Источники света характеризуются

Источники света характеризуются - напряжением; - мощностью; - световым потоком; - линейными размерами; - световой отдачей; - средним сроком службы; - спектральным составом излучения. • Лампы накаливания - источники света теплового излучения, дают непрерывный спектр излучения, более богатый желтыми и красными лучами по сравнению со спектром естественного дневного света. • Световая отдача ламп накаливания ≤ 18 лм/Вт. Срок службы ламп накаливания около 1000 часов. Лампы чувствительны к отклонениям напряжения от номинального значения

• Световая отдача – это отношение излучаемого лампой светового потока Fл к потребляемой электрической мощности W, лм/Вт: η = Fл / W. • При маркировке ламп накаливания используются следующие буквенные обозначения: Н – накаливания, В – вакуумные, Б – биспиральные, Г – газонаполненные, К – с криптоновым наполнением колбы, МО – местного освещения, З – с зеркальным отражающим слоем со стороны цоколя, Д – с диффузно отражающим слоем.

Люминесцентные лампы используют явление люминесценции, т. е. «холодное» свечение. • Лампа является газоразрядной ртутной лампой низкого давления. Имеет форму трубки, длина и диаметр которой зависят от типа и мощности лампы, внутренняя поверхность трубки покрыта слоем люминофора. • При зажигании лампы в парах ртути происходит превращение электрической энергии в энергию коротковолнового ультрафиолетового излучения с длиной волн 254 и 185 нм. Люминофор преобразует это излучение в видимый свет, спектр которого зависит от состава и способа приготовления люминофора. • Световая отдача составляет от 30 до 80 лм/Вт, что превышает световую отдачу ламп накаливания в 3— 4 раза. Срок службы равен 5000 часов и более. • Лампы менее чувствительны к колебаниям напряжения в сети, но характеризуются пульсирующим светом.

• Оптимальна для работы люминесцентных ламп температура окружающей среды от 18 до 25°С, при температуре менее 10°С они не зажигаются. • Маркировка люминесцентных ламп: Л – люминесцентные, Б – белого цвета, ХБ – холодно- белого цвета, ХЕ – холодно-естественного цвета, ТБ – тепло- белого цвета, Д – дневного цвета, ДЦ – дневного цвета с улучшенной цветопередачей.

• Люминесцентные лампы по спектру излучения характеризуются цветовой температурой, К. • Цветовая температура – это температура абсолютно черного тела, при нагревании которого спектр излучаемого им светового потока имеет близкое значение к спектру светового потока источника света. • 6500 К - голубоватый цвет свечения, близок к рассеянному дневному свету (ЛД); • 4800 К – холодно-белого свечения, промежуточный между ЛД и ЛБ • 3500 К - слегка желтоватый оттенок свечения (ЛБ); • 2850 К - свет своеобразного розовато-белого оттенка (ЛТБ – тепло-белый свет).

Лампы ДРЛ –дуговые ртутные люминесцентные высокого давления Характеристики: - высокая световая отдача (до 44 лм/Вт); - большой срок службы (3000 -5000 час); - благоприятный спектр (усиливается интенсивность зеленых и голубых тонов, но резко искажается цветопередача ряда других тонов); - надёжная работа при температуре окружающей среды от - 30 до + 40°С; - значительная (больше, чем у люминесцентных ламп) пульсация светового потока; - длительный период разгорания (около 7 минут); - чувствительность к колебаниям напряжения (стабильная работа ламп при снижении напряжения сети до 90% номинального); - необходимость применения пускорегулирующих аппаратов (ПРА).

Лампы ДРИ – газоразрядные ртутные лампы высокого давления с добавкой йодидов металлов • Лампы ДРИ называют также металло-галогенными лампами (МГЛ) или ртутно-галогенными. • Разработаны на базе ламп ДРЛ и конструктивно мало от них отличаются. • По сравнению с лампами ДРЛ они имеют высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт) и улучшенную цветность излучения • Спектр излучения ламп зависит от добавки того или другого йодида металлов-галогенов – натрия, таллия, индия и др. • Характеристики: - световая отдача (до 100 лм/Вт); - срок службы до 5000 час;

Ксеноновые лампы - • газоразрядные лампы, основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах (новый вид газоразрядных ламп) • Выпускаются лампы сверхвысокого (типа СВД) и высокого (ВД) давления большой мощности (от 2000 до 100 000 Вт), включаются в сеть переменного тока с напряжением 220— 380 В. • Яркость ксеноновых ламп достигает у ламп СВД — 1 000 кд/м 2 и более, у ламп ВД — до 20000— 50000 кд/м 2. • Ксеноновые лампы применяются преимущественно для наружного архитектурного освещения. • При создании в производственных помещениях высоких уровней освещенности (более 100 лк) возникает опасность ультрафиолетового облучения работников.

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД) работоспособны при температуре окружающей среды от - 60 до + 40°С. • Световая отдача ламп составляет 80— 125 лм/Вт. • Спектр излучения имеет выраженную желто-оранжевую составляющую, способствующую увеличению остроты зрения. • НЛВД используют для освещения больших открытых пространств, автострад, улиц и площадей. • Для разжигания ламп необходимы ПРА.

Недостатки разрядных ламп: • пульсации светового потока, • слепящее действие, • шум дросселей, • несколько сложная схема включения, возможность повторного зажигания ламп ДРЛ и ДРИ лишь после остывания (примерно через 10 мин) и др. • Излучаемый разрядными лампами световой поток изменяется одновременно с изменением силы тока в сети, люминофор, покрывающий стенку колбы лампы, обладает недостаточным послесвечением, то колебания светового потока таких ламп остаются значительными. В зависимости от типа и мощности глубина колебаний светового потока, например, люминесцентных ламп составляет от 33 до 67%, ламп ДРЛ – до 73%.

Выбор источников света • осуществляется с учетом комплекса факторов: характера работы, условия среды и размера помещения • Во всех возможных случаях для помещений необходимо предусматривать освещение газоразрядными лампами низкого и высокого давления и светодиодными. • Люминесцентные лампы (ЛЕ и ЛДЦ) следует в первую очередь применять при работах, связанных с необходимостью различения цвета • Лампы накаливания для освещения помещений могут применяться только в случаях технико-экономической нецелесообразности использования газоразрядных источников света. • Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе и галогенные.

Осветительные приборы (светильники) • состоят из источника света и арматуры. • Источником света служат различные лампы. • Арматура выполняет ряд функций: - перераспределяет в требуемом направлении светового потока лампы, - защищает глаза человека от чрезмерной яркости лампы, - предохраняет источник света от механических повреждений и загрязнения, - служит для подводки электрического питания и крепления лампы, - украшает помещение.

Основные характеристики светильников: - коэффициент полезного действия ηc = Fc / Fл , где Fc - световой поток светильника, Fл - световой поток лампы, помещенной в светильник; - защитный угол γ; - кривая силы света (КСС).

• Светораспределение светильников общего освещения и прожекторов характеризуется пространственной плотностью светового потока, то есть формой фотометрического тела светильника, и описывается кривыми силы света (КСС). • Под фотометрическим телом светильника понимают область пространства, ограниченную поверхностью, являющейся геометрическим местом концов радиусов- векторов, выходящих из светового центра светового прибора (СП) в соответствующем направлении и характеризующих силу света в данном направлении. • Световые приборы могут быть симметричные, фотометрическое тело которых имеет ось или плоскость симметрии, и несимметричные, фотометрическое тело которых является несимметричным. • У большинства светильников распределение силы света симметрично относительно вертикальной оси лампы или светильника.

Кривая силы света (КСС) - график зависимости силы света СП от меридиональных и экваториальных углов, получаемый сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью. Симметричные СП в зависимости от формы КСС < 0, 7 подразделяются на семь типов Тип кривой силы света Зона направлений Коэффициент формы Обозна- максимальной силы Наименование кривой силы света чение света К Концентрированна 0 -15° Не менее 3 я Г Глубокая 0 -30°; 180 -150° От 2 до 3 Д Косинусная 0 -35°; 180 -145° От 1, 3 до 2 Л Полуширокая 35 -55°; 145 -125° Не менее 1, 3 Ш Широкая 55 -85°; 125 -95° Не более 1, 3, при этом Imin 0, 7 Imax М Равномерная 0 -180° 1 С Синусная 70 -90°; 110 -90° Более 1, 3, при этом I о 0, 7 Imax

Кривые силы света для условной лампы со световым потоком 1000 лм • Для того чтобы иметь возможность сравнивать КСС световых приборов, оснащенных различными электрическими лампами, кривые строят для условной лампы или нескольких ламп, создающих световой поток, равный 1000 лм

• КСС для условной лампы со световым потоком 1000 лм позволяет определить силу света данного СП при оснащении его лампами различной мощности путем умножения значений силы света, найденных из КСС, на фактический световой поток лампы, установленной в СП • Иногда КСС строят в относительных единицах (% светоотдачи в данном направлении к максимальной светоотдаче) • Для описания светораспределения круглосимметричных СП достаточно одной меридиональной КСС, а для симметричных СП необходимо семейство меридиональных КСС для различных меридиональных плоскостей, число которых выбирают, исходя из формы фотометрического тела.

Освещение рабочего места может производиться прямым, рассеянным и отраженным светом:

• Светильники в зависимости от отношения светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, к его полному световому потоку подразделяются на 5 классов. • Под нижней полусферой понимают часть пространства, лежащего ниже горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр осветительного прибора. Класс светильников по светораспределению Доля светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, во Обозначен Наименование всем световом потоке ие светильника, % П прямого света свыше 80 Н преимущественно прямого света от 60 до 80 Р рассеянного света от 40 до 60 В преимущественно отраженного от 20 до 40 света О отраженного света до 20

Основные типы светильников • Светильники делятся на открытые, защищенные закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищённые, взрывозащищённые и взрывобезопасные • На рисунке: 1 – «Универсаль» ; 2 – «Глубокоизлучатель» ; 3 – «Люцетта» ; 4 – «Молочный шар» ; 5 – взрывобезопасный типа ВЗГ; 6 – типа ОД; 7 – типа ПВЛП

Условное обозначение светильников • 1 – буква, обозначающая источник света: • Н – накаливания общего назначения; • С – лампа-светильник (зеркальные или диффузные); • И – кварцевая ГЛН; • Л – прямые трубчатые ЛЛ; • Ф – фигурные ЛЛ; • Э – эритемные ЛЛ; • Р – ртутные типа ДРЛ; • Г – ртутные типа ДРИ, ДРИШ; • Ж – натриевые типа ДНа. Т; • Б – бактерицидные; • К – ксеноновые трубчатые;

2 – буква, обозначающая способ установки светильника: • С – подвесные; • П – потолочные; • В – встраиваемые; • Д – пристраиваемые; • Б – настенные; • Н – настольные, опорные; • Т – напольные, венчающие; • К – консольные, торцевые; • Р – ручные; • Г – головные

3 – буква, обозначающая основное назначение светильника: • П – для промышленных и производственных зданий; • О – для общественных зданий; • Б – для жилых (бытовых)помещений; • У – для наружного освещения; Р – для рудников и шахт; • Т – для кинематографических и телевизионных студий. 4 – число, обозначающее номер серии (от 01 до 99);

• 5 – обозначение числа ламп в светильнике, при этом для одноламповых ОП число не указывается и знак «X» не ставится, а мощность лампы указывается непосредственно после черточки; • 6 – число, обозначающее мощность ламп в ваттах; • 7 – число, обозначающее номер модификации ОП (от 001 до 999); • 8 – буквы и числа, обозначающие климатическое исполнение и категорию размещения ОП по ГОСТ 15150 -69. • Для осветительных приборов, рассчитанных на разные способы установки, в условном обозначении указывают основной способ установки

При проектировании осветительных установок различают пять категорий размещения светильников, учитывающих условия их эксплуатации Тип помещения Нормальные, пожароопасные класса П-IIа*(1) и жаркие*(2). Степень защиты не менее 1 Р 20 Пыльные*(3). Степень защиты не менее 5 Х, 1 Р 5 Х С химически активной средой*(4). Степень защиты не менее 1 Р 53 Пожароопасные классов П-1, П-II. Степень защиты не менее 5 Х (с ЛЛ), 1 Р 5 Х (с ГЛВД и ЛН) Взрывоопасные: класса В-1. Степень защиты не менее 1 Р 5 Х (взрывонепроницаемое) классов В-1 а, В- II. Степень защиты не менее 1 Р 5 Х (повышенной надежности против взрыва)

• Размещение светильников внутри помещений может быть равномерным по площади помещения или локализованным. При равномерном размещении светильники располагают правильными симметричными рядами, без учета планировки оборудования в производственном помещении • Выбор расстояния между светильниками зависит от распределения их силы света, высоты подвеса, строительных особенностей помещения, заданной освещенности и частично от расположения оборудования. • Для искусственного освещения производственных территорий железнодорожного транспорта (парки станций, открытые распределительные устройства тяговых подстанций, контейнерные площадки, склады сыпучих грузов и т. д. ) часто используют прожекторы. • Основными характеристиками прожектора являются КСС, угол рассеяния, коэффициент усиления и коэффициент полезного действия. Распределение светового потока прожекторов в большей части несимметричное.

Расчёт светотехнических установок искусственного освещения производственных помещений железнодорожного транспорта

• Целью светотехнического расчета является определение суммарной установочной мощности и мощности каждой лампы светотехнической установки. • Внутри помещения освещенность на рабочей поверхности определяется двумя составляющими: Е = Ер + Еро где Ер – освещенность, создаваемая световым потоком, падающим непосредственно на рабочую поверхность (прямая составляющая); Еро – освещенность, создаваемая отраженным от стен и потолка световым потоком (отраженная составляющая).

• Методы расчета по световому потоку основаны на расчете светового потока, падающего на освещенную поверхность. Применяются в следующих случаях: - при горизонтальном расположении поверхностей; - при равномерном распределении светового потока по условной рабочей поверхности (равномерное размещение светильников с соблюдением наивыгоднейшего отношения расстояния между ними к высоте подвеса). • Применяются два метода расчета по световому потоку: - метод коэффициента использования; - метод удельной мощности.

Расчет по методу коэффициента использования • Коэффициент использования светового потока – это отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к суммарному световому потоку источников света: где Fр – световой поток, падающий на расчетную плоскость, лм; Fл – световой поток одной лампы, лм; n – число ламп в помещении.

Коэффициент Uоу зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещениях, от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей, а также от отражающих свойств рабочей поверхности. • Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения , где A – длина помещения, м; B – ширина помещения, м; hп – расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м. • Для помещений практически неограниченной длины можно считать iп = B / hр.

• Световой поток, падающий на расчетную плоскость, определяют Fр = Uоу · n · Fл , лм. • Среднюю освещенность рабочей поверхности, равной по величине площади пола S помещения, определяют Еср = , лк. • С учетом коэффициентов запаса и поправки на минимальную освещенность минимальная горизонтальная освещенность , лк.

• Для определения требуемого светового потока каждой лампы при светотехническом расчете предыдущее уравнение приводят к виду , лм, где Ен – минимальная нормируемая освещенность рабочей поверхности, выбранная по нормам, лк; Кз – коэффициент запаса; Z – коэффициент, характеризующий неравномерность освещения, коэффициент поправки на минимальную освещенность Z = Eср / Eмин

Расчет по методу удельной мощности используют - в качестве проверочного расчета; - в качестве предварительного расчета; - для окончательного расчета в неответственных случаях. Удельной мощностью называют мощность осветительной установки, отнесенную к единице площади пола помещения (Вт/м 2): где Рл – мощность одной лампы, Вт; n – число ламп; S – площадь помещения, м 2.

Точечный метод расчета применяют во всех случаях, когда не применим метод коэффициента использования и в качестве проверочного при расчете освещенности отдельных участков рабочей поверхности. При выполнении этого расчета полагают, что источник света является точечным, если его размеры не превышают 0, 2 расстояния до освещаемой точки.

Порядок расчета - подсчитывается тангенс угла падения световых лучей: tg α = d / H ; - по найденному тангенсу определяют угол α и соs 3 α; - из кривой силы света светильника определяют по найденному углу α силу света Iα ; - по найденным значениям Iα , соs 3 α и заданной высоте H подвеса светильника над расчетной точкой подсчитывают освещенность в расчетной точке А по закону квадрата расстояния. • Освещенность горизонтальной плоскости, в которой лежит точка А, в точке А: Ег = , лк, где Kз – коэффициент запаса.

Освещенность вертикальной плоскости, в которой лежит точка А, в точке А: Ев = Ег Окончательно освещенность подсчитывается с учетом суммарного действия всех источников, коэффициента запаса Kз и коэффициента, учитывающего отраженную составляющую освещенности μ: