995:2002. освещение» (актуализированная редакция Строительных В 2011 году были приняты некоторые изменения и дополне- норм и  правил СНиП 23-05-95). Кроме этого, существуют ния к нормам. Сегодня Европейские нормы EN 12464-1-2011 Московские городские строительные нормы МГСН 2.06- являются основным документом по нормированию освещен- и множество отраслевых документов, в которых подробно ности во всех европейских странах. Сейчас в нашей стране расписаны требования к освещению различных рабочих мест.

идет работа по приведению российских норм в соответствие В связи с вступлением России во Всемирную торговую и  т. п.), а  также многие Национальные нормы и  правила.

организацию (ВТО) проводится работа по согласованию Но во всех нормативных документах регламентируются российских и  международных стандартов, и  требования те же параметры, что и в России. Нормируемые величины международных норм рано или поздно будут внедряться различаются в разных странах, но эти различия не носят и у нас. Поэтому при рассмотрении вопросов нормирования принципиального характера.

освещения мы, по возможности, будем приводить требования В СП 52.13330.2011 даны нормы освещенности в зависикак российских, так и европейских норм. мости от класса зрительных работ. Этот класс определяется В России главным документом, устанавливающим параметры по минимальным размерам деталей, с которыми приходится освещения, являются Санитарные правила и нормы СанПиН работать на данном рабочем месте, и по контрасту деталей 2.21/2.1.1.1278-03. В  марте 2010 года были утверждены которые нужно видеть, к  яркости поверхности (фона), на При освещении улиц, автомобильных туннелей, проезжих которой эти предметы находятся. Очевидно, что чем меньше угловые размеры рассматриваемых деталей и чем меньше контраст, тем выше должна быть освещенность, обеспечи- от категории улиц (дорог), интенсивности движения, хараквающая нормальную работу. тера окружающей обстановки. Яркость нормируется также По характеру работы, выполняемой внутри помещений, и при декоративном освещении архитектурных сооружений выделено 7 классов точности: наивысшей, очень высокой, высокой, средней и  малой точности, грубая работа и  ра- Освещенность и яркость характеризуют количественную бота с  самосветящимися или раскаленными объектами. сторону освещения, остальные нормируемые параметры Нормируемые уровни освещенности для этих классов – от определяют его качество.

к 9 – 14 классам. Конкретные значения нормируемой осве- между собой весьма существенно. Каждый человек знащенности для конкретных рабочих мест приводятся не ет, что присутствие в  поле его зрения каких-либо ярких в СП 52.13330.2011, а в многочисленных отраслевых нормах. предметов (ламп, солнца) или их отражений («зайчиков») Для общественных помещений в  СП 52.13330.2011 сильно затрудняет работу глаза, а иногда делает ее просто даются значения нормируемой освещенности в зависимо- невозможной – глаз перестает видеть нужные предметы сти от назначения помещений и характера выполняемых и особенно их детали. Как говорится в научно-технической более 280 конкретных рабочих мест и требования к их освещению. Освещение общественных помещений нормируется ощущения зависят от яркости мешающих «зайчиков», их Какие же параметры освещения сейчас нормируются? А свойство ярких предметов вызывать неприятные ощущения в глазах называется блескостью. Имеются различные мест вне помещений, на которых выполняется конкретная методики оценки блескости, создаваемой яркими источниработа (железнодорожные станции, аэропорты, карьеры ками света или их отражениями.

и т. п.) основной нормируемой величиной является осве- В осветительных установках промышленных предприщенность на рабочем месте. Хотя глаз, как уже было ятий нормируется показатель ослепленности S, равный сказано, реагирует не на освещенность, а  на яркость отношению пороговых (то есть минимально различаемых) предметов, нормируемой величиной является именно разниц яркости объекта и фона при наличии и отсутствии освещенность, так как она значительно проще рассчиты- слепящих источников в поле зрения. Для расчета показавается и измеряется и не зависит от параметров освеща- теля ослепленности разработаны методики, которые привеемых предметов. дены в СП 52.13330.2011 в виде приложения.

Для общественных зданий вместо коэффициента ослеп- Пока были только тепловые источники света (лампы накаленности нормируется показатель дискомфорта М, величина ливания), имеющие сплошной спектр излучения, зрителькоторого зависит от характера выполняемой работы и может ный аппарат человека подсознательно вносил коррективы принимать значения от 15 до 90. в восприятие цветов при искусственном освещении, и проВеличина допустимого значения дискомфорта или блем с  оценкой качества цветопередачи не возникало.

ослепленности является вторым нормируемым пара- Положение резко изменилось с  массовым внедрением метром освещения. В  Европейских нормах и  в  разра- разрядных источников света, имеющих не сплошной, а либатываемых сейчас Российских нормах освещенности нейчатый или полосатый спектр излучения. Люди стали нормируется обобщенный показатель дискомфорта UGR. замечать, что при освещении таким светом цвет предметов В таблице 1 приведены соотношения между показателями изменяется и иногда изменение цвета бывает настолько дискомфорта по действующим российским и европейским сильным, что предметы становятся трудно узнаваемыми.

Соотношение лями дискомфорта В ряде случаев род работы требует четкого различения света: человеческая кожа, зеленые листья растений, спецвета предметов и их деталей. Это особенно необходимо циальные выкраски  – всего 14 образцов. Спектральные там, где именно цвет является важнейшим критерием характеристики выбранных образцов в  виде таблиц закачества продукции  – в  полиграфии, текстильной про- фиксированы специальным документом Международной мышленности, в некоторых магазинах и т. п. Поэтому для комиссии по освещению (МКО). Средняя из оценок восьми целого ряда рабочих мест (а в Европейских нормах осве- первых образцов названа «общим индексом цветопередачи мест) нормируется еще один качественный показатель «частными индексами цветопередачи Ri». За «стандартный»

освещения – общий индекс цветопередачи (в литературе источник при оценке качества цветопередачи источников Зрительный аппарат человека сформировался за многие 5000 К – естественный дневной свет. Поэтому у всех теплотысячи лет эволюции в  условиях, когда единственным вых излучателей, то есть у ламп накаливания, общий индекс источником света было Солнце. Мы привыкли считать цветопередачи по соглашению равен 100. У стандартных правильными те цвета предметов, которые они имеют при люминесцентных ламп с  галофосфатным люминофором солнечном освещении. С конца 19-го века в жизнь людей с цветовой температурой 3000 К общий индекс цветоперестали активно вторгаться электрические источники света. дачи принят равным 50.

Международной комиссией по освещению (МКО) реко- также цветовая температура источников света для вимендована такая система оценки качества цветопередачи: тринного освещения (для тканей, галантереи, обуви, мехов В российских нормах освещения установлено, что для предприятий полиграфической, текстильной, лакокрасоч- рассчитывается достаточно сложно, то и в этом случае норной отраслей промышленности, а также для хирургических мируют неравномерность распределения освещенности.

отделений больниц, Ra должен быть не ниже 90. В  зависимости от характера выполняемой работы, соотВ европейских нормах EN 12464-1-2011 почти для всех ношение освещенности на рабочем месте и в ближайшем видов работ и типов общественных помещений нормируется окружении должно быть не более 1:0,3–1:0,7. Европейские Ra не ниже 80; для контроля цвета в полиграфической и тек- нормы выделяют на рабочем месте зону выполнения задастильной промышленности, для хирургических кабинетов, ния и окружающую зону. Освещенность в этих зонах должна для некоторых торговых залов, как и в СП 52.13330.2011, соотноситься примерно так же, как по СП 52.13330. требуется индекс цветопередачи не ниже 90. Для тех произ- освещенность рабочих мест и ближайшего окружения.

водственных помещений, в которых различение цвета пред- В России нормируется еще один качественный показатель освещения – коэффициент пульсаций освещенности.

метов не имеет существенного значения (металлообработка, металлургия и  др.), допускается применение источников Нормирование этого показателя также потребовалось света с  плохой цветопередачей (в частности, натриевых в связи с повсеместным внедрением разрядных источниламп высокого давления). ков света, так как за счет достаточно большой тепловой Кроме общего индекса цветопередачи, европейские инерционности у излучения ламп накаливания пульсации нормы регламентируют и цветовую температуру источни- весьма незначительны и каких-либо неудобств от их сущеков света. По цветности излучения все источники света ствования люди не испытывали. У разрядных источников разделены на три группы: теплые (Тцв 3500 К), средние света  – люминесцентных, ртутных высокого давления, (Тцв = 3500 – 5300 К) и холодные (Тцв 5300 К). Для боль- металлогалогенных, натриевых ламп – величина светового шинства видов работ и помещений рекомендуются «сред- потока изменяется с удвоенной частотой тока сети.

ние» источники света (Тцв = 4000 К). В СП 52.13330.2011 на В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменэтот счет указано, что при архитектурно-художественном ного тока в электрических сетях равна 50 Гц; в США, Канаде освещении для «холодных» поверхностей рекомендуются и ряде других стран – 60 Гц. Следовательно, световой поток источники света с  Тцв не ниже 4000  К, а  для «теплых» ламп изменяется («пульсирует») 100 или 120 раз в секунповерхностей  – с  Тцв меньше 3500  К. Регламентируется ду – все разрядные лампы как бы мерцают с такой частотой.

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются ор- Таким образом, в нормативных документах регламентируются пять параметров: величина освещенности, неганизмом на подсознательном уровне и могут вызывать неравномерность освещенности, показатель дискомфорта, приятные явления – повышенную утомляемость, головную боль и даже (по последним сообщениям зарубежной пеосвещенности. Первый из этих параметров определяет чати) стрессы. Кроме этого, при освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возни- количественную сторону освещения, четыре остальных – кает так называемый стробоскопический эффект, когда при качественную.

совпадении частоты вращения или вибрации с частотой В европейских нормах освещенности для ряда попульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при мещений введен еще один нормируемый параметр: для неполном совпадении – вращающимися с очень малыми рабочих мест, оснащенных дисплеями (а в современных скоростями. Это вызывает у  людей ошибочные реакции условиях – практически для всех рабочих мест в офисах) и  является одной из серьезных причин травматизма на устанавливаются требования к максимальной яркости тех Глубина пульсаций измеряется коэффициентом пульса- на экранах. Для компьютеров 90-х годов эта яркость не ции освещенности кп: должна превышать 200   кд/м2; для современных мониторов с антибликовыми покрытиями экранов электронно-лукп = 2(Emax  – Emin) / (Emax + Emin), чевых трубок или с  жидкокристаллическими экранами где Емах и Emin – максимальное и минимальное значения не более 1000 кд/м2.

освещенности за полупериод сетевого напряжения. В СП 52.13330.2011 для некоторых типов помещений, Российскими нормами установлено, что глубина пуль- кроме освещенности на рабочей плоскости, нормируется вышать 20%, а для некоторых видов производства – 15%.

По Санитарным правилам и нормам СанПиН 2.21/2.1.1/1278- светом. В европейских нормах такого показателя раньше 03 в  помещениях, оснащенных компьютерами, глубина не было. В  2011 году и  Европейские нормы для ряда пульсаций освещенности на рабочих местах должна быть помещений начали нормировать полуцилиндрическую В европейских нормах EN12464 нет нормируемых ко- Российскими нормами и СП 52.13330.2011 предусматриличественных показателей пульсации освещенности, хотя вается общее, местное, локализованное и комбинированное этому явлению посвящен специальный раздел. Вместо освещение, причем нормируемые уровни освещенности значений коэффициента пульсации в этом разделе просто при разных системах освещения существенно различаютсказано, что в  помещениях с  длительным пребыванием ся. Например, для работ наивысшей точности при малом людей пульсации освещенности и возникновение стробо- контрасте объекта, различаемого на светлом фоне, норскопического эффекта не допускаются. мируемая освещенность составляет: при одном общем освещении – 750 лк, при комбинированном освещении – цветовыми оттенками рекомендуются источники света 2500 лк. Кроме этого, нормируемая освещенность зависит с цветовой температурой выше 4000 К, а для освещения от типа источника света  – при лампах накаливания или объектов, окрашенных в «теплые» тона – не выше 3500 К.

при люминесцентных лампах с отличной цветопередачей Для освещения цветных архитектурных объектов рекоменRa 90) уровень освещенности должен понижаться на одну дуются источники света с Ra не менее 80.

ступень. В европейских нормах такого деления нет; там нор- Для витринного освещения нормируется не минимируется освещенность в зоне выполнения задачи и в зоне мальная, а максимальная освещенность с учетом акценнепосредственного окружения. Нормируемая освещенность тирующего освещения. Это означает, что освещенность не зависит ни от системы освещения, ни от типа источника выделяемого светом объекта должна быть не более норсвета. В  проекте новых Российских норм закладывается мируемого значения, а нормируемое значение освещеннотакой же подход. сти зависит от категории улиц, на которых располагается мируемой величиной является средняя яркость дорожного В рекламном освещении регламентируется максимальпокрытия, а для северных районов – средняя горизонталь- ный уровень яркости в зависимости от площади и распоная освещенность проезжей части. Улицы делятся на три ложения рекламных щитов и панелей. При этом требуется, категории: А  – магистральные дороги и  улицы общего- чтобы уровень суммарной засветки окон жилых зданий или родского значения; Б – магистральные улицы районного палат лечебных учреждений от осветительных приборов значения; В – улицы и дороги местного значения. Каждая архитектурного, витринного и  рекламного освещения не из категорий делится на несколько групп в зависимости от превышал установленных значений: 20 лк при нормируеинтенсивности движения автотранспорта. Для оживленных мой яркости дорожных покрытий 1,2–2,0 кд/м2, 10 лк при магистралей с интенсивностью движения более 3000 авто- 0,6–1,0 кд/м2 и 7 лк при яркости покрытия меньше 0,4 кд/м2.

машин в час средняя яркость дорожного покрытия должна Для освещения улиц и дорог с автомобильным движебыть не менее 1,6 кд/м2, а  для улиц местного значения нием предписывается применение разрядных ламп, прежде с одиночными автомобилями – не менее 0,2 кд/м2. Кроме всего – натриевых ламп высокого давления как наиболее тротуаров, пешеходных зон, подземных переходов, транс- Кроме рабочего освещения, в производственных, адмипортных туннелей. нистративных и других общественных зданиях и помещениях должно быть предусмотрено аварийное, дежурное наружному освещению, в  СНиП приводятся требования Для архитектурного освещения нормируется средняя яркость фасадов зданий, а  также средняя яркость эле- когда отключение рабочего освещения может вызвать ментов фасада, выделяемых акцентирующим светом. Для взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение освещения зеленых насаждений и фасадов с «холодными» технологического процесса, нарушение режима детских учреждений и т. п. Эвакуационное освещение предусмат- Таблица 2. Нормы освещенности в проходах производственных зданий с числом работаю- Общественные помещения выше 6 этажей; в производственных помещениях с числом среднюю освещенность на полу проходов не менее 0,5 лк Школьные классы:

ется небольшая часть светильников рабочего освещения.

EN12464-1-2011. В таблицах 3–9 приведены выдержки из Московских городских строительных норм МГСН 2.06-99, го и архитектурно-художественного освещения, а также залы Производство керамики и стекла:

Таблица 3. Нормы освещения улиц, дорог и площадей с регулярным транспортным движением с асфальтобетонным покрытием Пешеходные дорожки бульваров и скверов, примыкающих к улицам категорий:

Производственные помещения Проезды:

Хозяйственные площадки и площадки при мусоросборниках детские яслисады, общеобразовательные школы, школы-интернаты, учебные заведения Санатории, дома отдыха Проезды и проходы к спальным корпусам, столовым, кинотеатрам и подобным зданиям Площадки зоны тихого отдыха и культурно-массового 10* обслуживания (площадки массового отдыха, площадки перед *Освещенность столов для чтения и настольных игр принимается по нормам освещенности помещений требованиям создания необходимых условий адаптации въезжающего в туннель водителя.

Таблица 8. Нормы наружного архитектурного освещения городских объектов улицы и площаих срока службы. Кроме того, при работе осветительных рассеивателей и защитных элементов. Иногда запыление коэффициента – от 0,5 до 0,8, что полностью соответствует бывает настолько сильным, что изменяется характер све- российским нормам.

Неизбежный в процессе эксплуатации спад освещен- Известно, что под действием света и, особенно, ультрафиности на рабочих местах учитывается при нормировании олетового излучения, происходит выцветание многих красок и проектировании осветительных установок в виде коэф- и изменение структуры материалов, иногда приводящее к их фициента запаса. Величина коэффициента запаса зависит деформации и даже разрушению. Поэтому с целью обеспеот типа помещения, от характера выполняемых в нем работ чения наилучшей сохранности экспонатов в таких случаях и от конструкции используемых осветительных приборов. нормируется не минимальная, а максимально допустимая Для общественных зданий с  нормальными условиями освещенность. Величина этой освещенности зависит от типа среды коэффициент запаса равен 1,2–1,4 в зависимости от освещаемых экспонатов (бумага, акварель, ткани, масляные типа применяемых светильников и их расположения; для краски, ювелирные изделия и т. п.), спектрального состава производственных помещений с пыльной средой – 1,8–2,0. излучения и от времени освещения. Строго говоря, в освеДля остальных видов помещений величина коэффициента тительных установках для музеев и  выставочных залов запаса изменяется в  пределах 1,4–1,8. Это означает, что должна нормироваться не освещенность, а суточная или при проектировании осветительных установок должна годовая экспозиция, то есть произведение освещенности предусматриваться освещенность, равная нормируемому на время действия света на экспонаты.

значению, умноженному на коэффициент запаса. Стандартизованных требований к музейному освещению Коэффициент запаса показывает, какая освещен- в настоящее время в нашей стране и странах Европы нет, ность должна быть предусмотрена при проектировании имеются только рекомендации.

осветительных установок, чтобы в течение всего времени В последние годы во всем мире широко развернуих эксплуатации был обеспечен нормируемый уровень. лась кампания по энергосбережению. В  связи с  этим Правильный выбор коэффициента запаса – ответственный в СП 52.13330.2011 и в Московских нормах МГСН 2.01- момент проектирования освещения. Завышение его при- «Энергосбережение в  зданиях», кроме светотехнических водит к увеличению требуемого количества светильников, параметров осветительных установок, нормируются и энерповышает затраты на сооружение осветительной установки гетические параметры, а именно – удельная установленная и увеличивает расход электроэнергии в процессе ее экс- мощность. Удельная установленная мощность – это полная плуатации, а занижение может привести к тому, что через мощность установки (ламп, аппаратуры включения и управкакое-то время после ввода установки в  эксплуатацию ления), деленная на площадь помещения. Максимально освещенность будет ниже требуемой нормами. допустимая удельная установленная мощность нормируВ европейских нормах EN 12464-1-2011 нормируется не ется в  зависимости от требуемых уровней освещенности коэффициент запаса, а «эксплуатационный коэффициент» – и геометрических размеров освещаемых помещений (инвеличина, обратная коэффициенту запаса. Значения этого декса помещений). Например, максимальная удельная установленная мощность осветительных установок адМаксимально доНормируемая хитектурно-художественных требований и для освещения удельная установКабинеты, рабочие комнаты, для помещений общественных Проектные, конструкторские позволяющих, в первом приближении, находить искомые Там, где нормируется не освещенность, а яркость объеквеличины: точечный метод и метод коэффициента исполь- тов, переход от освещенности к  яркости осуществляется Точечный метод позволяет определять освещенность или яркость по известным параметрам осветительных приборов.

Этот метод базируется на основном законе светотехники – где L – яркость в кд/м2,  – коэффициент отражения освещазаконе квадратов расстояний. Освещенность от точечных емых объектов, Е – освещенность в лк, = 3,14.

световых приборов равна силе света прибора, поделенной Значения коэффициентов отражения некоторых наина квадрат расстояния от прибора до освещаемой точки более употребительных отделочных материалов даны и умноженной на косинус угла падения света, то есть угла в таблице 11. В таблице 12 приведены средние значения между направлением от освещаемой точки к осветительно- коэффициентов отражения наиболее употребительных цвему прибору и перпендикуляром к освещаемой поверхности: тов отделки поверхностей.

тать точечным, если расстояние от его светового центра до алюминий, нержавеющая сталь, пластмассы этом получается не более 5%. Если в помещении установ- турки на белых цементах и светлых заполнителях, лено несколько осветительных приборов, то по точечному матовая, пластик, травертин, ракушечник методу рассчитывается освещенность от каждого из них и затем находится суммарная освещенность простым ариф- Средне-светлый: краски, мрамор, камень (туф, 0, торного типа, в  частности, в  архитектурном освещении, точечный метод является наиболее распространенным Темный: краски, мрамор, гранит, глиняный кирпич, 0, и обеспечивает очень высокую точность расчетов. Однако потемневшее дерево, медь, листва деревьев при этом необходимо учитывать, что на пятикратном расЧерный: краски, камень (габбро, лабрадорит, 0, стоянии световой пучок прожектора еще бывает не сфордиорит, базальт, гранит), чугун, патинированная мированным и поэтому погрешность расчета может быть бронза, декоративные штукатурки, хвоя деревьев Коэффициенты отражения поверхностей Этот метод позволяет быстро и легко определять количество осветительных приборов, необходимых для обеспечеВ этой формуле:  – коэффициент использования светового ния требуемых освещенностей. При расчете учитывается освещенность, создаваемая не только непосредственно осветительным прибором (прямая), но и  освещенность, создаваемая в результате отражений светового потока от стен, потолка и пола. В основе расчета лежит понятие «коэф- количество ламп в одном светильнике.

фициента использования светового потока светильников». Для расчета значений необходимо знание кривых силы Коэффициент использования светового потока светиль- света светильников. Крупные светотехнические заводы ника – это отношение потока, попадающего на расчетную (в России – «Световые Технологии», Ардатовский светотехплоскость, к потоку светильника. При этом учитывается не нический завод) в каталогах своей продукции приводят знатолько световой поток, упавший на расчетную плоскость чения коэффициентов использования светового потока для непосредственно от светильника, но и  попавший на нее большей части светильников. В таблице 13 показаны прив результате отражений от стен, потолка и пола. Величина меры зависимости коэффициента использования светового коэффициента использования светового потока зависит потока от параметров помещения для двух светильников от характера светораспределения осветительных приборов, с различными типами кривых силы света.

геометрических параметров помещения и коэффициентов Величина коэффициента отражения стен, потолка и пола отражения стен, потолка и пола. По геометрическим пара- приблизительно может быть определена по таблице 12.

метрам определяется так называемый индекс помещения i:

ВЫВОДЫ

Индекс помещения 0,6 47 35 30 33 32 29 29 26 отечественные нормативные документы для определенных видов помещений регламентируют и энергетические параметры осветительных установок, а именно 7. Для точных расчетов параметров осветительных установок существуют специальные компьютерные программы.

Однако для упрощенных расчетов с  достаточной точностью могут применяться точечный метод или метод достаточно яркий свет, и «яблочковское» – использование Прежде чем перейти к рассмотрению принципов работы для генерации света электрического разряда между двумя электрических источников света, их особенностей и облаэлектродами. Первое направление привело к созданию те- стей применения, познакомимся с общими параметрами, по пловых источников света, второе – разрядных. Именно эти которым и можно сравнивать различные источники, чтобы два типа до недавнего времени (конец 90-х годов 20-го века) выбирать наиболее подходящие из них в конкретных случаях.

охватывали все многообразие искусственных источников света – от сверхминиатюрных ламп накаливания мощностью электрических источников света – полупроводниковый. По зуют сам источник света безотносительно к условиям его прогнозам специалистов, именно этому новому типу при- применения. К техническим относятся все электрические, надлежит будущее. Темпы роста световой отдачи и срока световые и механические параметры ламп.

службы полупроводниковых источников света – светодио- Основные электрические параметры источников света:

дов  – превосходят самые оптимистичные прогнозы спе- 1. Номинальное напряжение (Uн) – напряжение, на которое циалистов. Сегодня светодиоды уже широко применяются рассчитана конкретная лампа или на которое она может не только в световой сигнализации, где у них в настоящее включаться с предназначенной для этого специальной время нет конкурентов, но и для общего освещения. аппаратурой. Для ламп накаливания все остальные параСледует сказать, что в  настоящее время существуют метры снимаются именно при номинальном напряжении.

и неэлектрические искусственные источники света – хими- Номинальное напряжение (впрочем, как и любое другое) ческие, в которых свет создается при протекании некото- измеряется в вольтах (сокращенное обозначение – В, V).

рых химических реакций; фотолюминесцентные, где свет 2. Номинальная мощность лампы (Рн) – расчетная мощобразуется за счет длительного послесвечения некоторых ность, потребляемая лампой накаливания при ее вклюлюминофоров после освещения их естественным или искус- чении на номинальное напряжение. Для разрядных ламп ственным светом; радиолюминесцентные, в которых свет номинальная мощность – это расчетная мощность, котовозбуждается под действием радиоактивного излучения. рую потребляет лампа при ее включении со специально Но все эти источники, хотя и находят достаточно широкое предназначенной для этого аппаратурой. Мощность применение, создают лишь мизерные доли суммарного рассматриваются и  электролюминесцентные источники отдельные типы ламп могут работать только на постоянсвета, используемые в ряде устройств отображения инфор- ном токе (например, шаровые ксеноновые или ртутные), Если лампа может работать только на постоянном токе, есть кривые распределения освещенности по плоскости, то обязательно указывается полярность включения: перпендикулярной оси лампы, при различных расстояниях жительный полюс сети (+), к какому – отрицательный (–). Важнейшим параметром ламп, характеризующим их 4. Для некоторых типов ламп (например, для эталонных существу, световая отдача  – это коэффициент полезного или образцовых ламп накаливания) вместо номинальной действия лампы, выраженный в световых величинах. При мощности указывается номинальный ток (Iн), который равенстве остальных показателей световая отдача является измеряется в амперах (А) или миллиамперах (мА, mA; решающим фактором для выбора источника света.

всего указывается номинальный световой поток ф, то есть близительно характеризующая цвет излучения лампы поток, который создает лампа при ее номинальной мощности. и  определяемая путем сравнения этого цвета с  цветом Рис. 8. Пример Единица измерения светового потока, как уже было сказа- теплового излучения так называемого абсолютно черного Для кинопроекционных и  прожекторных ламп часто цветовая температура довольно близка к истинной темпевместо светового потока указывается габаритная яркость ратуре тела накала; для стандартных осветительных ламп тела накала (для ламп накаливания) или яркость раз- мощностью 40–100 Вт Тцв = 2700–2900 К, для галогенных рядного промежутка (для ксеноновых ламп). Габаритная ламп накаливания 2900–3100 К.

лении, перпендикулярном телу накала, поделенной на площадь прямоугольника, в  который вписывается тело глаз человека воспринимает свет источников с различной накала. Поскольку яркости таких ламп очень велики, их цветовой температурой своеобразно: чем выше Тцв, тем измеряют не в  кд/м2, а в кило - или мегаканделах с квад- «холоднее» кажется нам свет. Так, для люминесцентных ратного метра (ккд/м2 или Мкд/м2; 1 ккд/м2 = 1000 кд/м2; ламп понятие «тепло-белый цвет» соответствует Тцв = 2700– кументации указываются осевые силы света и приводятся Для характеристики газоразрядных и  полупроводникривые силы света (значения силы света под разными угла- ковых источников света в каталогах и другой технической У всех газоразрядных ламп и светодиодов Ra меньше 100. время работы достаточно большой группы ламп, в течение Очевидно  – чем выше значение Ra, тем лучше качество которого 50% от их количества может выйти из строя. В соцветопередачи, то есть тем лучше лампа. Но на практике ответствии с ГОСТ 2239 для нормальных осветительных ламп чем больше Ra, тем лампа дороже, и иногда разница в цене цветопередачей имеют, как правило, меньшую световую 30%. Для других типов ламп средний срок службы устаотдачу. Поэтому применять лампы с очень высоким значени- навливается в технических условиях и может составлять ем Ra (90) целесообразно только там, где это действительно от нескольких часов (некоторые типы ламп для оптических необходимо (например, в цветной полиграфии, цветочных и  светосигнальных приборов) до 5000 часов (кварцевые К механическим параметрам ламп относятся их габарит- сушки лакокрасочных покрытий).

ные и установочные размеры; масса (если она приводится Для люминесцентных ламп и других разрядных источв каталогах); тип цоколя; для некоторых типов ламп – по- ников света в  российских ГОСТах установлен полезный ложение тела накала или разрядного промежутка относи- срок службы – среднее время работы ламп в номинальных тельно цоколя. Сюда же можно отнести рабочее положение условиях, в течение которого их эксплуатация экономически ламп, так как некоторые их типы (как ламп накаливания, так оправдана. Это время определяется тем, что в процессе раи газоразрядных) допускают работу только в одном опреде- боты ламп постепенно снижается их световой поток за счет ленном положении – строго горизонтальном, вертикальном «отравления» люминофоров парами ртути и  вольфрама, или в пределах некоторого угла. Необходимость соблюдения потемнения стенок колбы и других факторов. Через какое-то определенного положения лампы при работе всегда указы- время световой поток снижается настолько, что осветивается в технической документации. тельная установка перестает обеспечивать необходимый Важнейшим из эксплуатационных параметров ламп яв- (нормируемый) уровень освещенности, хотя лампы остаются ляется срок службы. Строго говоря, понятие «срок службы» работоспособными. Для отечественных люминесцентных далеко не однозначно: имеются полный, средний, минипотока составляет 40%, а полезный срок службы 12 000 часов.

начала эксплуатации источника света до его выхода из срок службы при определенных условиях эксплуатации.

строя. Поскольку эта величина неопределенная (одна Наиболее уважаемые фирмы (Osram, Philips, Nichia) для лампа какого-то конкретного типа может выйти из строя мощных светодиодов и модулей дают средний срок службы через несколько часов, а другая лампа этого же типа – че- не более 50 000 ч при температуре p-n перехода + 25 °С.

рез несколько тысяч часов), этот параметр в документации Подробнее о  сроке службы светодиодов будет сказано средний срок службы при номинальном напряжении, то есть ламп до первого отказа, то есть до выхода из строя первой лампы из группы. Этот параметр устанавливается в  тех- (1909 год); наполнение ламп инертным газом и спирализация нической документации некоторых особо надежных ламп тела накала (1913 год); создание ламп с биспиральным телом специального назначения и встречается достаточно редко. накала и  криптоновым наполнением (1936 год); создание Чаще встречается гарантированный срок службы, опреде- ламп с вольфрамово-галогенным циклом (1959 год). Можно ляемый временем, в течение которого вероятность отказа сказать, что к настоящему времени технические параметры ламп не превышает установленного значения. Например, для ламп накаливания близки к теоретическим пределам, и ожиотечественных люминесцентных ламп типа ЛБ8-6 установлен дать какого-либо существенного прорыва здесь не приходитгарантированный срок службы 5000 часов при вероятности ся. В последние годы правительства ряда стран, в том числе безотказной работы лампы в течение этого срока не ниже 0,95. и  России, приняли постановления о  постепенном запрете Кроме срока службы, к эксплуатационным параметрам производства и продажи ламп накаливания из-за их низкой относятся: устойчивость к внешним климатическим фак- энергоэффективности. Но несмотря на это сегодня в мире торам (температура, давление и влажность окружающего ежегодно производится более 5 миллиардов ламп накаливоздуха); устойчивость к  механическим воздействиям вания примерно 5000 типоразмеров – значительно больше, (удары, вибрации, линейные ускорения, звук); устойчивость чем всех газоразрядных источников света вместе взятых.

Следует сказать, что в иностранных каталогах источни- ламп накаливания, параметры которых значительно хуже, ков света крайне редко указывается срок службы и практи- чем у лучших разрядных и светодиодных ламп? Например, чески никогда не указывается устойчивость к механическим световая отдача обычных осветительных ламп не превывоздействиям. У ламп накаливания общего назначения шает 15 лм/Вт при сроке службы 1000 часов, в то время зарубежного производства реальный средний срок службы как световая отдача последних разработок линейных люмисовпадает с требованиями ГОСТ 2239 (1000 часов); полезный несцентных ламп превысила 100 лм/Вт при сроке службы вило, выше, чем у российских (15 000 часов вместо 12 000) Главными причинами этого, безусловно, являются относительная дешевизна ламп и простота их конструкции и относится он к спаду светового потока не на 40, а на 30%.

4.2. Тепловые источники света как для всех без исключения разрядных ламп и светодиоК тепловым источникам света относятся все лампы накали- дов – они просто ввинчиваются или вставляются в патроны За 140 лет со времени появления первой лампы А. Н. Ло- К другим важным достоинствам ламп накаливания дыгина с телом накала в виде угольного стержня лампы развития: снабжение ламп резьбовым цоколем (Эдисон, 1879 год); использование вольфрама для тела накала устанавливается сразу же после подачи на них напряжения;

практическая независимость параметров от температуры цветопередачу (как было сказано выше, общий индекс Основные недостатки ламп накаливания: низкая световая отдача; относительно небольшой срок службы; сильная зависимость световых и эксплуатационных параметров от колебаний сетевого напряжения; большая доля теплового излучения в спектре ламп; большие броски тока в момент где max  – длина волны в  области максимума излучения Чем же обусловлены эти достоинства и недостатки? Т – температура тела в кельвинах.

Свет ламп накаливания создается за счет нагрева до вы- Из этих трех моментов следует – чем выше температура сокой температуры тела накала протекающим через него тела, тем интенсивнее, то есть ярче оно светит.

электрическим током. Законы теплового излучения очень Видимый диапазон длин волн – от 380 до 760 нм (0,38– сложны и исследовались несколькими поколениями физи- 0,76 мкм). Очевидно, что для наибольшей эффективности изков на примере реально не существующего «абсолютно чер- лучения его максимум должен лежать внутри видимой части ного тела» как наиболее простого излучателя. Значительный спектра. Из приведенной выше формулы легко можно найти, вклад в их изучение сделал немецкий физик Макс Планк, что это получается при температурах от 3800 до 7200  К.

именно на основе законов теплового излучения создавший Но на Земле нет металлов, которые оставались бы твердыми совершенно новую науку – квантовую физику. Не вдаваясь при столь высоких температурах: температура плавления в подробности открытых Планком законов, отметим момен- самого тугоплавкого металла – вольфрама – около 3600 К.

ты, необходимые для понимания особенности работы ламп 1. Интенсивность излучения любого нагретого тела пропор- теоретический предел световой отдачи, которую могли бы циональна четвертой степени его температуры. иметь лампы накаливания при полном отсутствии потерь 2. Спектр теплового излучения – сплошной и имеет вид, и «жидком» теле накала.

3. Положение максимума интенсивности излучения од- металл, нити накала всех современных ламп накаливания нозначно определяется температурой нагретого тела делают только из него. При этом очевидно: чем выше теми связано с ней простым соотношением: пература тела накала, тем более эффективной будет лампа, вольфрам, даже не переходя в расплавленное состояние, происходит довольно часто, срок службы ламп снижается ламп и параметры тела накала (его длина и диаметр) все- Следует также отметить, что удельное сопротивление гда выбираются в  результате компромисса между двумя вольфрама, как и всех чистых металлов, растет с темпежеланиями – увеличить эффективность (световую отдачу), ратурой и при 2500–3200 К отличается от значений при и обеспечить требуемый срок службы. Из-за этого компро- комнатной температуре в 12–20 раз. Это вызывает резкие мисса лампы накаливания работают фактически на пределе броски тока при включении  – в  момент включения ток На рис. 10 показана зависимость основных параметров такой бросок недолго – всего 0,1–0,2 секунды, но создает ламп от колебания напряжения относительно номиналь- большие нагрузки на электрические сети. Именно из-за ного. Из рисунка видно, что, повышая световую отдачу на таких бросков тока выход ламп из строя почти всегда несколько процентов за счет повышения напряжения, мы происходит в момент включения.

проигрываем в  сроке службы гораздо больше. В  первом На рис. 11 показано устройство лампы накаливания. Хотя приближении можно считать, что при увеличении напря- существует великое множество конструктивных исполнений жения на лампе на 1% ток через лампу увеличится на 0,5%, ламп, принцип устройства их одинаков и хорошо виден на мощность – на 1,5%, световой поток – на 4,7%, световая от- приведенном рисунке.

дача – на 3,1%, а срок службы снизится на 13%! Всего при «Сердцем» всех ламп служит тело накала 1. Тело накапятипроцентном повышении напряжения, что в наших сетях ла – это тонкая проволока из вольфрама. При прохождении мощных ламп после тщательной откачки наполняют и держатели вмонтированы в стеклянную трубочку, называемую тарелкой. На месте спая горловины колбы с тарелинертным газом 3. Такое наполнение значительно снижает скорость испарения вольфрама, причем этот эффект кой с помощью специальной мастики крепится цоколь 6.

проявляется тем сильнее, чем тяжелее наполняющий газ. У обычных осветительных ламп цоколь делается резьбовым Лампы с колбой, наполненной инертным газом, называются с  наружным диаметром 14, 27 или 40  мм и  специальной неон, аргон, криптон, ксенон и радон) для наполнения колб цоколя припаян один из электродов лампы, другой электрод ламп накаливания используются три – аргон, криптон и ксе- припаян к центральному контакту цоколя (7 на рис. 9).

нон, которые добываются из воздуха. Более 95% всех газо- Для обеспечения герметичности ламп электроды обычно полных ламп наполняется аргоном, а точнее – техническим делаются из трех звеньев – внутреннего (никель), наружного аргоном (86% аргона и 14% азота), до давления 600–650 мм (медь) и  промежуточного, герметично впаянного в  расРис. 11.

Устройство ламп накаливания наполнением, и только кварцевые галогенные лампы на- ственное – промежуточное – звено электродов чаще всего испарения вольфрама, но увеличивает тепловые потери Сложность структуры промежуточных звеньев электродов от тела накала, и поэтому требует подвода к лампе допол- обусловлена необходимостью обеспечения герметичности нительной мощности для того, чтобы нагреть тело накала в широком диапазоне температур и несовпадением теплодо такой же температуры, которая была бы при отсутствии вых коэффициентов расширения стекла и металлов.

таких потерь. Количество тепла, отводимого через газ, прямо пропорционально длине тела накала. Для сокращения а в некоторых типах ламп (особенно с криптоновым наполцоколи ламп Естественно, что тело накала в колбе должно быть закреплено, и  к  нему необходимо подвести электрический рис. 11), которые чаще всего делаются из никеля. Электроды В последнее время очень большое распространение получили малогабаритные зеркальные лампы. От обычных поддерживающих тело накала. Дополнительно тело на- осветительных ламп они отличаются только формой колбы, кала поддерживается еще специальными крючками или на часть которой нанесено отражающее (алюминиевое) покрытие. Особенно широко такие лампы используются температура тела накала должна быть не ниже 1600 °С, в  так называемых точечных поворотных и  неповоротных а  температура стенок колбы  – не ниже 300, а  лучше светильниках, встраиваемых в подвесные потолки. всего 500–600 °С. Первое условие в лампах накаливания Несколько иначе устроены галогенные лампы на- выполняется всегда, так как даже в  самых маломощкаливания, хотя все основные элементы обычных ламп ных лампах температура тела накала не ниже 1700  °С.

присутствуют и здесь. В этих лампах, появившихся в сен- Для выполнения второго условия ученым и  инженерам тябре 1959 года в США и почти одновременно в СССР, для пришлось найти принципиально новые конструкторские уменьшения испарения вольфрама и осветления стенок и технологические решения.

колбы используется вольфрамово-галогенный цикл. Прежде всего, пришлось значительно уменьшить габаВ состав наполняющего газа вводится небольшое коли- риты ламп. Первые галогенные лампы имели форму цилинчество галогенов  – элементов седьмой группы таблицы дра с наружным диаметром 12 мм и длиной, зависящей от Менделеева. К этим элементам относятся фтор, хлор, бром мощности лампы (рис. 12). Тело накала было сделано в виде и йод. В первые годы после изобретения использовались спирали, расположенной строго по оси лампы.

только соединения йода, поэтому все галогенные лампы накаливания в популярной литературе до сих пор часто более технологичные соединения брома – бромистый менакаливания тан СН2Вr2 и бромистый метилен СН3Вr. При температурах эти вещества образуют с вольфрамом летучие соединения, которые при температуре выше 1600 °С разлагаются на вольфрам и галоген. Получается замкнутый цикл: на стенках колбы, куда оседают атомы вольфрама, происходит их взаимодействие с галогенами с образованием летучих соединений, при попадании которых на горячую спираль с температурой выше 1600 °С они разлагаются на вольфрам и галоген. Вольфрам остается на теле накала, а галоген Так как лампа работает при температуре колбы 500– снова входит в состав наполняющего газа, чтобы на стенках 600  °С, а  иногда и  выше, пришлось заменить материал вновь соединиться с осевшими там атомами вольфрама. колбы  – вместо стекла колбы галогенных ламп делают Благодаря такому циклу, происходит очищение стенок колбы от вольфрама и частичное возвращение вольфрама позволили использовать для наполнения самый тяжелый Из сказанного ясно, что для осуществления вольф- которого в холодной лампе составляет 5–7, а в работаюрамовогалогенного цикла необходимы два условия: щей – 10–12 атмосфер.

Очищение колбы за счет вольфрамово-галогенного цикла и  наполнение колбы тяжелым ксеноном под большим давлением позволили значительно повысить температуру тела накала и, тем самым, световую отдачу Если у нормальных осветительных ламп мощностью 500 Вт на напряжение 220 В световая отдача равна 15 лм/Вт при линейной конструкции, разработаны и изготавливаются компактные или малогабаритные лампы. Высокая температура на колбах галогенных ламп заставила отказаться от использования привычных резьбовых цоколей. Линейные лампы цоколюются с двух сторон специальными торцевыми цоколями R7s, выдерживающими высокие температу- Малые габариты светящего тела галогенных ламп позворы. Лампы вставляются в патроны, изготовленные чаще ляют формировать различные световые пучки с помощью всего из керамики. Некоторыми иностранными фирмами отражателей достаточно малых размеров. Благодаря этому, вакуумную колбу с резьбовым цоколем. В малогабаритных лампах, как правило, в качестве цоколя используется сама Отражатель в  таких лампах жестко соединен с  колбой колба с жестко фиксированными выводами из вольфра- спе-циальной высокотемпературной мастикой. Цоколь у них мовой проволоки (рис. 13а). Автомобильные и самолетные физически также отсутствует, элементами электрического галогенные лампы делаются со специальными цоколями. соединения служат жесткие выводы ламп. Обозначения Несмотря на физическое отсутствие какого-либо цоко- в каталогах «цоколь типа GU…, G…» показывают расстояля у малогабаритных ламп, в каталогах и другой техниче- ния между ножками и некоторые отличительные признаки ской документации такое оформление внешних выводов горловины отражателя (наличие или отсутствие «скоса» – обозначают расстояния между выводами в мм (например, Зеркальные галогенные лампы изготавливаются с отраG 6,35). Линейные галогенные лампы накаливания выпус- жателями диаметром 35, 51 или 63 мм. Отражатель может каются на номинальное напряжение 127 или 220 В  (за быть алюминиевым или стеклянным. Основными параметрубежом – 230 В), малогабаритные – в основном на низкое рами таких ламп являются осевая сила света и угол рассенапряжение (6,3; 12; 24 и 27 В). яния, то есть угол, на границах которого сила света равна половине осевой. Наиболее типичные углы рассеяния – 8, Особый интерес представляют лампы со стеклянным значительно сокращается. Малогабаритные галогенные интерференционным отражателем, в популярной и реклам- лампы могут работать в любом положении.

ной литературе называемые «лампами холодного света». Наконец, следует сказать, что галогенные лампы накалиОтражатель в таких лампах хорошо отражает видимый свет вания значительно (в 10 и более раз) дороже обычных, так и также хорошо пропускает инфракрасное (тепловое) из- как в них используются более дорогие материалы (кварц, лучение. Поскольку доля теплового излучения составляет ксенон) и, кроме того, технология их изготовления гораздо около 90% от мощности ламп, то при больших углах охвата сложнее и требует исключительно высокой культуры произколичества тепла в световом пучке такой лампы действи- водства. Поэтому применять кварцевые галогенные лампы тельно значительно меньше, чем у ламп с металлическим следует только там, где это действительно необходимо, или стеклянным алюминированным отражателем. Однако несмотря на то, что их параметры значительно превосходят при использовании таких ламп не следует забывать о том, параметры обычных ламп.

чение никуда не исчезает и при установке ламп «холодного света» в небольшие по размерам светильники может нагревать их до недопустимо высоких температур. функции источника света и светильника. Как правило, лампы В связи с развернувшимися во всем мире кампаниями типа PAR предназначены для работы на напряжении 220 В, за снижение энергопотребления правительствами ряда снабжены цоколем Е27 и могут вкручиваться в обычные пастран (Англии, Австралии, Китая, Кубы и некоторых штатов троны. Внутренний отражатель формирует требуемую кривую США) приняты решения о постепенном изъятии из обраще- силы света, поэтому применение какой-либо внешней оптики ния ламп накаливания общего назначения. Надо сказать, не требуется. Параметры таких ламп уступают параметрам что эти постановления принимались часто поспешно, под малогабаритных ламп с отражателем, но, поскольку они могут сильным нажимом «зеленых», так как никакой равноценной включаться прямо в сеть 220 В без понижающего трансфорзамены лампам накаливания не предлагалось. По послед- матора, то спрос на них достаточно велик. Основная область ним сведениям из Интернета, в некоторых странах начали применения зеркальных ламп в  колбах из прессованного отменять или смягчать «антиламповые» законы. В других стекла – акцентирующее освещение витрин и торговых залов.

странах производители ламп накаливания ищут пути об- Значительно раньше ламп PAR появились автомобильные хода принятых постановлений: вместо запрещенных ламп мощностью 100 Вт стали выпускать лампы мощностью 95 Вт источников света и осветительных приборов. Лампы-фары или те же самые лампы под названием «тепловые шарики». изготавливаются в колбах из прессованного стекла с отражаНеобходимо иметь в виду, что из-за специфики физико- телем на наружной стороне колбы. Эти лампы предназначены химических процессов большинство линейных галогенных для работы на низком напряжении (12 или 27 В) и снабжены ламп может работать только в горизонтальном положении специальными цоколями.

Таблица 14.

Параметры линейтепловых? Если в тепловых источниках свет образуется за ных кварцевых света, есть два принципиальнейших момента, объединяющих все эти источники в одну группу. Расскажем об этих напряжение на каком-либо устройстве, через которое протекает электрический ток, равно произведению тока на электрическое сопротивление этого устройства. Значит, с ростом тока будет расти и напряжение на этом устройстве.

Этому закону подчиняются все электрические приборы – лампы накаливания, электромоторы, электрические печи устройств, напряжение на разрядном промежутке с ростом от тока на разрядном промежутке. Такая зависимость на- которое соответствует «точке перегиба». Это напряжение зывается вольтамперной характеристикой. Кроме «падаю- называется «напряжением возникновения разряда» или щего» характера зависимости напряжения от тока, на этом чаще «напряжением зажигания». Напряжение на лампе рисунке видна еще одна особенность электрического разряда в газах: наличие некой «точки перегиба», после которой Падающий характер вольтамперной характеристики характеристика получает «падающий» вид. Прямая линия, означает, что если мы каким-либо образом не ограничим параллельная оси Х на рис. 20 – это напряжение электриче- ток разряда, то он будет увеличиваться до тех пор, пока ской сети, питающей разряд, например, привычные для нас прибор не выйдет из строя. Это свойство, а также наличие 220 В. Мы видим, что «точка перегиба» лежит выше напря- напряжения зажигания, большего, чем напряжение сети, жения сети. Величина напряжения в этой точке зависит от и являются теми самыми двумя определяющими факторами, очень многих факторов: расстояния между электродами; которыми электрический разряд в газах или парах металлов рода и давления газа, в котором происходит разряд; темпе- отличается от всех остальных потребителей электрической ратуры, материала и формы электродов; наличия внешних энергии. Из-за этих факторов разрядные источники света ионизирующих излучений (радиоактивного, космического, не могут включаться в электрическую сеть непосредственрентгеновского и т.п.) и многого другого. но, как это мы видели на примере ламп накаливания. Для Во время горения лампы напряжение на ней значитель- включения любого разрядного источника света необходимы дополнительные устройства, которые выполняют две но ниже сетевого. Но для того, чтобы разряд возник, к элекобязательных функции: обеспечивают подачу напряжения тродам должно быть приложено напряжение не ниже того, распространенные типы разрядных источников света.

Люминесцентные лампы – второй в мире по распростра- Как и  в  лампах накаливания, из колб люминесцентных и в Китае) они занимают даже первое место, обогнав лампы впаянный в одну из ножек. После откачки объем колбы накаливания. Ежегодно в мире производится более двух типа были показаны американской фирмой General Electric сплава ртути с висмутом, индием и другими металлами. На на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1938 году. За 70 лет биспиральные или триспиральные электроды ламп всегда существования они прочно вошли в нашу жизнь, и сейчас уже трудно представить какой-нибудь крупный магазин окислов бария, стронция, кальция, иногда с  небольшой или офис без светильников с люминесцентными лампами. добавкой тория.

Люминесцентная лампа  – это типичный разрядный Если к  лампе приложено напряжение большее, чем источник света низкого давления, в котором разряд про- напряжение зажигания, то в ней между электродами возисходит в смеси паров ртути и инертного газа, чаще все- никает электрический разряд, ток которого обязательно го – аргона. Устройство лампы показано на рис. 15. Колба ограничивается какими-либо внешними элементами. Хотя лампы – это всегда цилиндр 1 из стекла с наружным диа- колба наполнена инертным газом, в ней всегда присутствуют пары ртути, количество (парциальное давление) которых фигуры. В торцевые концы цилиндра герметично впаяны стеклянные ножки 2, на которых с внутренней стороны ртути возбуждаются и ионизируются гораздо легче, чем смонтированы электроды 3. Электроды по конструкции атомы газа, ток через лампу и ее свечение определяются подобны биспиральному телу накала ламп накаливания преимущественно ртутью.

и также делаются из вольфрамовой проволоки. В некото- В ртутных разрядах низкого давления доля видимого рых типах ламп электроды сделаны в виде триспирали, излучения не превышает 2% от мощности разряда, а свето есть спирали из биспирали. С наружной стороны элек- товая отдача ртутного разряда – всего 5–7 лм/Вт. Но более троды подпаяны к штырькам 4 цоколя 5. В прямых лампах половины мощности, выделяемой в разряде, превращается используется только два типа цоколей – G5 и G13 (цифры 5 в невидимое ультрафиолетовое излучение с длинами волн и 13 указывают расстояние между штырьками в мм). 254 и 185 нм. Как было сказано в разделе 1, чем короче кванты этого излучения. С помощью специальных веществ, называемых люминофорами, можно превратить одно излучение в другое, причем, по закону сохранения энергии, «новое» излучение может быть только «менее энергичным», излучение с  помощью люминофоров можно превратить в видимое, а видимое в ультрафиолетовое – нельзя.

Вся цилиндрическая часть колбы с  внутренней стороны покрыта тонким слоем именно такого люминофора 9, который и  превращает ультрафиолетовое излучение чем при использовании галофосфата кальция, при одновреатомов ртути в  видимое. В  большинстве современных менном увеличении световой отдачи. Однако новые люми- Рис. 17. Спектры люминесцентных ламп в  качестве люминофора ис- нофоры гораздо дороже старых, так как в них используются излучения люминесцентных ламп пользуется галофосфат кальция с  добавками сурьмы соединения редкоземельных элементов – европия, церия и марганца (как говорят специалисты, «активированный и  тербия. Поэтому в  большинстве люминесцентных ламп люминофорами сурьмой и  марганцем»). При облучении такого люмино- попрежнему применяются люминофоры на основе галофосхолодно-белого титься белым светом разных оттенков. Спектр излучения с тремя узкополосными люминофорами показаны на рис. 17. цвета наличием сурьмы, второй  – марганца. Меняя соотношение этих веществ (активаторов), можно получить белый свет разных цветовых оттенков – от теплого до дневного.

Так как люминофоры превращают в видимый свет более определяет светотехнические параметры ламп.

с одним люминофором, а с тремя, имеющими максимумы излучения в  синей, зеленой и  красной областях спектра (450, 540 и 610 нм). Эти люминофоры были созданы первоначально для кинескопов цветного телевидения, где с их Электроды в люминесцентных лампах выполняют функции помощью удалось получить вполне приемлемое воспроиз- источников и  приемников электронов и  ионов, за счет ведение цветов. Комбинация трех люминофоров позволила которых и протекает электрический ток через разрядный и в лампах добиться значительно лучшей цветопередачи, промежуток. Для того чтобы электроны начали переходить с электродов в разрядный промежуток (как говорят, для к увеличению давления паров ртути и снижению световой начала термоэмиссии электронов), электроды должны отдачи ламп. Поэтому создатели ламп пытались уменьшить быть нагреты до температуры 1100–1200  °С. При такой их габариты за счет изменения формы – длинную цилинтемпературе вольфрам светится очень слабым вишневым дрическую колбу сгибали пополам (U-образные лампы) или цветом, испарение его очень мало. Но для увеличения в кольцо (кольцевые лампы). В СССР уже в 50-е годы делали количества вылетающих электронов на электроды нано- U-образные лампы мощностью 30 ватт в трубках диаметром сится слой активирующего вещества, которое значительно 26 мм и мощностью 8 ватт в трубках диаметром 14 мм.

менее термостойко, чем вольфрам, и при работе этот слой Однако кардинально решить проблему уменьшения постепенно распыляется с электродов и оседает на стенках габаритов ламп удалось только в 80-е годы, когда начали колбы. Обычно именно процесс распыления активирую- использовать редкоземельные люминофоры, допускающие щего покрытия электродов определяет срок службы ламп. большие электрические нагрузки, что позволило значительно Для достижения наибольшей эффективности разряда, уменьшить диаметр колб. Колбы стали делать из стеклянных то есть для наибольшего выхода ультрафиолетового из- трубок с наружным диаметром 12 мм и многократно изгибать лучения ртути, необходимо поддерживать определенную их, сокращая тем самым общую длину ламп. Появились так температуру колбы или хотя бы отдельной точки ее (так называемые компактные люминесцентные лампы. По принназываемой холодной точки). Оптимальной является тем- ципу работы и внутреннему устройству компактные лампы не пература около 40 °С. Диаметр колбы выбирается имен- отличаются от обычных линейных ламп.

но из этого требования. Во всех лампах обеспечивается Поиск компромисса между очевидными преимуществами примерно одинаковая плотность тока  – величина тока, люминесцентных ламп перед лампами накаливания и консерделенная на площадь сечения колбы. Поэтому лампы ватизмом наших привычек привел в начале 80-х годов минувразной мощности в колбах одного диаметра, как правило, шего века к появлению таких люминесцентных ламп, которые работают при равных номинальных токах. Падение напря- могли бы вкручиваться в обыкновенные патроны как лампы жения на лампе прямо пропорционально ее длине. А так накаливания. Ограничитель тока и зажигающее устройство как мощность равна произведению тока на напряжение, в  таких лампах размещались в  специальном «адаптере»

то при одинаковом диаметре колб и мощность ламп прямо с цоколем Е27, а колба лампы многократно изгибалась для пропорциональна их длине. У самых массовых ламп мощ- максимального уменьшения габаритов и покрывалась сверху ностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм, у ламп мощностью декоративным колпаком, обеспечивающим также и защиту 18 (20) Вт – 604 мм, у ламп мощностью 58 Вт – 1514 мм. ламп от поломок при установке в патрон. Такие лампы мощБольшая длина ламп создает неудобства при констру- ностью 13 и 18 Вт выпускались крупнейшими фирмами Osram ировании светильников, и  это постоянно заставляло и Philips, а некоторыми фирмами выпускаются и до сих пор, разработчиков ламп искать пути ее уменьшения. Простое но широкого распространения не получили: масса их была уменьшение длины и  достижение нужных мощностей за около 400 граммов, что практически исключало возможность счет увеличения тока разряда нерационально, так как их применения в настольных, настенных и подвесных многопри этом увеличивается температура колбы, что приводит ламповых светильниках.

Положение коренным образом изменилось с появлением электронных аппаратов включения и  компактных люминесцентных ламп. Массу и габариты ламп удалось уменьшить настолько, что люминесцентные лампы с электронными аппаратами и резьбовыми цоколями Е27 и Е стали полноценной заменой ламп накаливания даже без изменения конструкции светильников. Сейчас в мире ежегодно выпускается более полутора миллиардов таких ламп, и производство их непрерывно растет, особенно в Китае и  странах Юго-Восточной Азии. Постоянно расширяется и номенклатура ламп. Диапазон мощностей современных компактных люминесцентных ламп, объединенных («интегрированных») с электронными аппаратами и оснащенных с различной цветностью излучения, разной конфигурации, с  декоративными внешними колбами, с  отражателями и другие (рис. 18). Срок службы КЛЛ – 8000–12 000 часов;



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 
Похожие работы:

«№ 4 (25) АПРЕЛЬ 2010 Тема номера: 1 • ЛУЧШЕЕ В ГАТЧИНЕ № 4 (25) • АПРЕЛЬ 2010 2 • ЛУЧШЕЕ В ГАТЧИНЕ № 4 (25) • АПРЕЛЬ 2010 3 • ЛУЧШЕЕ В ГАТЧИНЕ № 4 (25) • АПРЕЛЬ 2010 4 • ЛУЧШЕЕ В ГАТЧИНЕ № 4 (25) • АПРЕЛЬ 2010 СОДЕРЖАНИЕ 5 ЛУЧШЕЕ В ГАТЧИНЕ............. 6-7 ТОВАРЫ И УСЛУГИ............ 28-56 Мичман крейсера Молотов Фёдор Рябцев: Автосервис. Автомагазины. Если бы удалось прожить жизнь ещё раз, Автострахование. Автошкола....... 28-30 я бы хотел, чтобы она...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ Северский технологический институт – филиал НИЯУ МИФИ СТИ НИЯУ МИФИ Информационный бюллетень новых поступлений (сентябрь) Северск 2012 1 Содержание Наука в целом. Науковедение. Организация умственного труда Изучение проблемы организации: методология, анализ, синтез, классификация и таксономия, систематизация в целом Стандартизация...»

«О. И. Григорьева Н. В. Беляева БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА Практикум Санкт-Петербург 2009 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ им. С.М. Кирова О. И. Григорьева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Н. В. Беляева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА Практикум для подготовки дипломированных...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова КАФЕДРА ГУМАНИТАРНЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс для студентов направлений бакалавриата 220200 Автоматизация и управление и 280200 Защита окружающей среды всех форм...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА ФИЛОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ЯЗЫК СОЗНАНИЕ КОММУНИКАЦИЯ Выпуск 32 Москва 2006 ББК 81 Я410 Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета филологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Рецензенты: д.п.н., проф. Ю.Е. Прохоров д.ф.н., проф. Ю.А. Сорокин Электронная версия сборника, изданного в 2006 году. В электронной версии исправлены замеченные опечатки. Расположение текста на некоторых страницах электронной версии по...»

«A/AC.105/C.1/L.288 Организация Объединенных Наций Генеральная Ассамблея Distr.: Limited 4 December 2006 Russian Original: English/Spanish Комитет по использованию космического пространства в мирных целях Научно–технический подкомитет Сорок четвертая сессия Вена, 12-23 февраля 2007 года Пункт 11 предварительной повестки дня* Проведение в 2007 году Международного гелиофизического года Доклады о национальных и региональных мероприятиях, имеющих отношение к проведению в 2007 году Международного...»

«О 1/ Mr Grnr ai a e nd t A A IS H H! NI TG Set A en FW H8r a cn mia. Irni. 1 F n n i c S n co.7 e d f c cs 9 m i rn / c aa. Мартин Гарднер ЕСТЬ ИДЕЯ! Перевод с английского Ю. А. ДАНИЛОВА МОСКВА МИР 1982 ББК 22.1 Г 20 УДК 51-8 Гарднер М. 20 Есть идея!: Пер. с англ./Перевод Данилова Ю. А. — М. : Мир, 1982.—305 с, ил. Книга известного американского популяризатора науки Map* тниа Гарднера, посвященная поиску удачных идей для решений задач из области комбинаторики, геометрии, логики, теории...»

«Бюллетени новых поступлений – Июль 2013 г. 1 А 17 Аткиссон Алан. А 923 Как устойчивое развитие может изменить мир: пер. с англ. / Аткиссон Алан; под ред. Н.П. Тарасовой. - Москва: БИНОМ.Лаборатория знаний, 2012. - 455с. - Парал. тит. л. - ISBN 978-5-9963-0736-4 (в пер.) : 369-60р. 2 Б Родионов Борис Устинович. Р 605 Наперегонки со смертью / Родионов Борис Устинович. - Москва: БИНОМ.Лаборатория знаний, 2012. - 272с.: ил. - ISBN 978-5-9963-0564-3 (в пер.) : 224р. 3 В1 Штейнгауз Гуго Дионисий. Ш...»

«УДК 33 ББК 65.5 Т 26 Профессиональное инвестирование обычно сводится к вопросу нахождения хорошей стоимости по низкой цене. Вы можете, например, купить стоимость, подождать, когда ее цена повысится, затем продать ее и получить свою прибыль. Цены финансовых инструментов все время меняются, и хотя они стремятся приблизиться к стоимости, если отклонялись от нее на какое-то время, они также перемещаются вследствие других причин. Эта книга посвящена как раз таким некоторым другим причинам. Она о...»

«APT3100S Графический промышленный терминал Руководство по эксплуатации Версия 1.00 APT3100S AMiT, spol. s r.o. не берет на себя никаких обязательств, по поводу содержания этой публикации и оставляет за собой право изменять содержание документации без обязательства уведомлять о данном изменении какие-либо лица или организации. Данную документацию можно копировать и распространять при соблюдении следующих условий: 1. Весь текст должен быть скопирован без исправлений, включая все страницы. 2. Все...»

«99 Глава 6 Учеты птиц и мониторинг Более детальное понимание роли, которую играют дикие птицы в экологии болезней диких животных, требует специального изучения тех видов, которые вероятнее всего могут служить резервуарами, носителями или распространителями заболеваний. Исследования популяций диких птиц в этом ключе обычно проводятся в трех направлениях: инвентаризация фауны и мониторинг численности, выяснение особенностей перемещений в пространстве и изучение поведения. На начальных этапах,...»

«LADA KALINA ВАЗ 11173 11183 11193 с двигателями 1,4i 1,6i УСТРОЙСТВО ОБСЛУЖИВАНИЕ ДИАГНОСТИКА РЕМОНТ ОК 005-93, т. 2; 953750 УДК 629.114.6.004.5 ББК 39.808 Л15 ООО Книжное издательство За рулeм Редакция Своими силами Главный редактор Алексей Ревин Зам. гл. редактора Виктор Леликов Ведущий редактор Юрий Кубышкин Редакторы Александр Кривицкий Александр Матвеев Фотограф Георгий Спиридонов Художник Александр Перфильев LADA KALINA ВАЗ-11173, -11183, -11193 с двигателями 1,4i; 1,6i. Устройство,...»

«Для служебного пользования 84 Экз..N! МОИСЕЕВ Владимир Васильевич УдК 678.762.2-134.622.2 678.762.2-134.532 547.563; 547.522.2 РАЗРАБОТКА МАЛООТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИИ J СИНТЕЗА ЭЛАСТОМЕРОВ И УЛУЧШЕНИЕ ИХ КАЧЕСТВА Диссертация на соискан11е ученой степени доктора техническJJХ наук ~Of'O ;II;OJ{.ЛЩtt' Химия высокомолекулярных соединений 02.00.06J МОСКВА~ г. t9S!I...»

«Сервис plus. 2013. № 4. (уникальный номер 342139) Экономика. Федулин А. А., Багдасарян В. Э. Сервис, как ключ к анализу причин мирового кризиса....4 Заернюк В. М. Развитие отечественного рынка платежных услуг: региональный аспект....11 Егорова Е. Н. Налоговые проверки и пути повышения эффективности и результативности контрольных мероприятий...18 Сульповар Л. Б., Богачева Т. В. Технологии консалтинга в деятельности посреднических фирм...25 Туризм и гостиничное хозяйство. Ананьев А. Н....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования Витебский государственный технологический университет ученых Валерий Степанович БАШМЕТОВ Библиография Витебск 2007 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования Витебский государственный технологический университет Библиотека БАШМЕТОВ ВАЛЕРИЙ СТЕПАНОВИЧ доктор технических наук, профессор (к 60-летию со дня рождения) Биобиблиографический указатель Витебск УДК 012 (Башметов) + 016 : ББК 91. Б Рецензент: Е....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ С.Г. Селетков СОИСКАТЕЛЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ Издание третье, переработанное и дополненное Ижевск 2002 1 УДК 378.245 (07) С 29 Р е ц е н з е н т ы : И.В. Абрамов, д-р техн. наук, проф.; В.С. Черепанов, д-р пед. наук, проф. Селетков С.Г. С 29 Соискателю ученой степени. – 3-е изд., перераб. и доп. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. – 192 с. ISBN 5–7526–0122–3 Издание содержит основные методологические установки...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный университет НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Е.В. Евглевская, О.В. Немцева, Т.В. Щербакова, Т.В. Лакиза, Л.А. Гончарова, Т.И. Полякова Информационно-библиографический поиск Учебное электронное издание для студентов высших учебных заведений Барнаул 2011 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1. Информационная культура: понятие и компоненты 1.1. Роль информационной культуры в современном обществе 1.2....»

«Утверждено приказом Комитета лесного хозяйства и лесной промышленности Новгородской области ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РЕГЛАМЕНТ ПАРФИНСКОГО ЛЕСНИЧЕСТВА НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 2011 г. 1 СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 11 1.1. Краткая характеристика 11 1.2. Виды разрешенного использования лесов 25 Глава 2. НОРМАТИВЫ, ПАРАМЕТРЫ И СРОКИ РАЗРЕШЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕСОВ 2.1. Нормативы, параметры и сроки разрешенного использования лесов при заготовке древесины 2.2. Нормативы, параметры и сроки...»

«Г. С. АЛЬТШУЛЛЕР ТВОРЧЕСТВО КАК ТОЧНАЯ НАУКА ТЕОРИЯ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ ББК 3281 А 58 УДК 608 Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. - М.: Сов. радио, 1979.- Кибернетика. Творчество изобретателей издавна связано с представлениями об озарении, случайных находках и прирожденных способностях. Однако современная научно-техническая революция вовлекла в техническое творчество миллионы людей и остро поставила проблему повышения эффективности творческого мышления. Появилась теория...»

«_ Курская областная научная библиотека им. Н.Н. Асеева отдел патентно-технической и сельскохозяйственной литературы _ Рекомендательный список Рекомендательный 2013 Курск 2013 65 Б 59 Составитель: Кугутина Н. И. Редактор: Крюгер О. А. Ответственный за выпуск: Рукавицына В.Ю. Бизнес с большим потенциалом [Текст]: рекомендательный список литературы / Курск. обл. науч. б-ка им. Н. Н. Асеева, Отд. патентно-технич. и с.-х. лит.; сост. Н. И. Кугутина, - Курск, 2012. - 21 с. Тема сельского хозяйства...»




 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.