Онлайн учебник по охране труда
Глава 5. Освещение производственных помещений > 5.5. Характеристика источников света и светильников

Характеристика источников света и светильников

качестве источников света в современных осветительных установках используются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы.

В лампах накаливания свечение возникает при нагревании вольфрамовой нити накала до высокой температуры. Производятся различные типы ламп накаливания: вакуумные (НВ), газонаполненные (как правило, наполнителем является смесь аргона и азота), биспиральные (НБ), с криптоноксеноновым наполнением (НБК), зеркальные с диффузно отражающим слоем и др.

Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостатками их являются низкая световая отдача (от 7 до 22 лм/Вт) при большой яркости нити накала, высокая температура поверхности колбы лампы, низкий КПД (10-13%), ограниченный срок службы (от 1 до 2 тыс. ч). Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком окружающих предметов. Изменение напряжения в сети оказывает существенное влияние на срок службы и величину светового потока ламп накаливания (на каждые 5% изменения напряжения эти характеристики меняются на ±50% и ±1,5%соответственно). Лампы накаливания изготавливаются мощностью от 15 до 1500 Вт. В настоящее время многие страны принимают программы об отказе от ламп накаливания и переходе на другие энергосберегающие источники света. Например, конгресс США принял такое решение и с 2013г. лампы накаливания на территории страны не будут использоваться, что позволит сэкономить до 2/3 электроэнергии.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена, например йода, что позволяет повысить температуру накала нити и практически исключить испарение вольфрама. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 40 лм/Вт). Светильники с галогенными лампами дают яркий свет, обеспечивающий высокую цветопередачу.

Галогенные лампы накаливания с йодным циклом имеют лучший спектральный состав света и хорошие экономические характеристики и поэтому получают все большее распространение. Образующиеся при работе такой лампы пары вольфрама соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя ее распылению. В осветительных установках производственных зданий применяют лампы типа КГ 220-1000, КГ 220-1500, КГ 220-2000 мощностью до 2 кВт. Эти лампы отличаются большой стабильностью светового потока, который снижается к концу срока службы только на несколько процентов.

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрического разряда в парах и газах. На внутреннюю поверхность стеклянной трубки наносится тонкий слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давлений.

Люминесцентные лампы создают в помещениях искусственный свет, приближающийся по спектру к естественному, они более благоприятны для человека с гигиенической точки зрения.

Кроме того, такие лампы имеют высокую светоотдачу (до 110 лм/Вт), т.е. они  в  3-3,5  раза экономичнее ламп накаливания, и большой срок службы (до 14 000 ч). Свечение происходит со всей поверхности трубки, а, следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже, чем ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы делает лампу относительно пожаробезопасной.

Однако газоразрядные лампы имеют свои недостатки: пульсация светового потока, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различения – вместо одного предмета видны изображения нескольких, а также искажаются направление и скорость движения, что повышает вероятность производственного травматизма и делает невозможным выполнение некоторых производственных операций); дорогостоящая и относительно сложная схема включения лампы в сеть, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели, стартеры); значительная отраженная блескость; чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (оптимальная температура 20-25 °С, повышение и понижение температуры вызывает снижение светового потока); чувствительность к колебаниям напряжения в сети (снижение напряжения в сети на 10-15% резко снижает световой поток либо гасит лампу).

От газоразрядных ламп можно получить световой поток практически в любой части спектра. Это достигается соответствующим подбором люминофора и состава инертных газов и паров металлов, в атмосфере которых происходит разряд.

В зависимости от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов ламп с разным спектральным составом света: лампы белого света (ЛБ), дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), тепло-белого света (ЛТБ), холодного света (ЛХБ) и др. Лампы ЛХБ, ЛД и особенно ЛДЦ используются в случаях, когда выполняемая работа требует высокого уровня цветоразличения.

В настоящее время  широко применяются энергосберегающие флуоресцентные лампы (ЭФЛ), представляющие собой трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором и наполнена парами ртути  под низким давлением. В трубку с обоих концов впаяны электроды. При включении лампы в сеть в трубке образуется газовый разряд, генерирующий коротковолновое ультрафиолетовое излучение, при этом происходит возбуждение атомов люминофора, преобразующееся в видимое излучение.

В ТКП 45-2.04-153-2009 для производственных помещений рекомендуются следующие источники света (табл.5.1).

Таблица 5.1. Рекомендуемые источники света при системе общего освещения

Характеристика зрительной 

работы по требованиям к цветоразличению

Освещенность,

лк

Минимальный индекс цветопередачи источников света, Rа

Диапазон цветовойтемпературы 

источников света Тс°К

Примерные типы

 источников света

Контроль цвета с очень высокими требованиями к цветоразличению (контроль гото­вой продукции на швейных фабриках, тканей на текстиль­ных фабриках, сортировка ко­жи, подбор красок для цвет­ной печати и т. п.)

300 и более

90

5000–6000

ЛДЦ, ЛДЦ УФ (ЛХЕ)

Сопоставление цветов с высокими требованиями к цветоразличению (ткачество, швей­ное производство, цветная пе­чать и т. д.)

300 и более

85

3500–6000

ЛБЦТ, ЛДЦ, 

ЛДЦ УФ

Различение цветных объектов при невысоких требованиях к цветоразличению (сбор­карадиоаппаратуры, пря­де­ние, намотка проводов и т. п.)

500 и более

50

3500–6000

ЛБ (ЛХБ), МГЛ

300, 400

50

3500–5500

ЛБ (ЛХБ), МГЛ, 

НЛВД + МГЛ

150, 200

45

3000–4500

ЛБ (ЛХБ), НЛВД +  МГЛ, ДРЛ

Менее 150

40

2700–3500

ЛБ ДРЛ, НЛВД + + МГЛ (ЛН, КГ)

Требования к цветоразличению отсутствуют (механичес­кая обработка металлов, пласт­масс, сборка машин, инстру­ментов и т. п.)

500 и более

50

3500–6000

ЛБ (ЛХБ), МГЛ

300, 400

40

3500–5500

ЛБ (ЛХБ), МГЛ (ДРЛ),

НЛВД + МГЛ

150, 200

29

2600–4500

Менее 150

25

2400–3500

НЛВД + МГЛ, 

НЛВД + ДРЛ,
ЛБ (ДРЛ), НЛВД 
(ЛН, КГ)


Для освещения открытых пространств, территорий предприятий, улиц, высоких (более 6м) производственных помещений используются газоразрядные лампы высокого давления. К ним относятся дуговые ртутные люминесцентные лампы типа ДРЛ, галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с йодидами), ксеноновые лампы сверхвысокого давления ДКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые), натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые) и т.д. Эти лампы сосредоточивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Они выпускаются мощностью от 80 до 2000 Вт и могут эксплуатироваться при любой температуре окружающей среды. Их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания.

Недостатком ламп типа ДРЛ является длительность разгорания (3-7 мин) при их включении. Этот недостаток отсутствует у ламп ДКсТ и ДНаТ.

В последнее время все шире начинают использоваться светоизлучающие диоды для дежурной подсветки панелей приборов, пультов управления, полов в коридорах. Они не боятся ударов, бросков тока, характеризуются низким энергопотреблением, в 100 раз меньшим, чем у соответствующих ламп накаливания, высоким сроком службы (около 10 лет), пожаробезопасны.

Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором осветительных приборов, представляющих собой совокупность источников света и осветительной арматуры. Основное назначение последней заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для освещения направлениях, механическом креплении источников света и подводе к ним электроэнергии, а также защите ламп, оптических и электрических элементов от воздействия окружающей среды. Осветительная арматура предохраняет источники света от загрязнения и механических повреждений и изолирует их от внешней среды. Осветительный прибор ближнего действия называется светильником, а дальнего – прожектором.

Основными светотехническими характеристиками светильников являются КПД, защитный угол и кривая силы света.

Условные обозначения светильников состоят из букв и цифр, характеризующие источник света, способ установки, назначение и другие показатели (рис. 5.2).

Рис. 5.2  Условные обозначения светильников


Климатическое исполнение светильников обозначается следующими буквами и предельной рабочей температурой: У – умеренный (от +45 до -50), УХЛ – умеренный и холодный (от +45 до -60 в зависимости от категории размещения), О – общеклиматическое исполнение (от +55 до -60), ХЛ – холодный (от +45 до -60), В – климатическое исполнение для всех районов на суше и на море, кроме районов с очень холодным климатом (от +55 до -60).

Светильники подбираются в зависимости от климатического исполнения, категории размещения электрооборудования по ГОСТ 15150, степени защиты персонала и оборудования по ГОСТ 14254, температуры воздуха и других условий эксплуатации.

Наиболее важной характеристикой светильников является КПД – отношение фактического светового потока светильника к световому потоку находящейся в нем лампы. Осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником, но благодаря рациональному перераспределению света в необходимом направлении увеличивается освещенность на рабочих местах.

Светораспределение светильника и установленной в нем лампы в различных направлениях неодинаково, поэтому для его характеристики используют кривую силы света светильника. Она представляет собой кривую, образуемую концами радиус-векторов, длина каждого из которых в определенном масштабе численно равняется силе света в данном направлении. В паспорте светильников в обязательном порядке приводится кривая силы света. Класс светильников по светораспределению представлен в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Классификация светильников по светораспределению

Класс светильников по светораспределению

Доля светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, от светового потока светильника, %

Обозначение

Наименование

П

Прямого света

Свыше 80

Н

Преимущественно прямого света

60-80

Р

Рассеянного света

40-60

В

Преимущественно отраженного света

20-40

О

Отраженного света

Менее 20

 

Устранение слепящего действия источника света обеспечивается конструкцией светильника и характеризуется защитным углом (α) – углом между горизонталью и линией, касательной к светящемуся телу лампы и краю отражателя (рис. 5.3). Величина защитного угла определяет высоту подвеса светильников.

В зависимости от распределения светового потока в пространстве, светильники подразделяют на пять основных классов: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.


Светильники прямого света направляют не менее 80% светового потока в нижнюю полусферу. Наиболее распространенные светильники этой группы - «Универсаль», «Глубокоизлучатель» (зеркальный, эмалированный), «Широкоизлучатель», «Альфа» и др.

Светильники рассеянного света направляют в каждую полусферу от 40 до 60% светового потока. Они обеспечивают хорошую равномерность освещения при полном отсутствии теней; их устанавливают в помещениях со светлыми потолками и стенами (административных, конструкторских, читальных залах и др.). К этому классу относятся «Молочный шар», «Кольцевые» и др.

Светильники отраженного света посылают в верхнюю полусферу не менее 80% всего светового потока, обеспечивают мягкое освещение без резких теней. Их используют для освещения помещений общественного назначения. Как правило, для освещения производственных помещений они не используются.

По конструктивному исполнению светильники делятся на: открытые (лампа не отделена от внешней среды), защищенные (лампа отделена оболочкой, допускающей свободный проход воздуха), закрытые (оболочка защищает от проникновения внутрь крупной пыли), пыленепроницаемые (оболочка не допускает проникновения внутрь мелкодисперсной пыли), влагозащищенные, взрывозащищенные и взрывобезопасные.

К первым трем типам светильников относятся «Универсаль», УПМ-500, СХ-60, СХ-200, СХ-500 и др. – для химически активной окружающей среды; СПБ – пылебрызгозащитные;  ПУ-100, ПУ-200, ПВЛ-1, ПВЛ-6, ЛПП и др. – для сырых и пыльных помещений.

В настоящее время ОАО «Лидский завод электроизделий», Белорусское оптико-механическое объединение, ООО «Электрет»  и другие  производят высокоэффективные светильники для промышленных, общественных и жилых помещений. В частности, выпускаются светильники типов ФПО, ЛБО – для общественных помещений и для организации аварийного освещения; ЛПО – для учебных аудиторий; ЛПП, ЛСП, ЛВО – для производственных и общественных помещений; ЛБП-20 – для организации местного освещения и др.

Все светильники оснащаются люминесцентными лампами разного типа и различной мощности, а также электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА), позволяющим на 20%  повысить светоотдачу при одновременном снижении расхода электроэнергии по сравнению с дроссельным исполнением (на 30%). Наличие ЭПРА обеспечивает мгновенное включение ламп, ровное без мерцания освещение, не утомляющее зрение, отсутствие стробоскопического эффекта. Кроме того, увеличивается срок службы ламп на 20% и более.

Взрывозащищенные светильники устанавливают во взрывоопасных помещениях. Их производят преимущественно в двух исполнениях – взрывонепроницаемом (ВЗГ-300, ВЗГ-200М, ВЗГ-100, ВЗГ-60 и др.) и повышенной надежности против взрыва (НОБ-300, НЗБ-150, НОГЛ-80 и др.).

Добавить комментарий