Светотехника. Краткое справочное пособие

ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈÊÀ ÊÐÀÒÊÎÅ ÑÏÐÀÂÎ×ÍÎÅ ÏÎÑÎÁÈÅ

Ìîñêâà 2004

Уважаемые олле и!

Предлааем Вашем вниманию справочное пособие по светотехние, подотовленное андидатом техничесих на  ВарфоломеевымЛ.П. при непосредственном частии специалистов омпании «СветовыеТехноло ии». Пособие реомендовано менеджерам дистрибьюторсих и торовых омпаний, реализ ющих светотехничес ю прод цию и интерес ющимся людям, оторые стремятся пол чить базовые знания по светотехние. Задача предлааемоо пособия проста. Часто возниает сит ация, ода онечный по патель досонально не владеет техничесими деталями, н ждается в онс льтации и тода ем необходимо предложить обоснованное решение проблемы. Надеемся, что эта брошюра поможет Вам сориентироваться в мноообразии предлааемых светотехничесих приборов с целью их рациональноо и эффетивноо использования при решении светотехничесих задач различной сложности. Однао мы намеренно вышли за рами ассортимента нашей омпании, тем самым, намечая направления для ео расширения. Наша омпания высоо ценит партнерсие отношения с лиентами, дистрибьюторами, дилерами и блаодарна проетным оранизациям, дизайнерсим бюро и всем тем, то ативно работает над развитием и продвижением нашей торовой мари. Мы присл шиваемся  мнению по пателей нашей прод ции, посоль деятельность омпании «СветовыеТехноло ии» направлена, прежде всео, на довлетворение потребностей пользователей в современных и добных световых приборах. Мы б дем признательны, если в сл чае возниновения вопросов и пожеланий, асающихся справочноо пособия, Вы б дете направлять их по адрес : [email protected] или обратитесь в наш офис по тел. (095) 721-1835, 721-3001, 721-3097. Ваши замечания обязательно б д т чтены в послед ющих вып сах справочноо пособия. Ваше мнение для нас очень важно!

1. ×ÒÎ ÒÀÊÎÅ ÑÂÅÒ? Челове наделен пятью оранами ч вств: зрением, сл хом, обонянием, осязанием и в сом. С помощью этих ч вств мы пол чаем информацию об ор жающем нас мире. Роль аждоо из них в объеме пол чаемой нами информации с щественно различается: ооло 80 % всей воспринимаемой человеом информации приходится на долю тольо одноо ч вства — зрения. Поэтом с полным основанием мы можем назвать зрение основным ч вством, с помощью отороо мы познаем мир, ео расот , боатство форм, расо, содержания. Но для работы нашео орана зрения — лаза — необходимо наличие еще одноо важнейшео фатора — света. Зрение и свет связаны самым непосредственным образом: если челове завязать лаза (а бы вылючить их) в светлом месте или ввести ео с отрытыми лазами в помещение без аоо-либо света, то эффет б дет одинаов — челове теряет ориентиров , и на помощь ем приходят др ие ч вства (сл х, обоняние, осязание). Та что же таое свет? По современным на чным представлениям свет — это элетроманитное изл чение с определенными параметрами. Элетроманитных изл чений а природноо, та и ис сственноо происхождения с ществ ет множество: это и радиотелевизионные синалы, рентеновсие и осмичесие л чи, и свет, и мноое др ое. Общим для всех видов элетроманитных изл чений является сорость их распространения в ва ме, равная 300 000 000 метров в се нд . Элетроманитные изл чения харатериз ются частотой олебаний, поазывающей число полных цилов олебаний в се нд , или длиной волны, то есть расстоянием, на оторое распространяется изл чение за время одноо олебания (а оворят, за «один период олебаний»). Частота олебаний (обычно обозначается б вой f ) , длинаволны (обозначается λ) и с оростьраспространенияизлчений (обозначается ñ) связаны простым соотношением: c = fλ. Если в радиотехние обычно польз ются понятием «частота», то в светотехние и в оптие принято харатеризовать изл чение длиной волны. Та вот, свет
— это элетроманитное изл чение с длина-

4

ми волн от 380 до 760 миллиардных долей метра или нанометров (соращенно нм). Изл чения с разной длиной волны воспринимаются лазом поразном : от 380 до 450 нм— а фиолетовый цвет; от 450 до 480 — а синий; от 480 до 510 — а ол бой; от 510 до 550 — а зеленый; от 550 до 575 — а желто-зеленый; от 575 до 590 — а желтый; от 590 до 610 — а оранжевый; более 610 нм — а расный цвет. Границы цветов приблизительны и разных людей мо т несольо различаться. Белый
цвет — это сово пность всех или несольих цветов, взятых в определенной пропорции. Если л ч белоо света проп стить через стелянн ю призм , то он разложится на цветные составляющие. Сово пность цветных составляющих сложноо изл чения называется спе тром
излчения (рис. 1).

Рис.1.Спетроптичесо оизлчения

Ч вствительность лаза  изл чению разных цветов неодинаова — если на лаз попадает цветной свет с одинаовой мощностью элетроманитноо изл чения, то желтые и зеленые цвета б д т азаться ораздо более светлыми, чем синие и расные. Межд народный омитет мер и весов в 1933 од принял един ю стандартн ю ч вствительность лаза  изл чению разных цветов для дневноо зрения. На рис. 2 поазана стандартизованная
ривая
спе тральной чвствительности
лаза, называемая в светотехничесой литерат ре таже «ривой относительной спетральной световой эффетивности изл чения». На основе ривой спетральной ч вствительности лаза для дневноо зрения построена вся система световых величин и единиц. Масим м ривой спетральной ч вствительности лаза лежит в желто-зеленой обРис.2.Криваяспетральной чвствительности лаза ласти спетра и приходится на дли-

Ãëàâà 1. ×ÒÎ ÒÀÊÎÅ ÑÂÅÒ?

5

н волны 555 нм. Если света мало, то ривая спетральной ч вствительности смещается в сторон оротих длин волн, то есть в сторон синих цветов. Каждый челове по собственном опыт знает, что ночью ол бые и синие цвета аж тся значительно светлее, а расные становятся черными. «Ночная» ривая ч вствительности лаза таже стандартизована межд народными оранизациями в 1951 од . Изл чения с длинами волн ороче 380 и длиннее 760 нм лазом не воспринимаются. Коротоволновое изл чение, называемое льтрафиолетовым, оазывает сильное биолоичесое действие — образ ет заар на оже человеа, бивает миробы, а таже вызывает различные фотохимичесие реации (превращает обычный ислород возд ха в озон, приводит  выцветанию расо и т.п.). С помощью специальных веществ — люминофоров — льтрафиолетовое изл чение может быть превращено в видимый свет (подробно об этом б дет сазано в лаве, посвященной люминесцентным лампам). Длинноволновое изл чение, называемое инфра расным, воспринимается ожей человеа а тепло. Это изл чение использ ется для с ши лаорасочных порытий, наревания предметов, в медицинсих целях, в стройствах дистанционноо правления радиоаппарат рой и т.п. В сово пности видимое, льтрафиолетовое и инфрарасное изл чения образ ют оптичес ий
диапазон
спе тра элетроманитных олебаний или оптичес ое
излчение.

2. ÑÂÅÒÎÂÛÅ ÂÅËÈ×ÈÍÛ È ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈß Дляоцен и оличественныхи ачественныхпараметровсвета разработанаспециальнаясистемасветовыхвеличин. Основноймеройсветаможносчитатьсветовойпото ,обозначаемыйвсветотехничес ойлитератреб войФ.Фа тичес исветовой пото —этомощностьсветовооизлчения,измереннаянев привычныхваттахилилошадиныхсилах,авспециальныхединицах, называемыхлюменами(со ращенноеобозначениеврсс оязычной техничес ойлитератре—лм,виностранной—lm). Чтожета оелюмен?Люмен—это1/683ваттасветовоомонохроматичес оо, то есть строо одноцветноо, излчения с длиной волны555нм,соответствющейма симм ривойспе тральнойчвствительностилаза.Величина1/683появиласьисторичес и, ода основнымисточни омсветабылиобычныесвечи,иизлчениетоль о появлявшихсяэле тричес ихисточни овсветасравнивалосьсосветомта ихсвечей.Внастоящеевремяэтавеличина(1/683)за онена мноимимежднароднымисолашениямиипринятаповсеместно. Световойпото отисточни овсвета—бдьтопростаяспич а илисверхсовременнаяэле тричес аялампа— а правило,распространяетсяболееилименееравномернововсестороны.Одна ос помощьюзер алилилинзсветможнонаправитьнжнымнамобразом, сосредоточив ео в не оторой части пространства. Часть или доляпространствахара теризетсятелеснымлом.Понятие«телесныйол»прямооотношения светнеимеет,одна оиспользетсявсветотехни енастоль оширо о,чтобезнеоневозможнообъяснениемноихсветотехничес ихтерминовивеличин. Телесныйол—этоотношениеплощади,вырезаемойэтим ломнасферепроизвольноорадиса R,  вадрат этоо радиса (см. рис.3).Втехничес ойлитератретелесныелыобычнообозначаютсяречес ойб вой ωиизмеряютсявстерадианах(со ращенноср):

ω = S/R2 . Рис.3.Телесный ол

Ãëàâà 2. ÑÂÅÒÎÂÛÅ ÂÅËÈ×ÈÍÛ È ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈß

7

Очевидно, что величины S и R должны измеряться в одинаовых единицах. Если световой пото Ô от аоо-либо источниа света сосредоточить в телесном ле ω, то можно оворить о силе света этоо источниа а об ловой плотности световоо потоа. Таим образом, силасвета(обозначается бвойI) — это отношение световоо потоа, залюченноо в аом-либо телесном ле,  величине этоо ла: I = Ô/ω . Если источни света светит равномерно по всем пространств, то есть в телесном ле 4π (та а площадь сферы равна 4πR2), то сила света таоо источниа равна Ô/4π, т.е. Ô/12,56. Сила света измеряется в анделах (соращенное рссое обозначение
д, иностранное — cd). Слово андела переводится на рссий язы а свеча, и именно свечой называлась единица силы света в СССР до 1963 ода. Одна
андела — это сила света источниа, излчающео световой пото 1 лм в телесном ле 1 ср. Примерно таю сил света имеет обычная стеариновая свеча (отсюда ясно, что световой пото таой свечи равен примерно 12,56 лм). Свет от аоо-либо источниа нжен, а правило, для тоо, чтобы осветить онретное место — рабочий стол, витрин, лицы и т.п. Для харатеристии освещения онретных мест вводится еще одна световая величина — освещенность. Освещенность — это величина световоо потоа, приходящаяся на единиц площади освещаемой поверхности. Если световой пото Ô падает на аю-то площадь S, то средняя освещенность этой площади (обозначается бвой Å) равна: Å = Ô/S . Единица измерения освещенности называется лю
сом(соращенное обозначение в рссоязычной литератре — л
, в иностранной — lx). Один лю
с — это освещенность, при оторой световой пото 1 лм падает на площадь в 1 вадратный метр: 1 ëê = 1 ëì/ 1 ì2 . Чтобы представить себе эт величин, сажем, что освещенность ооло 1 л
создается стеариновой свечой на плосости, перпендилярной направлению света, с расстояния 1 метр. Для сравнения: освещенность от полной Лны на поверхности Земли зимой на широте Мосвы не превышает 0,5 л
; прямая освещенность от Солнца в летний полдень на широте Мосвы может достиать 100 000 л
. Допстим, что на рабочем столе освещенность равна 100 л
. На столе лежат листы белой бмаи, аая-то папа черноо цвета, ниа в сером переплете. Освещенность всех этих предметов одинаова,

8

а лаз видит, что листы бмаи светлее нии, а ниа — светлее папи. То есть наш лаз оценивает светлот предметов не по их освещенности, а по аой-то дрой величине. Эта «драя величина» называется яростью. Яростьповерхности S — это отношение силы света I, излчаемой этой поверхностью в аом-либо направлении,  площади проеции этой поверхности на плосость, перпендилярню выбранном направлению (рис. 4). Ка известно, площадь проеции аой-либо плосой поверхности на дрю плосость равна площади этой поверхности, множенной на осинс ла межд плосостями. В техничесой литератре ярРис.4.Копределению ость обозначается бвой L: L = I / S cos α .

понятия«Ярость»

В этой формле I — сила света поверхности в определенном направлении (например, плосости рабочео стола или лежащих на нем предметов); S — площадь этой поверхности; α — ол межд перпендиляром  плосости и направлением, в отором мы хотим знать ярость (например, линией зрения, то есть линией, соединяющей лаз и оцениваемю поверхность). Если для световоо потоа, силы света и освещенности сществют специальные единицы измерения (люмен, андела и люс), то для единицы измерения ярости специальноо названия нет. Правда, в старых (до 1963 ода) чебниах по физие, светотехние, оптие и в дрой техничесой литератре было несольо названий единиц измерения ярости: в рссоязычной — нит и стильб, в анлоязычной — ф т-ламберт, апостильб и др. Межднародная система СИ ни одн из этих единиц не приняла, а принятой единице измерения ярости специальноо названия не придмала. За единиц измеренияярости сейчас во всех странах принята ярость плосой поверхности, излчающей сил света в 1
д с одноо вадратноо метра в направлении, перпендилярном светящей поверхности, то есть 1
д/м2. От чео же зависит ярость предметов? Прежде всео, онечно, от оличества попадающео на них света. Но в приведенном примере на все предметы, лежащие на столе, попадает одинаовое оличество света. Значит, ярость зависит и от свойств самих предметов, а именно — от их способности отражать падающий свет. Способность предметов отражать падающий на них свет харатеризется оэффициентом отражения, обычно обозначаемым ре-

Ãëàâà 2. ÑÂÅÒÎÂÛÅ ÂÅËÈ×ÈÍÛ È ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈß

9

чесойб войρ.Коэффициент отражения—этоотношениевеличины световоо потоа, отраженноо от аой-либо поверхности,  световом пото ,падающем наэт поверхностьотаоо-либоисточниасветаилисветильниа: ρ = Ôîòðàæåííûé / Ôïàäàþùèé . Чемвышеоэффициентотраженияпредмета,темболеесветлымоннамажется.Вприведенномпримересрабочимстоломоэффициентотражениялистовбмаивыше,чемпереплетании,а этоопереплета—выше,чемпапи. Коэффициент отражения материалов зависит а от свойств самихматериалов,таиотхаратераобработиихповерхности.Отражениеможетбытьнаправленнымваю-тооднсторонилирассеяннымвопределенномтелесномле.Возьмемлистобычнойбелойписчейбмаииливатмана.Саойбыстороныиподаимбы ломмынатаойлистнесмотрели,онажетсянамодинаовосветлым, то есть ярость ео по всем направлениям одинаова. Таое отражениеназываетсядиффзнымилирассеянным;соответственно,поверхностистаимхаратеромотражениятаженазываютсядиффзными.Этонелянцеваябмаа,большинствотаней,матовыераси, побела, шероховатые металличесие поверхности и мноое дрое. Ноеслимыначнемполироватьшероховатюметалличесю поверхность, то харатер ее отражения начнет изменяться. Если поверхностьотполированаоченьхорошо,товесьпадающийнанее светбдетотражатьсяводнсторон.Приэтомол,подоторым отражаетсяпадающийсвет,точноравенл,подоторымонпадаетнаповерхность.Таоеотражениеназываетсязеральным,а равенство лов падения и отражения света является одним из базовыхзаоновсветотехнии:наэтомзаонеоснованывсеметодырасчетовпрожеторовисветильниовсзеральнойоптичесойчастью. Кромезеральнооидиффзнооотражения,сществетнаправленно-рассеянное(например,отплохоотполированныхметалличесихповерхностей,шеловыхтанейилиотлянцевойбмаи), а таже смешанное (например, от молочноо стела). На рис.5(см.след.страниц)поазаныпримерыразличноохаратераотраженияматериалов. Кривая,харатеризющаяловоераспределениеоэффициентаотражения,называетсяиндиатрисойотражения. Дляповерхностейсдиффзнымотражениемяростьсвязанас освещенностьюпростымсоотношением: Läèôô = E ρ/π .

10

Ярость зеральной поверхности равнаяростиотражающихсявнейпредметов (источниов света, потола, стен ит.п.),множеннойнаоэффициентотражения: Lçåðê = ρ Lîòðàæåííûõ ïðåäìåòîâ . Для оцени ярости предметов и поверхностей с направленно-рассеяннымисмешаннымотражениемнеобходимознатьиндиатрисыотражения. Четыреназванныхсветовыхвеличины—световойпото,силасвета,освещенностьиярость—этотеважнейшие понятия, без знания оторых невозможнообъяснениеработыисточниов света и осветительных приборов. Однаодлятао%ообъяснениянеобходимо еще и знание светотехничесих харатеристиматериалов. Соднойизтаиххаратеристи— оэффициентом отражения — мы же познаомились.Новприроденетматериалов,отражающихвесьпадающийна нихсвет,тоестьматериалов,оторых ρ =1.Тадолясвета,отораянеотражаетсяотматериала,вобщемслчаеделитсяещенадвечасти:одначастьпроходитсвозьматериал,др%аяпо%лощаетсявнем.Долясвета,отораяпроходит свозь материал, харатеризется
оэффициентомпропс
ания(обозначается%речесойбвой τ);адоля,отораяпо%лощается—
оэффициентом полощения(обозначаетсяα): τ = Ôïðîøåäøèé / Ôïàäàþùèé .

α = Ôïîãëîùåííûé / Ôïàäàþùèé .

а)направленное (зеральное)

б)направленнорассеянное

в)диффзное (рассеянное)

)смешанное Рис.5.Индиатрисы отражения

Соотношениямеждэтимитремяоэффициентами—отражения,по%лощенияипропсания—мо%тбытьсамымиразными,но во всех без ислючения слчаях смма трех оэффициентов равна единице: ρ+τ+α=1.

Ãëàâà 2. ÑÂÅÒÎÂÛÅ ÂÅËÈ×ÈÍÛ È ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈß

11

Вприроденетниоднооматериала,отороохотябыодиниз трехоэффициентовбылравен1.Наибольшеедиффзноеотражениеимеютсвежевыпавшийсне(ρ
≈
1),химичесичистыесерноислыйбарийиоисьмания(ρ
=0,96).Наибольшеезеральноеотражениечистоополированноосеребра(ρ=0,92)испециальнообработаннооалюминия(пореламнымданным,алюминиймари«Miro» немецойфирмыAlanodимеетρ=0,95). Величина оэффициента пропсания азывается в справочнойлитератредляопределеннойтолщиныматериала(обычнодля 1см).Кнаиболеепрозрачнымматериаламможноотнестиособочистыйварцинеоторыемариполиметилметарилата(ораничесоостела),оторыхρ=0,99/см. Гипотетичесое(реальнонесществющее!)веществосоэффициентомполощения,равным1,называется«абсолютночерным телом»—этомпонятиюмыещеобратимсяприобъясненииработытепловыхисточниовсвета. Каиотражение,пропсаниесветаможетбытьнаправленным (силиатныхилиораничесихстеол,полиарбоната,полистирола, варца и т.п.), диффзным или рассеянным (молочные стела), направленно-рассеянным(матированныестела)исмешанным. Подавляющее большинство материалов по-разном отражает, пропсаетилиполощаетсветсразнойдлинойволны,тоестьразнооцвета.Именноэтосвойствоматериаловопределяетихцвети создает мноорасочность оржающео нас мира. Для полной харатеристиисветотехничесихсвойствматериаловнеобходимознать нетольоабсолютныезначенияихоэффициентовотражения,пропсанияиполощения,ноираспределениеэтихоэффициентовв пространстве(индиатрисы)иподлинамволн.Распределениеоэффициентовподлинамволнназываетсяспетральнымихаратеристиами(отражения,пропсанияилиполощения). Все три названных оэффициента являются относительными (безразмерными)величинамииизмеряютсявдоляхединицыилив процентах(втехжедолях,множенныхна100).

3. ÍÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÎÑÂÅÙÅÍÈß Очевидно, что работа нашео лаза напрямю зависит от словий освещения, а от работы лаза зависят и сорость, и ачество любой деятельности, в оторой зрение принимает хоть аое-то частие. Поэтом челове с незапамятных времен пытался хоть а-то осветить те места, де ем приходилось работать в темное время сто при отстствии природноо источниа света — Солнца. С доисторичесих времен и до онца 19-о веа единственным иссственным источниом света был оонь — остра, фаела, лчины, свечи, еросиновой или азовой лампы. Света от таих источниов было явно недостаточно, хотя он и позволял ое-а выполнять мноие виды работ. Ни о аом измерении параметров освещения, а тем более об их нормировании не моло быть и речи. Положение оренным образом изменилось после изобретения элетричесих источниов света в 70-е оды 19-о веа. Наблюдательные предприниматели быстро заметили, что с лчшением освещения  рабочих повышается производительность трда и снижается оличество браа, при этом чем сложнее была работа, тем большей была отдача от лчшения освещения. Полчалось, что владывать средства в освещение — дело выодное, и элетричесий свет начал свое тримфальное шествие по заводам и фабриам, вытесняя свечи и еросиновые лампы. Но тт же встал вопрос — а сольо надо света, чтобы хорошо выполнять работ и не делать лишних затрат на строительство новых элетростанций и станов все большео оличества ламп. Дрими словами, появилась необходимость нормирования освещения, то есть определения онретных параметров света, оторые должны быть обеспечены на рабочих местах. Вопрос нормирования освещения возни более ста лет назад, но до сих пор ео нельзя считать оончательно решенным. В 1999 од Европейсий омитет по стандартизации принял новые нормы освещенности, полчившие статс общеевропейсих, и с 2003-о ода началось введение этих норм в действие в странах Европейсоо Союза. Каие же параметры освещения сейчас нормирются? Для всех рабочих мест внтри помещений и для рабочих мест вне помещений, на оторых выполняется онретная работа (железнодорожные станции, аэропорты, арьеры и т.п.), основной нормир-

Ãëàâà 3. ÍÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÎÑÂÅÙÅÍÈß

13

емой величиной является освещенность на рабочем месте. Величина нормиремой освещенности зависит, прежде всео, от харатера выполняемой работы: размеров предметов, оторые надо различать, фона, на отором находятся эти предметы, разницы яростей предметов и оржающео их фона. При освещении лиц, автомобильных тннелей, проезжих доро основной нормиремой величиной слжит ярость дорожноо порытия. Она станавливается в зависимости от атеории лиц (доро), интенсивности движения, харатера оржающей обстанови. Освещенность и ярость харатеризют оличественню сторон освещения. Остальные нормиремые параметры определяют ачество освещения. Одна и та же освещенность может быть создана множеством разных способов, оторые бдт различаться межд собой весьма сщественно. Каждый челове знает, что пристствие в поле ео зрения аих-либо ярих предметов (лампоче, Солнца) или их отражений («зайчиов») сильно затрдняет работ лаза, а инода делает ее просто невозможной — лаз перестает видеть нжные предметы и особенно их детали. Ка оворится в таих слчаях в начно-техничесой литератре,  людей возниает ощщение дисомфорта, то есть зрительноо недобства, а в особо неблаоприятных слчаях — чвство ослепленности. Эти ощщения зависят от ярости мешающих «зайчиов», их размеров и расположения относительно линии зрения. А свойство ярих предметов вызывать  лаза неприятные ощщения называется блесостью. Имеются различные методии оцени дисомфорта, создаваемоо ярими источниами света или их отражениями. Величина допстимоо значения дисомфорта или ослепленности является вторым нормиремым параметром освещения. В российсих нормативных доментах реламентирется поазатель дисомфорта Ì. Величина Ì зависит от харатера выполняемой работы и может принимать значения от 15 до 90. В новых Европейсих нормах освещенности нормирется обобщенный поазатель дисомфорта UGR. Значения Ì и UGR связаны соотношением: Ì = 16 lg UGR – 4,8 . В ряде слчаев род работы требет четоо различения цвета предметов и их деталей. Это особенно необходимо там, де именно цвет является важнейшим ритерием ачества продции — в полирафии, тестильной промышленности, в неоторых маазинах и т.п. Поэтом для целоо ряда рабочих мест (а в новых Европейсих нормах освещенности — пратичеси для всех рабочих мест) нормирет-

14

ся еще один ачественный поазатель освещения — общий индес цветопередачи (в литератре обозначается Ra). Что же это за параметр? Зрительный аппарат человеа сформировался за мноие тысячи лет эволюции в словиях, ода единственным источниом света было Солнце. Мы привыли считать правильными те цвета предметов, оторые они имеют при солнечном освещении. С онца 19-о веа в жизнь людей стали ативно втораться элетричесие источнии света. Поа были тольо тепловые источнии света (лампы нааливания), имеющие сплошной спетр излчения, зрительный аппарат человеа подсознательно вносил орретивы в восприятие цветов при иссственном освещении, и проблем с оценой ачества цветопередачи не возниало. Положение резо изменилось с массовым внедрением азоразрядных источниов света, имеющих не сплошной, а линейчатый или полосчатый спетр излчения. Люди стали замечать, что при освещении таим светом цвет предметов изменяется, и инода изменение цвета бывает настольо сильным, что предметы становятся трднознаваемыми. Поэтом в 70-е оды минвшео веа была выработана методиа оцени ачества цветопередачи при освещении иссственным светом. Межднародными оранизациями было выбрано и соласовано несольо типов предметов, цвет оторых оценивался при освещении их различными источниами света: человечесая ожа, зеленые листья растений, специальные выраси. Оцени ачества цветопередачи аждоо из таих предметов при освещении их оцениваемым источниом света по сравнению с освещением «стандартным» источниом были названы «частными индесами цветопередачи (R1, R2 ... R14)», а средняя из полченных 14-ти оцено — «общим индесом цветопередачи Ra». За «стандартный» источни был принят свет тепловых излчателей, то есть ламп нааливания — их общий индес цветопередачи по солашению равен 100. Таим образом,  всех ламп нааливания Ra = 100;  всех азоразрядных ламп Ra меньше 100. В мире принята таая система оцени ачества цветопередачи: Ra
≥ 90 — отличное; 90 > Ra
> 80 — очень хорошее; 80 > Ra > 70 — хорошее; 70 > Ra > 60 — довлетворительное; 60 > Ra > 40 — приемлемое; Ra < 40 — плохое. В российсих нормах освещения становлено, что для предприятий полирафичесой, тестильной, лаорасочной отраслей промышленности, а таже для хирричесих отделений больниц Ra должен быть не ниже 90.

Ãëàâà 3. ÍÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈÅ ÎÑÂÅÙÅÍÈß

15

В России нормирется еще один ачественный поазатель освещения —
оэффициент п льсации освещенности. Нормирование этоо поазателя таже потребовалось в связи с повсеместным внедрением азоразрядных источниов света, та а  излчения ламп нааливания пльсации весьма незначительны и аих-либо недобств от их сществования люди не испытывали. У азоразрядных источниов света — люминесцентных, металлоалоенных, натриевых ламп — величина световоо потоа изменяется с двоенной частотой тоа сети. В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменноо тоа в элетричесих сетях равна 50 Гц; в США, Канаде и ряде дрих стран — 60 Гц. Следовательно, световой пото ламп изменяется («пльсирет») 100 или 120 раз в сенд — все азоразрядные лампы а бы мерцают с таой частотой. Глаз этих мерцаний не замечает, но они воспринимаются оранизмом и на подсознательном ровне мот вызывать неприятные явления — повышенню томляемость, оловню боль и даже (по последним сообщениям зарбежной печати) стрессы. Кроме этоо, при освещении пльсирющим светом вращающихся или вибрирющих предметов возниает та называемый «стробосопичесий эффет», ода при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пльсаций света предметы ажтся неподвижными, а при неполном совпадении — вращающимися с очень малыми соростями. Это вызывает  людей ошибочные реации и является одной из серьезных причин травматизма на производстве. Глбина пльсаций измеряется оэффициентом пльсации освещенности Кп: Êï = 2(Åmax – Emin)100 %/(Emax + Emin), де Åmах и Åmin — масимальное и минимальное значения освещенности за полпериод сетевоо напряжения. В российсих нормах становлено, что лбина пльсации освещенности на рабочих местах не должна превышать 20 %, а для неоторых видов производства — 15 %. Таим образом, в нормативных доментах реламентирются четыре параметра — величина освещенности, поазатель дисомфорта, общий индес цветопередачи и оэффициент пльсаций освещенности. Первый из этих параметров определяет оличественню сторон освещения, три остальных — ачественню. В России лавным доментом, станавливающим параметры освещения, являются Строительныенормыиправила СНиП 23-05-95. Кроме этих норм, имеются Санитарныеправилаинормы СанПиН 2.21/2.1.1.1278-03, Мосовсие ородсие строительные нормы МГСН 2.06-99 и множество отраслевых норм, в

16


оторыхподробнорасписанытребования
освещениюразличных рабочихмест. ВЕвропе,
роменедавнопринятыхновыхЕвропейс
ихнормосвещенности,имеетсянес
оль
одесят
овспециализированныхнорм (например,длядорожноо,личнооитннельнооосвещения,для освещения спортивных сооржений и т.п.), а та
же мноие национальныенормыиправила.Нововсехнормативныхдо
ментахреламентирютсятежечетырепараметра,чтоивРоссии.Нормиремыевеличиныразличаютсявразныхстранах,ноэтиразличияненосятпринципиальноохара
тера. ВновыхЕвропейс
ихнормахосвещенностидлярядапомещенийвведенещеодиннормиремыйпараметр:длярабочихмест,оснащенныхдисплеями(авсовременныхсловиях—пра
тичес
идля всехрабочихмествофисах),станавливаютсятребования
ма
симальнойяр
оститехповерхностейсветильни
ов,
оторыемототражатьсявэ
ранах.Для
омпьютеров90-ходовэтаяр
остьнедолжнапревышать200
д/м2;длясовременныхмониторовсантибли
овымипо
рытиямиэ
рановэле
тронно-лчевыхтрбо
илисжид
о
ристалличес
имиэ
ранамияр
остьотражающихсявнихсветильни
овдолжнабытьнеболее1000
д/м2. В
ачествепримеравтаблице1приведеныфраментыновых Европейс
ихнормосвещенности. Таблица 1

НормыосвещенностиEN12464 длянеоторыхпомещений

4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ Сдревнейшихвременчеловевиделразличныеисточниисвета.Кромепомянтоовышеоня,людивстречали(онечно,непонимаяещестиявлений)светэлетричесооразрядавазе—молнии иполярныесияния;химичесюлюминесценцию—полетсветлячов и свечение неоторых видов мирооранизмов в южных морях. Но всеэтобылиприродные,естественныеисточниисвета,аединственнымиссственнымисточниомдоонца19-овеаоставалсяоонь вразличныхеопроявлениях. Сонца19-овеа,вомноомблаодарясилиямрссихизобретателейА.Н.ЛодыинаиП.Н.Яблочова,началосьбрноеразвитиесовершенноновых—элетричесих—источниовсвета.За130 летсществованияэлетричесиеисточниисветавразвитыхстранахпратичесиполностьювытеснилисветоня—свечииеросиновыелампытеперьиспользютсяразвечтовдалеихдеревнях,втрпоходахдадлясозданияинтимнойобстанови,итольовредихслчаях(например,приотлюченияхэлетричества)—дляосвещения. Элетричесиеисточниисветассамооначаларазвивалисьпо двмнаправлениям:«лодыинсое»—использованиетепловоодействияэлетричесоотоадляразоревателдотаойтемператры, приоторойонисоздаютдостаточноярийсвет,и«яблочовсое»— использованиедляенерациисветаэлетричесооразрядамежд двмяэлетродами.Первоенаправлениепривелосозданиютепловыхисточниовсвета,второе— азоразрядных.Именноэтидва типадонедавнеовремени(онец90-ходов20-овеа)охватывали всемноообразиеиссственныхисточниовсвета—отсверхминиатюрных ламп нааливания мощностью в сотые доли ватта до разборныхсеноновыхлампмощностьюдо150
Вт. Впоследниеоды,ромеэтихдвхтипов,появилсяиначалвсе ативнеевторатьсявовсеобластитретийтипэлетричесихисточниовсвета— полпроводниовый.
По пронозам специалистов, именно этом новом тип принадлежит бдщее — же лет через 10 – 12можетначатьсямассовоеповсеместноевнедрениеполпроводниовыхисточниовсвета—светодиодов—нетольодлясветовойсинализации,деонижесеоднясоставляютсерьезнюонренциютрадиционнымлампамнааливания,ноидляобщеоосвещения.

18

Следетсазать,чтовнастоящеевремясществютинеэлетричесиеиссственныеисточниисвета—химичесие,воторых светсоздаетсяприпротеаниинеоторыххимичесихреаций;фотолюминесцентные,десветобразетсязасчетдлительноопослесвечениянеоторыхлюминофоровпослеосвещенияихестественнымилииссственнымсветом;радиолюминесцентные,воторых светвозбждаетсяподдействиемрадиоативноооблчения.Новсе этиисточнии,хотяинаходятдостаточноширооеприменение,создаютлишьмизерныедолисммарноосветовоопотоа,вырабатываемооиссственнымиисточниами,идалеенаминерассматриваются.Таженерассматриваютсяиэлетролюминесцентныеисточниисвета,использемыеврядестройствотображенияинформации,нонедляобщеоосвещения. Преждечемперейтирассмотрениюпринциповработыэлетричесихисточниовсвета,ихособенностей,параметровиобластей применения, познаомимся с общими параметрами, по оторым и можносравниватьразличныеисточнии,чтобывыбиратьнаиболее подходящиеизнихвонретныхслчаях.

4.1. Ïàðàìåòðû ñðàâíåíèÿ èñòî÷íèêîâ ñâåòà Всепараметрыисточниовсветаможноразбитьнадверппы: техничесиеиэсплатационные. Техничесиепараметры—этоте,оторыехаратеризютсам источнисветабезотносительнословиямеоприменения.Ктехничесим относятся все элетричесие, световые и механичесие параметрыламп. Основныеэлетричесиепараметрыисточниовсвета: 1. Номинальное напряжение(Uн )—напряжение,наотороерассчитанаонретнаялампаилинаотороеонаможетвлючатьсяспредназначеннойдляэтооспециальнойаппаратрой.Для ламп нааливания все остальные параметры снимаются именно приноминальномнапряжении.Номинальноенапряжение(впрочем, аилюбоедрое)измеряетсяввольтах(соращенноеобозначение—В,V). 2.Номинальнаямощность
лампы(Ðн)—расчетнаямощность, потребляемаялампойнааливанияприеевлючениинаноминальноенапряжение.Дляазоразрядныхлампноминальнаямощность— эторасчетнаямощность,оторюпотребляетлампаприеевлючении со специально предназначенной для этоо аппаратрой. Мощностьизмеряетсявваттах(соращенноеобозначение—Вт,W). 3.Дляазоразрядныхлампинодаоовариваетсяродпитающеото
а—переменныйилипостоянный,тааотдельныетипыламп

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

19

мотработатьтольонапостоянномтое(например,шаровыесеноновыеилирттные).Еслитаойооворивдоментацииналамп нет,толампыдолжнывлючатьсятольонапеременноенапряжение. Приработенапостоянномтоеобязательноазываетсяполярность влючения:  аом вывод лампы должен подлючаться положительныйполюссети(+),аом—отрицательный(-).Элетродлампы,оторомподлючаетсяположительныйполюснапряжения,называетсяанодом,отрицательный—атодом. 4.Длянеоторыхтиповламп(например,дляэталонныхилиобразцовыхлампнааливания)вместономинальноймощностиазываетсяноминальныйто(Iн),оторыйизмеряетсявамперах(А)или миллиамперах(мА,mA;1А=1000мА). Изсветовыхпараметровваталоахисправочниахчащевсео азываетсяноминальныйсветовойпотоÔ,тоестьпото,оторый создаетлампаприееноминальноймощности.Единицаизмерения световоопотоа,ажебылосазано,—люмен(лм,lm). Дляинопроеционныхипрожеторныхлампчастовместосветовоо потоа азывается абаритная ярость тела наала (для лампнааливания)илияростьразрядно опромежта(длясеноновыхламп).Габаритнаяяростьтеланааларавнасилесветалампы в направлении, перпендилярном тел наала, поделенной на площадьпрямоольниа,воторыйвписываетсятело наала.Посольяроститаихлампоченьвелии, ихизмеряютнев
д/м2,авило-илимеаанделахна вадратныйметр(

д/м2илиМ
д/м2;1

д/м2=1000
д/м2;1М
д/м2=1000000
д/м2). Длязеральныхлампразныхтиповвтехничесойдоментацииазываютсяосевыесилысвета иприводятсяривыераспределениясилсветапо лам(обычноввидерафиоввпрямоольнойили полярнойсистемеоординат).Взарбежныхаталоахдлязеральныхлампчастоприводятсяномо раммы освещенности,тоестьзначенияосвещенности наплосости,перпендилярнойосилампы,приразличныхрасстоянияхотлампыдоосвещаемойплосости(рис.6). Важнейшимсветовымпоазателемламп,харатеризющим их эономичность, является световая отдача — это отношение световоо потоа лампы  Ðèñ. 6. потребляемой ею мощности. Световая отдача изме- Íîìîãðàììû ряетсявлюменахнаватт(лм/Вт,lm/W).Посществ, îñâåùåííîñòè световаяотдача—этооэффициентполезноодей- äëÿ çåðêàëüíûõ ствиялампы,выраженныйвсветовыхвеличинах.При ëàìï

20

равенствеостальныхпоазателейсветоваяотдачаявляетсярешающимфаторомдлявыбораисточниасвета. Ксветовымпараметрамисточниовсветаотноситсяцветовая температра(Тцв).Этословнаявеличина,приблизительнохаратеризющая цвет излчения лампы и определяемая птем сравнения этоо цвета с цветом тепловоо излчения та называемоо «абсолютночерноотела».ИзмеряетсяТцввельвинах(К).Длялампнааливанияцветоваятемператрадовольноблизаистиннойтемператре тела наала; для стандартных осветительных ламп мощностью40 – 100ВтÒцв=2700 – 2900К,дляалоенныхлампнааливания2900 – 3100К. Дляазоразрядныхлампцветоваятемператраазываетсяприблизительно.Следетотметить,чтолазчеловеавоспринимаетсвет источниов с различной цветовой температрой своеобразно: чем вышеÒцв,тем«холоднее»ажетсянамсвет.Та,длялюминесцентных ламппонятие«тепло-белыйцвет»соответстветÒцв=2700 – 3000К, «нейтрально-белый»—Òцв=4000 – 4500К,«холодно-белый»—Òцв= 5000 – 6000К. Дляхаратеристииазоразрядныхисточниовсветаваталоахидройтехничесойлитератреприводитсяещеодинсветовой параметр — общий индес цветопередачи Ra. Ка было сазано в предыдщемразделе,всетепловыеисточниисветаимеютRa=100. УвсехазоразрядныхлампRa<100.Очевидно—чемвышезначение Ra,темлчшеачествоцветопередачи,тоестьтемлчшелампа.Но напратиечембольшеRa,темлампадороже,иинодаразницав ценевесьмазначительна(в4 – 6раз).Приэтомлампыслчшейцветопередачейимеют,аправило,меньшюсветовюотдач.ПоэтомприменятьлампысоченьвысоимзначениемRa(>90)целесообразнотольотам,деэтодействительнонеобходимо(например,в цветнойполирафии). Кмеханичесимпараметрамлампотносятсяихабаритные истановочныеразмеры;масса(еслионаприводитсяваталоах); типцооля;длянеоторыхтиповламп—положениетеланаала илиразрядно опромежтаотносительноцооля.Сюдажеможно отнестирабочееположениеламп,таанеоторыеихтипы(а лампнааливания,таиазоразрядных)допсаютработтольов одном определенном положении — строо оризонтальном, вертиальномиливпределахнеотороола.Необходимостьсоблюденияопределеннооположениялампыприработевседаазывается втехничесойдоментации. Важнейшимизэсплатационныхпараметровлампявляетсясро слжбы.Строооворя,понятие«срослжбы»далеонеоднознач-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

21

но:имеютсяполный,средний,минимальный,полезныйидриесрои слжбы. Полныйилифизичесийсрослжбы—этовремяотначала эсплатацииисточниасветадоеовыходаизстроя.Посольэта величина неопределенная (одна лампа аоо-то онретноо типа можетвыйтиизстроячерезнесольочасов,адраялампаэтоо жетипа—черезнесольотысяччасов),этотпараметрвдоментацииниоданеазывается. ВроссийсихГОСТахналампынааливанияазансредний срослжбыприноминальномнапряжении,тоестьвремяработыдостаточнобольшойрппыламп,втечениеотороо50%от ихоличестваможетвыйтиизстроя.ВсоответствиисГОСТ2239 длянормальныхосветительныхлампэтотсроравен1000часам, причем средний спад световоо потоа рппы ламп не должен превышать30%.Длядрихтиповлампсреднийсрослжбыстанавливаетсявтехничесихсловияхиможетсоставлятьотнесольихчасов(неоторыетипылампдляоптичесихисветосинальных приборов) до 5000 часов (варцевые алоенные лампы большой мощности для инфрарасной сши лаорасочных порытий). Длялюминесцентныхлампидрихазоразрядныхисточниов светавроссийсихГОСТахстановленполезныйсрослжбы— среднеевремяработылампвноминальныхсловиях,втечениеоторооихэсплатацияэономичесиоправдана.Этовремяопределяетсятем,чтовпроцессеработыламппостепенноснижаетсяихсветовойпотозасчет«отравления»люминофоровпарамирттиивольфрама,потемнениястеноолбыидрихфаторов.Черезаое-то времясветовойпотоснижаетсянастольо,чтоосветительнаястановаперестаетобеспечиватьнеобходимый(нормиремый)ровень освещенности,хотялампыостаютсяработоспособными.ДляотечественныхлюминесцентныхлампвсоответствиисГОСТ23583допстимыйспадсветовоопотоасоставляет40%,аполезныйсрослжбы 12000часов. Минимальныйсрослжбы—этовремяработырппыламп допервооотаза,тоестьдовыходаизстрояпервойлампыизрппы.Этотпараметрстанавливаетсявтехничесойдоментациинеоторыхособонадежныхлампспециальнооназначенияивстречается достаточно редо. Чаще встречается арантированный сро слжбы,определяемыйвременем,втечениеотороовероятность отазалампнепревышаетстановленноозначения.Например,для отечественныхлюминесцентныхламптипаЛБ8-6становленарантированный сро слжбы 5000 часов при вероятности безотазной работылампывтечениеэтоосроанениже0,95.

22

Кромесроаслжбы,эсплатационнымпараметрамотносятся:стойчивостьвнешнимлиматичесимфаторам(температра,давлениеивлажностьоржающеовоздха);стойчивость механичесимвоздействиям(дары,вибрации,линейныесорения, зв); стойчивость  олебаниям напряжения питающей элетросети. Следетсазать,чтовиностранныхаталоахисточниовсвета райнередоазываетсясрослжбыипратичесиниоданеазываетсястойчивостьмеханичесимвоздействиям.Улампнааливания общео назначения зарбежноо производства реальный средний сро слжбы совпадает с требованиями ГОСТ 2239 (1000 часов);полезныйсрослжбыимпортныхлюминесцентныхламп,а правило,выше,чемроссийсих(15000часоввместо12000)иотноситсяонспадсветовоопотоанена40,ана30%.

4.2. Òåïëîâûå èñòî÷íèêè ñâåòà Ктепловымисточниамсветаотносятсявселампынааливания,втомчисле ало енныеизеральные. За130летсовременипоявленияпервойлампыА.Н.Лодыина стеломнаалаввидеольноостержнялампынааливанияпрошли несольореволюционныхэтаповразвития:снабжениелампрезьбовымцоолем(1879од);использованиевольфрамадлятеланаала (1909 од); наполнение ламп инертным азом и спирализация тела наала (1913 од); создание ламп с биспиральным телом наала и риптоновымнаполнением(1936од);созданиелампсвольфрамово-алоеннымцилом(1959од).Можносазать,чтонастоящем временитехничесиепараметрылампнааливанияблизитеоретичесимпределам,иожидатьаоо-либосщественноопрорыва здесьнеприходится. Сейчасвмиреежеоднопроизводитсяболее4миллиардовламп нааливания примерно 5000 типоразмеров — значительно больше, чемвсехазоразрядныхисточниовсветавместевзятых. Чемжеобъясняетсястольширооераспространениелампнааливания,параметрыоторыхзначительнохже,чемлчшихазоразрядных ламп? Например, световая отдача обычных осветительныхлампнепревышает15лм/Втприсроеслжбы1000часов,вто время а световая отдача последних разработо линейных люминесцентныхламппревысила100лм/Втприсроеслжбы18000часов. Главнымипричинамиэтоо,безсловно,являютсяотносительнаядешевизналампипростотаихвлючения.Длялампнааливаниянетребетсяиспользованиеаой-либопсорелирющейап-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

23

паратры,адлявсехбезислюченияазоразрядныхламп—они простоввинчиваютсяиливставляютсявпатроныивлючаютсяобыновеннымивылючателями. Дримиважнымидостоинствамилампнааливанияявляются: омпатность,позволяющаялеоправлятьраспределениемсветовоопотоавпространстве;м новенноевлючение—номинальныйсветовойпотолампстанавливаетсясразжепослеподачина нихнапряжения;пратичесаянезависимостьпараметровоттемператрыоржающейсреды;достаточновысоаянадежность;стойчивость  внешним механичесим воздействиям; сплошной спетр излчения,обеспечивающийхорошюцветопередач(абылосазановыше,общийиндесцветопередачиRадлявсехлампнааливанияравен100). Основныенедостатилампнааливания:низаясветоваяотдача;относительнонебольшойсрослжбы;сильнаязависимостьсветовыхиэсплатационныхпараметровотолебанийсетевоонапряжения;большаядолятепловооизлчениявспетреламп;большие броситоавмоментвлючения. Чемжеобсловленыэтидостоинстваинедостати? Светлампнааливаниясоздаетсязасчетнаревадовысоой температры тела наала протеающим через нео элетричесим тоом.Заонытепловооизлченияоченьсложныиисследовались несольимипоолениямифизиовнапримеререальнонесществющео«абсолютночерноотела»анаиболеепростооизлчателя. ЗначительныйвладвихизчениесделалнемецийфизиМасПлан, именно на основе заонов тепловоо излчения создавший совершенноновюна—вантовюфизи.НевдаваясьвподробностиотрытыхПланомзаонов,отметиммоменты,необходимыедля пониманияособенностиработыламп нааливания: 1.Интенсивностьизлчениялюбоонаретоотелапропорциональна четвертойстепениеотемператры. 2.Спетртепловооизлчения— сплошнойиимеетвид,поазанныйна рис.7. 3.Положениемасиммаинтенсивности излчения однозначно определяетсятемператройнаретоо телаисвязаноснейпростымсоотношением:

λmax = 2900/Ò,

Ðèñ. 7. Ñïåêòð èçëó÷åíèÿ àáñîëþòíî ÷åðíîãî òåëà

24


деλmax—длинаволнывобластимасиммаизлчениявмирометрах,аÒ—температрателавельвинах. Изэтихтрехмоментовследет—чемвышетемператратела, теминтенсивнее,тоестьярчеоносветит. Видимыйдиапазондлинволн—от380до760нм(0,38 – 0,76 мм).Очевидно,чтодлянаибольшейэффетивностиизлченияе
о масиммдолженлежатьвнтривидимойчастиспетра.Изприведенной выше формлы ле
о можно найти, что это полчается при температрахот3800до7600К.НонаЗемленетметаллов,оторые оставалисьбытвердымипристольвысоихтемператрах:температраплавлениясамо
от
оплаво
ометалла—вольфрама—ооло 3600 К.Рассчитано,чтосветоваяотдачаизлчениявольфрамапри е
отемператреплавленияравна53,5лм/Вт—этототтеоретичесийпределсветовойотдачи,оторюмо
либыиметьлампынааливанияприполномотстствиипотерьи«жидом»теленаала. Именно потом, что вольфрам — это самый т
оплавий металл,нитинаалавсехсовременныхлампнааливанияделаюттольоизне
о.Приэтомочевидно:чемвышетемператрателанаала, темболееэффетивнойбдетлампа,тоестьтемвышебдетеесветоваяотдача.Но,сдр
ойстороны,чемвышетемператра,тембыстрееиспаряетсявольфрам,даженепереходяврасплавленноесостояние,итемменьшебдетсрослжбылампы.Поэтомонстрциилампипараметрытеланаала(е
одлинаидиаметр)все
давыбираютсяврезльтатеомпромиссамежддвмяжеланиями—величитьэффетивность(световюотдач)иобеспечитьтребемыйсрослжбы.Из-заэто
оомпромиссалампыработают фатичеси на пределе своих возможностей. На рис. 8 поазана зависимость основныхпараметровлампотолебания напряжения относительно номинально
о.Изэто
ориснавидно,что, повышаясветовюотдачнанесольо процентовзасчетповышениянапряжения, мы прои
рываем в срое слжбы
ораздо больше. В первом приближенииможносчитать,чтопривеличении напряженияналампена1%точерез ламп величится на 0,5 %, мощность —на1,5%,световойпото—на4,7%, Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü ïàðàìåòðîâ световаяотдача—на3,1%,асрослжëàìï íàêàëèâàíèÿ îò íàïðÿæåíèÿ быснизитсяна13%!Все
оприпяти-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

25

процентномповышениинапряжения,чтовнашихсетяхпроисходит довольночасто,срослжбылампснижаетсявдвое. Следеттажеотметить,чтодельноесопротивлениевольфрама,аивсехчистыхметаллов,растетстемператройипритемператрах2500 – 3200Котличаетсяотзначенийприомнатнойтемператрев12 – 20раз.Этовызываетрезиеброситоапривлючении—товмоментвлюченияв12 – 20разпревышаетстановившиесязначения.Длитсятаойбросонедол
о—все
о0,1 – 0,2сенды,носоздаетбольшиена
рзинаэлетричесиесети.Именно из-затаихбросовтоавыходлампизстрояпочтивсе
дапроисходитвмоментвлючения. Нарис.9поазаностройстволампы нааливания.Хотясществетвелиоемножество онстртивных исполнений ламп, принципстройствавсехиходинаовихорошовиденнаприведенномрисне. «Сердцем»всехлампслжиттелонаала1.Телона ала—этотонаяпроволоа из само
о т
оплаво
о металла, известно
овнастоящеевремя—вольфрама. Припрохождениипотаойпроволоеэлетричесо
отоарасчетнойвеличиныонана
ревается до температры 2000 – 3200 К (примерно1700 – 2900оС)иначинаетсветиться.Притаихвысоихтемператрахна воздхевольфрамсоединяетсясислородом (а известно, в составе воздха содержится21%ислорода)и,еслибынить работала на воздхе, она м
новенно бы Ðèñ. 9. Óñòðîéñòâî ëàìïû íàêàëèâàíèÿ оислилась и разршилась. Поэтом тело наалапомещаетсяв
ерметичнозапаяннюстеляннюиливарцевюолб2,изоторойвоздхдаленполностью.Пространствобез воздха называется вамом (в переводе на рссий — пстота). Однаоввамевольфрампривысоихтемператрахначинает испаряться,аиспаряющиесяснитиатомывольфрамаоседаютна стенахолбы,вызываяеепотемнение.Поэтомва мнымиделают лампы тольо небольшой мощности — до 25 Вт,  оторых телонаалаработаетприсравнительнонизихтемператрах(не выше2500К). Для меньшения испарения вольфрама олбы более мощных ламппослетщательнойотачинаполняютинертным
азом3.Таое наполнение значительно снижает сорость испарения вольфрама, причемэтотэффетпроявляетсятемсильнее,чемтяжелеенаполня-

26

ющий
аз.Лампысолбой,наполненнойинертным
азом,называютсяазополными. ИзшестисществющихнаЗемлеинертных
азов(
елий,неон, ар
он,риптон,сенонирадон)длянаполненияолблампнааливания использются три — ар
он, риптон и сенон. Добывают их из воздха,воторомсодержится0,94%ар
она,0,0011%риптонаи 0,000008%сенона.Очевидно,чемменьшесодержится
азаввоздхе,темтрднеее
одобыватьитемвышее
остоимость.Поэтом более95%всех
азополныхлампнаполняетсяар
оном,аточнее— техничесимар
оном(86%ар
онаи14%азота),додавления600 – 650ммрттно
остолба.Менее5%лампделаетсясриптоновым наполнениемитольонеоторыеварцевые
ало
енныелампынаполняютсеноном. Наполнениеолбинертным
азомменьшаетсоростьиспарения вольфрама, но величивает тепловые потери от тела наала и поэтомтребетподводалампедополнительноймощностидлято
о, чтобына
ретьтелонааладотаойжетемператры,отораябыла бы при отстствии таих потерь. Количествотепла,отводимо
очерез
аз,прямопропорционально длинетеланаала.Длясоращениядлинытеланаалавольфрамовюнитьсвиваютвспираль,а внеоторыхтипахламп(особенно с риптоновым наполнением) делаютеще«спиральизспирали», тоестьдвойнюспиральилибиÐèñ. 10. Ñïèðàëü è áèñïèðàëü спираль(рис.10). Естественно,чтотелонаалаволбедолжнобытьзареплено, инемнеобходимоподвестиэлетричесийто.Дляподводатоа влампеимеютсяэле троды(4нарис.9),оторыечащевсе
оделаютсяизниеля.Элетродывыполняютфнциюиосновныхрепящихэлементов,поддерживающихтелонаала.Дополнительнотело наала поддерживается еще специальными рюч ами илидержателями5,оторыеделаютсяизмолибдена.Стеляннаяножасвмонтированнымивнееэлетродамии рючаминазываетсятарел ой.На местеспая
орловиныолбыстарелойспомощьюспециальноймастиирепитсяцооль9.Уобычных осветительныхлампцоольделаетÐèñ. 11. Ñòàíäàðòíûå öîêîëè ëàìï íàêàëèâàíèÿ сярезьбовымснаржнымдиамет-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

27

ром14,27или40ммиспециальнойрезьбойсрпнымша
ом(рис. 11).ТаиецоолиназываютсясоответственноЕ14,Е27иЕ40.Крезьбовойчастицооляприпаянодинизэлетродовлампы,др
ойэлетродприпаянцентральномонтатцооля(10нарис.9). Дляобеспечения
ерметичностилампэлетродыобычноделаются из трех звеньев — внтренне
о (ниель), наржно
о (медь) и промежточно
о,
ерметично впаянно
о в расплющенню часть тарели,—лопат 11.Наиболееответственное—промежточное— звеноэлетродовчащевсе
оиз
отавливаетсяизспециальнообработаннойстальнойпроволоисмеднымпорытием,называемойплатинитом.Сложностьстртрыпромежточныхзвеньевэлетродов обсловлена необходимостью обеспечения
ерметичности в широомдиапазонетемператринесовпадениемтепловыхоэффициентоврасширениястелаиметаллов. Впоследнеевремяоченьбольшоераспространениеполчили мало
абаритныезер альныелампы.Отобычныхосветительныхламп ониотличаютсятольоформойолбы,начастьоторойнанесеноотражающее(алюминиевое)порытие.Особенношироотаиелампы использютсявтаназываемых«точечных»поворотныхинеповоротныхсветильниах,встраиваемыхвподвесныепотоли. Несольоиначестроеныалоенныелампына аливания, хотявсеосновныеэлементыобычныхламппристствютиздесь.В этихлампах,появившихсявсентябре1959
одавСШАипочтиодновременновСССР,дляменьшенияиспарениявольфрамаиосветлениястеноолбыиспользетсявольфрамово-алоенныйци л.В составнаполняюще
о
азавводитсянебольшоеоличество
ало
енов—соединенийэлементовседьмой
рппытаблицыМенделеева. Кэтимэлементамотносятсяфтор,хлор,бромийод.Впервые
оды послеизобретенияиспользовалисьтольосоединенияйода,поэтомвсе
ало
енныелампынааливаниявпоплярнойлитератредо сихпорчастоназываютйодными.Внастоящеевремячащеиспользют более техноло
ичные соединения брома — бромистый метан СН2Вr2 и бромистый метилен СН3Вr. При температрах от 300 до 1200оС,нонаиболееативнопри500—600оС,этивеществаобразютсвольфрамомлетчиесоединения,оторыепритемператре выше1600оСразла
аютсянавольфрами
ало
ен.Полчаетсязамнтыйцил:настенахолбы,даоседаютатомывольфрама,происходитихвзаимодействиес
ало
енамисобразованиемлетчихсоединений;припопаданиина
орячюспиральстемператройвыше 1600оСэтисоединенияразла
аютсянавольфрами
ало
ен.Вольфрамостаетсянателенаала,а
ало
енсновавходитвсоставнаполняюще
о
аза,чтобынастенахвновьсоединитьсясосевшимитам атомамивольфрама.Бла
одарятаомцилпроисходиточищение

28

стеноолбыотвольфрамаичастичноевозвращениевольфрамасо стенонателонаала. Изсазанно
оясно,чтодляосществлениявольфрамово-
ало
енно
о цила необходимы два словия: температра тела наала должнабытьнениже1600оС,атемператрастеноолбы—нениже 300,алчшевсе
о500 – 600оС.Первоесловиевлампахнааливаниявыполняетсявсе
да,таадажевсамыхмаломощныхлампах температрателанааланеменее1700оС.Длявыполнениявторо
о словияченымиинженерампришлосьнайтипринципиальноновые онстрторсиеитехноло
ичесиерешения. Преждевсе
опришлосьзначительноменьшить
абаритыламп. Первые
ало
енныелампыимелиформцилиндраснаржнымдиаметром12ммидлиной,зависящейотмощностилампы.Телонаала былосделановвидеспирали,расположеннойстро
опоосилампы (рис.12).Таалампаработаетпритемператреолбы500 – 600 оС,аино
даи Ðèñ. 12. Ëèíåéíûå выше,пришлосьзаменитьматериалолãàëîãåííûå ëàìïû бы — вместо стела олбы
ало
енных íàêàëèâàíèÿ ламп делают из более термостойо
о
варца.Малые
абаритыламппозволилииспользоватьдлянаполнениясамыйтяжелыйисамыйдоро
ойизинертных
азов—
сенон, давлениеоторо
овхолоднойлампесоставляет5 – 7,авработающей—10 – 12атмосфер. Очищениеолбызасчетвольфрамово-
ало
енно
оцилаинаполнениеолбытяжелымсенономподбольшимдавлениемпозволилизначительноповыситьтемператртеланаалаи,темсамым, световюотдачлампприодновременномвеличениисроаихслжбы. Если  нормальных осветительных ламп мощностью 500 Вт на напряжение220Всветоваяотдачаравна15лм/Втприсроеслжбы 1000часов,то
ало
еннойлампытаойжемощностиэтипараметрыравны19лм/Вти1500часов. Сейчасвмиревыпсаютсясотнитипов
ало
енныхлампнааливаниямощностьюот3-хдо20000Вт.Кромелинейнойонстрции,поазаннойнарис.12,разработаны ииз
отавливаютсяомпатныеилимало
абаритныелампы(рис.13).ПринципраÐèñ. 13. Êîìïàêòíûå ãàëîãåííûå ëàìïû ботытаихлампнеотличаетсяотлинейíàêàëèâàíèÿ ных;дляподдержаниявольфрамово-
ало
енно
оциланеобходимытежедвасловия:температрателанааланениже1600оСитемператравнтреннейповерхностиолбы нениже500оС. Высоаятемператранаолбах
ало
енныхлампзаставилаотазатьсяотиспользованияпривычныхрезьбовыхцоолей.Линейные

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

29

лампы цоолюются с двх сторон специальными торцевыми цоолями R7s, выдерживающими высоие температры. Лампы вставÐèñ. 14. Ëàìïà âî ляютсявпатроны,из
отовленныечащевсе
о âíåøíåé êîëáå изерамии.Неоторымииностраннымифирмамивыпсаютсялинейныелампы,помещенныевовнешнюювамнюолбсрезьбовымцоолем(рис.14). Вмало
абаритныхлампах,аправило,вачествецооляиспользетсясамаолбасжестофисированными выводами из вольфрамовой проволои (рис.15).Автомобильныеисамолетные
ало
енныелампыделаютсясоспециальнымицоолями. Несмотрянафизичесоеотстствие Ðèñ. 15. Öîêîëè ãàëîãåííûõ ëàìï íàêàëèâàíèÿ ао
о-либо цооля  мало
абаритных ламп,ватало
ахидр
ойтехничесойдоментациитаоеоформлениевнешнихвыводовназывается«цоолемтипаG...,GY...»;цифры послебвобозначаютрасстояниямеждвыводамивмм(например, G 6,35). Линейные
ало
енные лампы нааливания выпсаются на номинальноенапряжение127или220В,мало
абаритные—восновномнанизоенапряжение(6,3;12;24и27В). Малые
абариты
ало
енныхламппозволяютформироватьразличные световые пчи с помощью отражателей достаточно малых размеров.Бла
одаряэтомразработанобширныйассортиментзеральных
ало
енныхламп,оченьширооиспольземыхвпоследние
оды.Отражательвтаихлампахжестосоединенсолбойспециальнойвысоотемператрноймастиой.Цоольнихфизичеситажеотстствет,элементамиэлетричесо
осоединенияслжатжестиевыводыламп.Обозначенияватало
ах«цоольтипаGU...,G...» поазываютрасстояниямежд ножами и неоторые отличительные признаи
орловины отражателя(наличиеилиотстствие «соса» — смотри Ðèñ. 16. Öîêîëè çåðêàëüíûõ ãàëîãåííûõ ëàìï рис.16.). Зеральные
ало
енныелампыиз
отавливаютсясотражателямидиаметром35,51или63мм.Отражательможетбытьалюминиевымилистелянным.Основнымипараметрамитаихлампявляются осеваясиласветаи
олрассеяния,тоесть
ол,на
раницахоторо
осиласветаравнаполовинеосевой.Наиболеетипичные
лырассеяния—8,12,20,24,38и60о. Особыйинтереспредставляютлампысостелянным интерференционнымотражателем,впоплярнойиреламнойлитерат-

30

ре называемые «лампами холодноо света». Отражатель в таих лампаххорошоотражаетвидимыйсветитажехорошопропсает инфрарасное(тепловое)излчение.Посольдолятеплово
оизлчениясоставляетооло90%отмощностиламп,топрибольших
лахохватаоличестватеплавсветовомпчетаойлампыдействительнозначительноменьше,чемлампсметалличесимилистеляннымалюминированнымотражателем.Однаоприиспользовании таихлампнеследетзабыватьотом,чтовыходящеесвозьотражатель«назад»тепловоеизлчениениданеисчезаетипристанове ламп«холодно
освета»внебольшиепоразмерамсветильнииможетна
реватьихдонедопстимовысоихтемператр.

Классифиация и обозначение ламп нааливания Лампынааливанияделятсянадвебольшие
рппы:лампыобще
оназначенияиспециально
оназначения. Лампы общео назначения — это те, оторые использются в быт, для освещения административныхипромышленныхпомещений,лицит.п.Пообъемвыпса—этосамыймассовыйисточнисветапратичесивовсехстранах.Пооличествтипоразмеров лампыобще
оназначениясоставляютлишьнебольшю долювобщейноменлатрелампнааливания. Лампыобще
оназначенияиз
отавливаютсянанапряжение127 и220В(дляместно
оосвещения—на12или36В)мощностьюот15 до1000Вт.ВсетаиелампыснабженырезьбовымицоолямиЕ14, Е27илиЕ40.СцоолямиЕ14выпсаютсялампымощностьюдо60Вт, сцоолямиЕ40мощностьюот300Втиболее,сцоолемЕ27—от15 до200Вт. Лампымощностью15и25Втделаютсявамными,большей мощности—азополными. Колбыбольшинствалампобще
оназначения—аплевидные. Однаодлястановивмно
оламповыелюстрыиливбытовыесветильнии различно
о назначения делают лампы со свечеобразной, пламяобразной,цилиндричесойидр
имиформамиолб(рис.17). Для ламп с риптоновым наполнением делают олбы
рибовидной

Ðèñ. 17. Ôîðìû êîëá ëàìï íàêàëèâàíèÿ

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

31

формыименьшенныхразмеров.Рядмощностейтаихлампсодержитвсе
о4номинала:40,60,75и100Вт. Вобозначенияхлампобще
оназначенияобязательнопристствютноминальноенапряжениеимощность.ВРоссиитаиелампы выпсаютсяпоГосдарственном стандартГОСТ2239.Всоответствиисэтимстандартомналампахазываетсяненоминальное напряжение,адиапазонрабочихнапряжений(например,215 – 225В), при этом номинальным напряжением является среднее из азанных.Вмарировеламппристствютоднаилидвебвы,обозначающиетиплампы(В—вамнаясоспиральнымтеломнаала,Б—с ар
оновымнаполнениемибиспиральнымтеломнаала,БК—сриптоновымнаполнениемибиспиральнымтеломнаала,МО—дляместно
оосвещения).Послебвазываетсядиапазонрабочихнапряженийввольтахичерездефис—мощностьвваттах. Клампамобще
оосвещенияможноотнестии зеральныелампыволбахспециальнойформыс отражателемнавнтреннейилинаржнойповерхностичастиолб,цоолямиЕ14,Е27илиЕ40(взависимостиотмощностиламп).ВРоссиивмарироветаихламппристстветбваЗ. Номенлатраламп специальноо назначениязначительношире,чемлампобще
оназначения. К специальным относятся лампы для различныхвидовтранспорта(автомобильные,самолетные,железнодорожные,сдовые,трамвайные),дляиспользованиявоптичесих приборах, прожеторные, инопроеционные, миниатюрные, сверхминиатюрные,оммтаторные,деоративные,светоизмерительныеимно
иедр
ие—более4000типономиналов.Большей частьютаиелампывыпсаютсянепоГосдарственным,апоотраслевымстандартамилипотехничесимсловиямпредприятий-из
отовителей.Типыцоолей,формыолб,онстрциителнаала,номинальныенапряженияимощности—самыеразнообразные. Галоенные лампы нааливаниятажеделятсянадвебольшие
рппы—линейныеимало
абаритные(омпатные). Линейные лампы,аправило,имеютдвхстороннююцоолев с торцевыми цоолями R7s. Лампы мощностью 2000 Вт и более частоделаютбезцоолейс
ибимипроволочнымивыводамиилиплосимионтатамидлязажима«подвинт».Диапазонмощностейлинейныхламп—от100до20000Вт;номинальноенапряжение—110,127, 220В(лампызарбежно
опроизводствачастоделаютна130и230В). Линейныелампыроссийсо
опроизводствамарирютсябвамиКГ или КИ (варцевые
ало
енные или йодные) и цифрами, обозначающиминоминальноенапряжениеимощность.Ино
дапослемощнос-

32

тичерездефисставитсяещеоднацифра,азывающаямодифиацию лампы.Например,КГ220-1000-5—варцевая
ало
еннаялампамощностью1000Втнанапряжение220В,пятаямодифиация. Компатные
ало
енныелампынааливаниянанапряжение220В мощностьюот500до5000Втделаютсядляпрожеторов,использемыхприино-ителевизионныхсъемах.Этилампыимеютспециальнюонстрциюиразличныетипыспециальныхцоолей.Впоследние
одыпроизводствотаихламппостоянносоращается,та анасменимпришлиразрядныеметалло
ало
енныелампысредоземельнымиэлементами,имеющиелчшиесветотехничесиепараметры. В России омпатные
ало
енные лампы нааливания на высооенапряжениенепроизводились. Кажебылосазано,мало
абаритныелампынааливанияделаются на низие напряжения (от 6 до 36 В); диапазон мощностей таихламп—от3до200Вт. ВРоссиивобозначениимало
абаритных
ало
енныхламппристствютбвыКГМилиКГМН(варцевая
ало
еннаямало
абаритнаяилиминиатюрная),АКГ(автомобильнаяварцевая
ало
енная), КГСМ(варцевая
ало
еннаясамолетнаямало
абаритная),далее— цифры, азывающие номинальное напряжение, и через дефис — мощность.Уавтомобильныхлампсдвмятеламинаала(«ближний» и«дальний»свет)азываетсямощностьаждо
оизних. Улампсотражателямивобозначении,роменапряженияи мощности,должныазываться
олрассеянияидиаметротражателя. Наиболеешироийассортиментлампнааливанияаобще
о, таиспециально
оназначения,втомчислеи
ало
енных,производится фирмами Osram (Германия), Philips (Голландия), General Electric(США). Наилчшиеачественныепоазатели
ало
енныхлампдости
нтыфирмойBLV(Германия). В России производство
ало
енных ламп нааливания осществляется Сарансим производственным объединением ЛИСМА, Уфимсим элетроламповым заводом и Опытным заводом ВНИИ источниовсвета(. Саранс). Линейные
ало
енныелампы,восновном,применяютсявпрожеторахдляосвещенияотрытыхпространств,фасадовзданий,реламныхщитовит.п.Мало
абаритные
ало
енныелампысотражателямииливсветильниахиспользютсядляацентирюще
оосвещения мзейныхивыставочныхэспонатов,тор
овыхвитрин,внастольных светильниахит.п.Лампыбезотражателей,ромеацентирющихи «точечных»светильниов,использютсявовсевозможныхоптичесих исветоси
нальныхприборах.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

33

Необходимо иметь в вид, что из-за специфии физио-химичесихпроцессовбольшинстволинейных
ало
енныхлампможет работать тольо в
оризонтальном положении с масимальным
ломналона4о .Придр
ихположениях
оренияверхний онецлампбыстротемнеетисрослжбызначительносоращается.Мало
абаритные
ало
енныелампымо
тработатьвлюбом положении. Наонец, следет сазать, что
ало
енные лампы нааливания значительно(в10иболеераз)дорожеобычных,таавнихиспользютсяболеедоро
иематериалы(варц,сенон),и,ромето
о,техноло
ияихиз
отовления
ораздосложнееитребетислючительно высоойльтрыпроизводства.Поэтомприменятьварцевые
ало
енныелампыследеттольотам,
деэтодействительнонеобходимо, несмотря на то, что их параметры значительно превосходят параметрыобычныхламп. Несольословнеобходимосазатьолампахволбахизпрессованноо стела с отражателем на внтренней поверхности (та называемыхPAR-лампах).Вэтихлампахсовмещаютсяфнцииисточниасветаисветильниа.Каправило,лампытипаPARпредназначеныдляработынанапряжении220В,снабженыцоолемЕ27и мо
тврчиватьсявобычныепатроны.Внтреннийотражательформиреттребемюривюраспределениясилысвета,поэтомприменениеаой-либовнешнейоптиинетребется.Параметрытаих лампстпаютпараметраммало
абаритныхлампсотражателем,но, посольонимо
твлючатьсяпрямовсеть220Вбезпонижающе
отрансформатора,тоспроснанихдостаточновели.Основнаяобластьприменениязеральныхлампволбахизпрессованно
остела—ацентирющееосвещениевитринитор
овыхзалов. ЗначительнораньшелампPARпоявилисьавтомобильныеисамолетныелампы-фары,тажесовмещающиевсебефнцииисточниовсветаиосветительныхприборов.Лампы-фарыиз
отавливаютсяволбахизпрессованно
остеласотражателемнанаржнойсторонеолбы.Этилампыпредназначеныдляработынанизомнапряжении(12или27В)иснабженыспециальнымицоолями. Втаблицах2,3,4даныпараметрынеоторыхтиповлампнааливания.Параметрыотечественныхизарбежныхлампобще
оназначения различаются незначительно. Параметры
ало
енных ламп зарбежно
опроизводстванесольовыше,чемроссийсих.Например,срослжбынеоторыхтиповнизовольтныхГЛНфирмы BLV (Германия)дости
ает10000часовприсветовойотдаче22лм/Вт,таихжелампфирмыPhilips—4000часов,втовремяаанало
ичныхлампроссийсо
опроизводства—2000часов.

34

Таблица2

Параметрылампобщеоназначения

Таблица3

Параметрылинейныхварцевыхалоенныхламп

Таблица4

Параметрымалоабаритныхварцевыхалоенныхламп

4.3. Ãàçîðàçðÿäíûå èñòî÷íèêè ñâåòà К
азоразряднымилипросторазряднымисточниамсветаотносятся все люминесцентные лампы (в том числе омпатные и

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

35

безэлетродные),металлоалоенные,натриевыевысоо
оинизо
одавления,сеноновые,неоновыеидр
ие. Всеразрядныелампыделятсянатри
рппы:низоо,высоооисверхвысооодавления.Эти
рппыдостаточносильноразличаютсяпофизиепротеающихвнихпроцессов,параметрам,областямприменения. Чемжеотличаютсяразрядныеисточниисветаоттепловых? Есливтепловыхисточниахсветобразетсязасчетна
ревавольфрамовойпроволоидооченьвысоихтемператр,товразрядных источниахсветвозниаетврезльтатеэлетричесо
оразрядамежд двмяэлетродами.Спетральныйсоставвозниающе
оприразрядеизлченияопределяетсясоставом
аза,воторомпроисходитразряд.Яростьсвечениязависитнетольоотсостава
аза,ноиоте
о давленияиотвеличинытоаразряда. Несмотрянавсемно
ообразиеразрядныхисточниовсвета,есть двапринципиальнейшихмомента,объединяющихвсеэтиисточнии водн
рпп.Рассажемобэтихмоментахподробнее. Изшольно
орсафизиинамзнаомзаонОма:напряжение на аом-либо стройстве, через оторое протеает элетричесий то,равнопроизведениютоанаэлетричесоесопротивлениеэто
остройства.Значит,сростомтоабдетрастиинапряжениена этомстройстве.Этомзаонподчиняютсявсеэлетричесиеприборы—лампынааливания,элетромоторы,элетричесиепечии т.п.Все,ромеприборовс
азовымразрядом.Вотличиеотвсехостальныхэлетричесихстройств,напряжениена
азоразрядномпромежтесростомтоаневеличивается,аменьшается. На рис. 18 поазана типичная зависимостьнапряженияоттоана
азоразрядном промежте. Таая зависимостьназываетсявольт-ампернойхаратеристиой.Кроме«падающе
о»харатера зависимости напряжения от тоа, на этом рисне видна еще одна особенность элетричесо
о разряда в
азах:наличиенеой«точипере
иба», Ðèñ. 18. Âîëüòàìïåðíàÿ послеоторойхаратеристиаполчает õàðàêòåðèñòèêà «падающий»вид.Прямаялиния,паралãàçîâîãî ðàçðÿäà лельнаяосиХнарис.18,—этонапряжениеэлетричесойсети,питающей
азовыйразряд,например,привычныедлянас220В.Мывидим,что«точапере
иба»лежитвыше напряжениясети.Величинанапряжениявэтойточезависитоточень мно
ихфаторов:расстояниямеждэлетродами;родаидавления
аза,воторомпроисходитразряд;температрыэлетродов;нали-

36

чия внешних ионизирющих излчений (радиоативно
о, осмичесо
о,рент
еновсо
оит.п.)имно
о
одр
о
о. Вовремя
орениялампынапряжениенанейзначительнониже сетево
о. Но для то
о, чтобы разряд возни,  элетродам должно бытьприложенонапряжениененижето
о,отороесоответствет«точепере
иба».Этонапряжениеназывается«напряжением возниновенияразряда»иличаще«напряжениемзажиания» Падающийхаратервольт-ампернойхаратеристииозначает, что если мы аим-либо образом не о
раничим то разряда, то он бдетвеличиватьсядотехпор,поаприборневыйдетизстроя.Это свойство,атаженаличиенапряжениязажи
ания,больше
о,чемнапряжениесети,иявляютсятемисамымидвмяопределяющимифаторами,оторымиэлетричесийразрядв
азахотличаетсяотвсех остальных потребителей элетричесой энер
ии. Из-за этих фаторовразрядныеисточниисветанемо
твлючатьсявэлетричесю сетьнепосредственно,аэтомывиделинапримерелампнааливания.Длявлючениялюбо
оразрядно
оисточниасветанеобходимы дополнительные стройства, оторые выполняют две обязательные фнции:обеспечиваютподачнапряжениянеменьшенапряжения зажи
анияио
раничиваютторазряданатребемомровне. Рассмотримнеоторыенаиболеераспространенныетипыразрядныхисточниовсвета.

4.3.1. Ëþìèíåñöåíòíûå ëàìïû Люминесцентные лампы — второй в мире по распространенностиисточнисвета,авЯпониионизанимаютдажепервоеместо, обо
нав лампы нааливания. Еже
одно в мире производится более одно
омиллиардалюминесцентныхламп. Первыеобразцылюминесцентныхлампсовременно
отипабыли поазаныамериансойфирмойGeneralElectricнаВсемирнойвыставевНью-Йорев1938
од.За65летсществованияонипрочно вошливнашжизнь,исейчасжетрднопредставитьаой-нибдь рпныйма
азинилиофис,воторомнебылобыниодно
осветильниаслюминесцентнымилампами. Люминесцентнаялампа—этотипичныйразрядныйисточни светанизо
одавления,воторомразрядпроисходитвсмесипаров рттииинертно
о
аза,чащевсе
о—ар
она.Устройстволампыпоазанонарис.19.Колбалампы—этовсе
дацилиндр1изстелас наржнымдиаметром38,26,16или12мм.Цилиндрможетбытьпрямымилиизо
нтымввидеольца,бвыUилиболеесложнойфи
ры.Вторцевыеонцыцилиндра
ерметичновпаяныстелянныеножи2,наоторыхсвнтреннейсторонысмонтированыэлетроды3. Элетродыпоонстрцииподобныбиспиральномтелнаалаламп

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

37

Ðèñ. 19. Óñòðîéñòâî ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï

нааливанияитажеделаютсяизвольфрамовойпроволои.Внеоторыхтипахлампэлетродысделаныввидетриспирали,тоестьспирали из биспирали. С наржной стороны элетроды подпаяны  штырьам4цооля5.ВпрямыхиU-образныхлампахиспользется тольодватипацоолей—G5иG13(цифры5и13азываютрасстояниемеждштырьамивмм). Каивлампахнааливания,изолблюминесцентныхлампвоздхтщательноотачиваетсячерезштенель6,впаянныйводниз ноже.Послеотачиобъемолбызаполняетсяинертнымазом7и вне
овводитсярттьввиденебольшойапли8(массарттиводнойлампеобычноооло30м)иливвидетаназываемойамальамы,тоестьсплаварттисвисмтом,индиемидр
имиметаллами. Набиспиральныеилитриспиральныеэлетродылампвсе
да наноситсяслойативирющеовещества—этообычносмесь оисловбария,стронция,альция,ино
даснебольшойдобавой тория. Еслилампеприложенонапряжениебольшее,чемнапряжение зажи
ания,товнеймеждэлетродамивозниаетэлетричесийразряд,тооторо
ообязательноо
раничиваетсяаими-либовнешнимиэлементами.Хотяолбанаполненаинертным
азом,внейвсе
да пристствютпарыртти,оличествооторыхопределяетсятемператройсамойхолоднойточиолбы.Атомырттивозбждаютсяи ионизирютсявразряде
ораздоле
че,чематомыинертно
о
аза, поэтом и то через ламп, и ее свечение определяются именно рттью. Врттныхразрядахнизо
одавлениядолявидимо
оизлчения непревышает2%отмощностиразряда,асветоваяотдачарттно
о разряда—все
о5 – 7лм/Вт.Ноболееполовинымощности,выделяемойвразряде,превращаетсявневидимоельтрафиолетовоеизлчениесдлинамиволн254и185нм.Изфизииизвестно:чеморочедлинаволныизлчения,тембольшейэнер
иейэтоизлчение обладает.Спомощьюспециальныхвеществ,называемыхлюминофорами,можнопревратитьодноизлчениевдр
ое,причем,позаонсохраненияэнер
ии,«новое»излчениеможетбытьтольо«менееэнер
ичным»,чемпервичное.Поэтомльтрафиолетовоеизлчениеможнопревратитьввидимоеспомощьюлюминофоров,авидимоевльтрафиолетовое—нельзя.

38

Всяцилиндричесаячастьолбысвнтреннейстороныпорыта тонимслоемименнотао
олюминофора9,оторыйипревращает льтрафиолетовое излчение атомов ртти в видимое. В большинствесовременныхлюминесцентныхлампвачествелюминофораиспользется
алофосфатальциясдобавамисрьмыимар
анца(а
оворятспециалисты,«ативированныйсрьмойимар
анцем»).При облчении тао
о люминофора льтрафиолетовым излчением он начинаетсветитьсябелымсветомразныхоттенов.Спетризлчения люминофора — сплошной с двмя масиммами—ооло480и580нм(рис. 20).Первыймасиммопределяетсяналичием срьмы, второй — мар
анца. Меняясоотношениеэтихвеществ(ативаторов), можно полчить белый свет разныхцветовыхоттенов—оттепло
о додневно
о.ТаалюминофорыпреÐèñ. 20. Ñïåêòð èçëó÷åíèÿ вращаютввидимыйсветболееполови«ñòàíäàðòíûõ» нымощностиразряда,тоименноихсвеëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï чениеопределяетсветотехничесиепараметрыламп. В70-е
одыминвше
овеаначалиделатьлампынесодним люминофором,астремя,имеющимимасиммыизлчениявсиней, зеленойираснойобластяхспетра(450,540и610нм).Этилюминофорыбылисозданыпервоначальнодляинесоповцветно
отелевидения,
де с их помощью далось полчить вполне приемлемое воспроизведениецветов.Комбинациятрехлюминофоровпозволила ивлампахдобитьсязначительнолчшейцветопередачиприодновременномвеличениисветовойотдачи,чемприиспользовании
алофосфатаальция.Однаоновыелюминофоры
ораздодорожестарых, та а в них использются соединения редоземельных элементов—европия,церияитербия.Поэтомвбольшинствелюминесцентныхламппо-прежнемприменяютсялюминофорынаоснове
алофосфатаальция. Элетродывлюминесцентныхлампахвыполняютфнцииисточниовиприемниовэлетроновиионов,засчетоторыхипротеаетэлетричесийточерезразрядныйпромежто.Длято
очтобы элетроныначалипереходитьсэлетродоввразрядныйпромежто (а
оворят,дляначалатермоэмиссииэлетронов),элетродыдолжныбытьна
ретыдотемператры1100 – 1200о С.Притаойтемператревольфрамсветитсяоченьслабымвишневымцветом,испарениее
ооченьмало.Нодлявеличенияоличествавылетающихэлетроновнаэлетродынаноситсяслойативирюще
овещества,оторое значительно менее термостойо, чем вольфрам, и при работе

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

39

этотслойпостепеннораспыляетсясэлетродовиоседаетнастенах олбы.Обычноименнопроцессраспыленияативирюще
опорытияэлетродовопределяетсрослжбыламп. Для достижения наибольшей эффетивности разряда, то есть длянаибольше
овыходальтрафиолетово
оизлченияртти,необходимо поддерживать определенню температр олбы. Диаметр олбывыбираетсяименноизэто
отребования.Вовсехлампахобеспечивается примерно одинаовая плотность тоа — величина тоа, деленнаянаплощадьсеченияолбы.Поэтомлампыразноймощности в олбах одно
о диаметра, а правило, работают при равных номинальныхтоах.Падениенапряженияналампепрямопропорциональноеедлине.Атаамощностьравнапроизведениютоана напряжение,топриодинаовомдиаметреолбимощностьламппрямопропорциональнаихдлине.Усамыхмассовыхлампмощностью 36 (40) Вт длина равна 1210 мм,  ламп мощностью 18 (20) Вт— 604мм. Большаядлиналамппостояннозаставлялаисатьптиееменьшения.Простоеменьшениедлиныидостижениенжныхмощностей за счет величения тоа разряда нерационально, та а при этом величиваетсятемператраолбы,чтоприводитвеличениюдавленияпароврттииснижениюсветовойотдачиламп.Поэтомсоздатели ламп пытались меньшить их
абариты за счет изменения формы — длинню цилиндричесю олб с
ибали пополам (U-образныелампы)иливольцо(ольцевыелампы).ВСССРжев50-е
одыделалиU-образныелампымощностью30Втволбедиаметром 26ммимощностью8Втволбедиаметром14мм. Однао ардинально решить проблем меньшения
абаритов лампдалосьтольов80-е
оды,о
даначалииспользоватьлюминофоры,допсающиебольшиеэлетричесиена
рзи,чтопозволилозначительноменьшитьдиаметролб.Колбысталиделатьиз стелянныхтрбоснаржнымдиаметром12ммимно
оратноиз
ибать их, соращая тем самым общю длин ламп. Появились та называемые
омпа
тные люминесцентные лампы. По принцип работыивнтреннемстройствомпатныелампынеотличаются отобычныхлинейныхламп. Всередине90-х
одовнамировомрынепоявилосьновоепоолениелюминесцентныхламп,вреламнойитехничесойлитератреназываемое«серией Т5»(вГермании—Т16).Уэтихлампнаржныйдиаметролбыменьшендо16мм(или5/8дюйма,отсюдаи названиеТ5).Попринципработыонитаженеотличаютсяотобычныхлинейныхламп.Вонстрциюлампвнесенооднооченьважное изменение—люминофорсвнтреннейстороныпорыттонойзащитнойпленой,прозрачнойидляльтрафиолетово
о,идлявиди-

40

мо
оизлчения.Пленазащищаетлюминофоротпопаданиянане
о частиц ртти, ативирюще
о порытия и вольфрама с элетродов, бла
одарячемислючается«отравление»люминофораиобеспечиваетсявысоаястабильностьсветово
опотоавтечениесроаслжбы.Измененытажесоставнаполняюще
о
азаионстрцияэлетродов,чтосделалоневозможнойработтаихлампвстарыхсхемах влючения.Кромето
о—впервыес1938
ода—измененыдлины ламптаимобразом,чтобыразмерысветильниовснимисоответствовалиразмерамстандартныхмодлейоченьмодныхсейчасподвесныхпотолов. Люминесцентныелампы,особеннопоследне
опооленияволбахдиаметром16мм,значительнопревосходятлампынааливания посветовойотдачеисрослжбы.Дости
нтыесе
однязначения этихпараметровравны104лм/Вти40000часов. Однаолюминесцентныелампыимеютимножествонедостатов,оторыенеобходимознатьичитыватьпривыбореисточниов света: 1.Большие
абаритылампчастонепозволяютперераспределятьсветовойпотонжнымобразом. 2.Вотличиеотлампнааливания, световой пото люминесцентных ламп сильно зависит от оржающей температры(рис.21). 3. В лампах содержится ртть — очень ядовитый металл, что делает их эоло
ичесиопасными. Ðèñ. 21. Çàâèñèìîñòü 4.Световойпотолампстанавлиñâåòîâîãî ïîòîêà ваетсянесразпослевлючения,аспëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï стянеотороевремя,зависящееотонîò òåìïåðàòóðû стрциисветильниа,оржающейтемператры и самих ламп. У неоторых типов ламп, в оторые ртть вводитсяввидеамаль
амы,этовремяможетдости
ать10 – 15минт. 5.Глбинапльсацийсветово
опотоазначительновыше,чем лампнааливания,особеннолампсредоземельнымилюминофорами. Это затрдняет использование ламп во мно
их производственных помещениях и, роме то
о, отрицательно сазывается на самочвствиилюдей,работающихпритаомосвещении. 6.Кабылосазановыше,люминесцентныелампы,аивсе
азоразрядныеприборы,требютдлявлючениявсетьиспользованиядополнительныхстройств. Нарис.22поазанасамаяпростаяираспространеннаясхема влючениялюминесцентныхламп—стартерно-дроссельная.Дляо
раничениятоачерезлампнатребемомровнеиспользетсядрос-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

41

сель1.Параллельнолампеипоследовательно 1 с обоими ее элетродами влючен стартер 2. Стартер — это тоже
азоразрядный прибор, оторыйдолжендовлетворятьодномтребованию: напряжение зажи
ания разряда в нем 2 должнобытьниженапряжениясети,новыше напряжения
орениялампы.Одинизонтатов Ðèñ. 22. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ встартеределаетсяввидеджиизбиметалëþìèíåñöåíòíûõ личесойленты,тоестьизленты,полченной ëàìï птем жесто
о соединения двх металлов с разными тепловыми оэффициентами расширения(рис.23). Приподаченапряжениянатаюсхемвстартеревозниаетразряд,итоидетпоцепи:дроссель —одинэлетродлампы—стартер—др
ойэлетродлампы.Величинаэто
отоао
раниченадроссе- Ðèñ. 23. Óñòðîéñòâî лем.Тона
реваетэлетродылампыистартера,биñòàðòåðà металличесийэлетродстартераначинаетраспрямлятьсяиваой-томоментзамыаетсясдр
имэлетродом.После замыания элетроды стартера начинают остывать и через неотороевремяразмыаются.Вмоментразмыаниянадросселеобразетсябольшойимпльснапряжения.Элетродылампыэтомвремениспеваютна
ретьсядотемператры,достаточнойдляэмиссииэлетроновизних.Еслиимпльснапряжениянадросселеналожитсяна сетевоенапряжениевнжныймомент(«совпадетпофазе»),тосмманапряженийсетиидросселяможетоазатьсябольшенапряжения зажи
аниялампыспро
ретымиэлетродами,илампаза
орится.Та авероятностьэто
одостаточномала,лампапочтинио
данеза
орается с первой попыти — всем хорошо известно ми
ание лампы привлючении.Этими
аниянеприятныиявляютсяещеоднимнедостатом люминесцентных ламп. Стартер при ми
аниях создает заметныерадиопомехи,поэтомпараллельноемвлючаетсяпомехоподавляющий
онденсатор(онстртивностартерионденсатор объединеныводноморпсе). Дроссельнетольообеспечиваетзажи
аниеламп,ноио
раничиваетточерезнихврабочемрежиме.Вдросселетеряетсяопределеннаямощность,непроизводяниао
оположительно
оэффета,тоестьдроссельявляетсяабылишнейна
рзой—балластом.Величинабалластноймощностизависитотачествадросселяи протеающе
опонемтоа.Поровнюпотерьмощностивстранах Европейсо
оСоюза,СШАиКанадедросселиделятсянатриласса: D—собычными,С—спониженными,В—сособонизимипотерями. В лчших дросселях для ламп мощностью 36 (40) Вт теряется

42

ооло6ватт(примерно15%мощностилампы);маломощныхламп (4-11Вт)потеримощностивдросселяхмо
тбытьравнымощности самихламп.Поэтомсветоваяотдачалампвреальныхсветильниах все
да ниже той, оторая азывается в доментации для «
олых» ламп. Таблица5

Потеримощностивдросселях

Дросселисоздаютещеодиннеприятныймомент—сдвифазмеждтооминапряжением.Напряжениевэлетросетяхимеетсинсоидальнюформ. Если в лампах нааливания то все
да совпадаетпофазеснапряжениемиточноповторяете
оформ(рис.24),тов любом дросселе то отстает от напряжениянааю-тодолюпериода,отораяизмеряетсяв
радсах.Еслиполный Ðèñ. 24. Ôîðìà òîêà â ëàìïàõ íàêàëèâàíèÿ è периодравен360о,то«чистый»дроссель ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìïàõ вызывает отставание тоа от напряжео нияровноначетвертьпериодаилина90 .Всовопностислампой этот«сдви
пофазе»все
даменьше90о изависитотачествасамо
о дросселя. На этиетах дросселей во всех странах азывается не сам
ол,наоторыйтоотстаетотнапряженияпривлючениидросселяслампойсоответствющеймощности,аосинсэто
о
ла— соs ϕ,называемыйтаже« оэффициентоммощности».На
лядно пояснитьсмыслизначениесоsϕможноследющимпримером.Представимсебе,чтотоинапряжение—этопаралошадей,тянщих однповоз.Еслиобелошадитянтповозводнсторон,иначе
оворя,междниминет«сдви
апофазе»,тоэффетотэтойпары бдетнаибольшим.Ноеслиоднаизлошадейвздмаетизменитьнаправлениедвижения,торезльтатбдеттемхже,чембольшебдет 
ол,подоторымпотянетвзбрынвшаялошадь,тоестьчемменьшебдетосинс
ламежднаправлениямитя
идвхлошадей. Еслисдви
апофаземеждтооминапряжениемнет,томощность,потребляемаяотсети,равнапроизведениютоананапряже-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

43

ние.Ноеслиэтотсдви есть,томощностьсладываетсяиздвхсоставляющих—ативнойиреативной.Ативнаямощность—этота, отораяпроизводитполезнюработ(внашемслчае— енерирет свет).Онабдетопределятьсяпроизведениемжетрехвеличин— тоа,напряженияиосинса ла,наоторыйтоотстаетотнапряжения: Ð = U I cos ϕ . Интересно отметить, что счетчии элетроэнер ии читывают тольоативнюмощность.Поэтомприлюбомсдви ефазмыбдемплатитьтольозапотребляемюативнюэнер ию(произведениеативноймощностинавремя).Нотооваяна рзанапровода бдетменятьсяприэтомобратнопропорциональноcosϕ: I = P / U cos ϕ . Кромена рзинапровода,низоезначениесоsϕ величивает на рзтрансформаторныхподстанцийи,вонечномито е,элетростанций.Поэтомвовсехстранахдлявсехрпныхпотребителей элетроэнер иивеличинасоsϕжестонормирется. Чтобывеличитьсоsϕ,производитсяе о
омпенсация.Дляэто овсветильниахслюминесцентнымиидр имиразряднымилампамивлючаетсяещеодинэлемент—
омпенсир ющий
онденсатор.Схемывлючениятао оонденсаторамо тбытьразными; всеихвариантыпоазанынарис.25.Чащевсе оиспользетсясхема параллельнойомпенсации(а),позволяющаяподнятьзначенияcosϕ до0,85.

Ðèñ. 25. Ñõåìû êîìïåíñàöèè êîýôôèöèåíòà ìîùíîñòè

Следет назвать еще одно неприятное явление, связанное с дросселями,—вседросселиприработеначастоте50 Гцсоздают

дящийзвтойилиинойинтенсивности.Поровнюпроизводимо о шма дроссели делятся на четыре ласса: с нормальным, пониженным,оченьнизимиособонизимровнемшма(всоответствии сГОСТ19680онимарирютсябвамиН,П,СиА). Влитератредросселичастоназывают«п с
оре лир ющимиаппаратами»(ПРА).Этоабсолютноневерноеназвание,таа изсазанно овышеясно,чтодроссельсампосебенеможетобеспечитьни«пс»ламп,ниихре лирование.Длязажи аниялампне-

44

обходимоналичиенетольодросселя,ноистартера,аре лирование светово о потоа — это очень сложная техничесая проблема, оторюдалосьрешитьтольовпоследние оды. Тааоднимизсловийработыстартерно-дроссельнойсхемы влючения люминесцентных ламп является то, что напряжение зажи аниястартерадолжнобытьвыше,чемнапряжение орениялампы,топослезажи аниялампыстартерабывылючаетсяизработы,иточерезне онеидет.Следовательно,неидетитопро рева элетродовлампы,адляна реваэлетродовиобеспечениядостаточнойэмиссииэлетроновизниххватаеттоаразряданормально работающейлампы.Еслижемыначнемре лироватьсветовойпото лампыменьшениемтоаразряда,тоэто отоанехватитдляразо реваэлетродовдонжнойтемператры,разрядделаетсянестойчивым,илампа аснет.Еслимыхотимре лироватьсветовойпото ламп,тонеобходимоаим-либообразомобеспечитьна ревэлетродовдотребемойтемператры.Именнопоэтомдол оевремясчиталось,чтолюминесцентныелампывообщенеподдаютсяре лированию. Мно иенедостатилюминесцентныхлампидросселейстраняютсяприиспользовании эле
тронных высо
очастотных аппаратовв
лючения. В последние оды таие аппараты стали же достаточно привычными:встранахЕвропейсо оСоюзаоолополовинывсехсветильниов с люминесцентными лампами делается с элетронными схемамивлючения(вШвециииАвстриидажебольшеполовины).К сожалению,внашейстранетаиеаппаратыиспользютсяещенедостаточношироо. Нарис.26изображенапрощеннаябло-схемаэлетронно о аппарата влючения ламп. Аппаратсодержитдваобязательныхзла—выпрямительсетеÐèñ. 26. Áëîê-ñõåìà ýëåêòðîííîãî воонапряжения1ипреобраàïïàðàòà âêëþ÷åíèÿ зовательвыпрямленно онапряженияввысоочастотноепеременное2.Напряжениесвыходапреобразователячерез силительмощности3илибезне оподается наламп4,влюченню,аивстандартныхстартерно-дроссельных схемах, через дроссель 5. Та а частота напряжения на выходе преобразователявысоая(20-40Гц),торазмерыимассадросселя

ораздоменьше,чемнеобходимыедляработылампначастоте50Гц. Вместо стартера параллельно лампе обычно влючается онденсатор6.Дроссель5ионденсатор6образютпоследовательныйрезонансный онтр. Из физии известно, что при совпадении частоты

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

45

резонансацепочиизпоследовательновлюченныхдросселяионденсаторасчастотойподаваемо онанеенапряжениясммарноесопротивлениетаойцепочиравнонлю.Точерезнееинапряжение на аждом из элементов схемы величиваются до бесонечности. Реальновэлетронныхаппаратахвлючениячастотанапряженияна выходепреобразователя2близарезонанснойчастотецепочииз дросселя5ионденсатора6(нонио данеравнаей!).Поэтомпри влючении аппарата через элетроды лампы протеает то, достаточныйдляихразо ревадонеобходимойтемператры,анаонденсаторе6создаетсянапряжение,необходимоедлявозниновенияразрядавлампесподо ретымиэлетродами.Послезажи аниялампы напряжениенанейпадаетдонапряжения орения,ачастотанапряженияпреобразователяавтоматичесиизменяетсята,чтобычерез ламппротеалтозаданнойвеличины. Кроменазванныхзлов,вбольшинствесовременныхаппаратов имеетсяещебло
 правления7.Онвыполняетдвефнции:стабилизациюто
алампыприолебанияхсетево онапряженияи
орре
цию
оэффициентамощности.Коэффициентмощности,обычнообозначаемый речесойбвой λ,—этоотношениемощности, потребляемой лампой вместе с аппаратом,  произведению тоа и напряжения:λ =Р/UI.Присинсоидальнойформетоаинапряженияоэффициентмощности—этототсамыйсоs ϕ,оотороммы

оворилиприрассмотрениистартерно-дроссельнойсхемывлючения.Ноприпитаниилампчерезэлетронныеаппаратыформатоа исажается(а оворят,«втоепоявляютсявысшие армонии»)и оэффициентмощностиженесовпадаетсcos ϕ.Улчшихсовременныхаппаратовоэффициентмощностиблизо1(0,95 – 0,99). Фнцииисправленияформыпотребляемо отоа(«подавлениевысших армони»)обычновыполняетвходнойфильтрввыпрямителе1. Внеоторыхаппаратахблоправления7выполняетещеодн фнцию—обеспечиваетре лированиесветовоопото
аламп, чащевсе озасчетизменениячастотынапряженияпреобразователя 2.Стро о оворя,тольотаиеаппаратыимо тназыватьсяпсоре лирющими,таатольоониобеспечиваютипсламп,ире лированиеихсветово опотоа. Принципиальное отличие элетронных схем влючения люминесцентныхлампотстартерно-дроссельныхзалючаетсявтом,что лампывтаихсхемахпитаютсятоомвысоойчастоты,обычно20 – 40Гц,вместо50Гц.Высо
очастотноепитаниелампдаетследющиеположительныерезльтаты: 1.Из-заособенностейвысоочастотно оразрядавеличивается световая отдача ламп. Это величение тем больше, чем ороче лампа:лампмощностью36(40)Втсветоваяотдачавозрастаетпри-

46

мерно на 10 %,  ламп мощностью 18 (20) Вт — на 15 %,  ламп мощностью4Вт—на40%. 2.Глбинапльсацийсветово опотоасчастотой100Гцменьшаетсяпримернодо5%. 3.Ислючаютсязвовыепомехи,создаваемыедросселями. 4.Ислючаетсями аниеламппривлючении. 5.Ислючаетсянеобходимостьомпенсацииcosϕ. 6.Засчетислючениями анийпривлючениииточно опро реваэлетродовповышаетсясрослжбыламп(дополторараз). 7.Появиласьвозможностьре лированиясветово опотоаламп. 8. Элетронные аппараты значительно ле че, чем дроссели и омпенсирющиеонденсаторы. Таим образом, элетронные аппараты влючения страняют большинствонедостатовлюминесцентныхлампсостартерно-дроссельнымисхемамивлючения.Ноэтиаппаратыимеютисвойнедостато,препятствющийихповсеместномвнедрению:ценаэле
тронныхаппаратоввомно оразвыше,чемдросселей,стартерови омпенсирющихонденсаторов,вместевзятых.Но,темнеменее, ажебылосазано,встранахЕвропейсо оСоюзадолясветильниов с элетронными аппаратами приближается  50 % всех светильниовслюминесцентнымилампами. Необходимоотметить,чтолюминесцентныелампыново опооления в олбах диаметром 16 мм принципиально мо т работать тольосэлетроннымиаппаратами.Этообстоятельстводаетдополнительныепреимществасветильниамстаимилампами. Поис омпромисса межд очевидными преимществами люминесцентныхламппередлампаминааливанияионсерватизмом нашихпривычепривелвначале80-х одовминвше овеапоявлениютаихлюминесцентныхламп,оторыемо либыврчиваться вобыновенныепатроныалампынааливания.Дроссельистартервтаихлампахразмещалисьвспециальном«адаптере»сцоолемЕ27,аолбалампымно оратноиз ибаласьдлямасимально о меньшения абаритов и порывалась сверх деоративным олпаом,обеспечивающимтажеизащитлампотполомопристановевпатрон.Таиелампымощностью13и18ВтвыпсалисьрпнейшимифирмамиOsramиPhilips,апозжеидр ими,ношироо о распространениянеполчили:массаихбылаооло400 раммов,что пратичеси ислючало возможность их применения в настольных, настенныхиподвесныхмно оламповыхсветильниах. Положениеореннымобразомизменилосьспоявлениемэлетронных аппаратов влючения и омпатных люминесцентных ламп. Масси абаритылампдалосьменьшитьнастольо,чтолюминесцентныелампысэлетроннымиаппаратамиирезьбовымицооля-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

47

Ðèñ. 27. Ôîðìû êîìïàêòíûõ ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï

миЕ27иЕ14сталивполнеонрентоспособнымиизделиями.Сейчасвмирееже одновыпсаетсяболее300миллионовтаихламп,и производствоихнепрерывнорастет,особенновКитаеистранахЮ оВосточнойАзии.Постояннорасширяетсяиноменлатратаихламп. Диапазонмощностейсовременныхомпатныхлюминесцентныхламп, объединенных(«интерированных»)сэлетроннымиаппаратамии оснащенныхцоолямиЕ27илиЕ14,—от3до120Вт;лампывыпсаютсясразличнойцветностьюизлчения,разнойонфи рации,сдеоративнымивнешнимиолбами,сотражателямиидр ие(рис.27).

Классифиация и обозначение люминесцентных ламп Все люминесцентные лампы можноразделитьнадвебольшие рппы:линейныеиомпатные.Небольшойассортимент ольцевых и U-образных ламп можноотнестилинейным,тааони делаютсяволбахтаихжедиаметрови имеютблизиепараметры. Линейныелампымассово оприменения выпсаются в олбах диаметром 38, 26 и 16мм(иностранноеобозначение—Т12,Т8иТ5,то есть12/8,8/8и5/8дюйма).НемецаяфирмаOsram делает еще лампы Т2 диаметром ооло 7 мм, но этилампыприменяютсяпоатольовсанерахи

48

др ойрепро рафичесойаппаратре,анедляобще оосвещения.В последние одызарбежомвыпслампволбахдиаметром38мм пратичесипреращен.Стандартныйрядмощностейлинейныхламп невели:4,6,8,13,15,18,20,30,36,40,58,65и80Вт.Вабсолютном большинстве современных светильниов использются лампы тольотрехноминаловмощности:18,36и58Вт.ВРоссииещепродолжаетсявыпслампмощностью20,40,65и80Втволбахдиаметром38мм. Ка же было сазано, лампы разной мощности различаются длинойолб—от136до1514мм(сцоолями). Вотличиеотлампнааливания,налюминесцентныхлампахнио данеазываетсянапряжение,наотороеонидолжнывлючаться,таавзависимостиотприменяемойсхемывлюченияоднаи тажелампаможетработатьприсамыхразныхнапряжениях—апо величине (от несольих вольт до сотен вольт), та и по род тоа (переменныйилипостоянный). Лампыаждоймощностивыпсаютсясразличнойцветностью излчения.ВРоссиипоГОСТ6825становленопятьцветностейбело освета:тепло-белый,белый,естественный,холодно-белыйидневной,обозначаемыебвамиТБ,Б,Е,ХБиД.Кромебелыхлампразнойцветности,производятсяцветныелюминесцентныелампы—расные,желтые,зеленые, олбыеисиние(К,Ж,З,ГиС). ЦветностьизлчениялампприблизительноможетбытьохаратеризованацветовойтемператройÒцв.Тепло-белойцветностисоответстветÒцв=2700 – 3000К;белой—Òцв=3500К;холодно-белой—Òцв= 4200К;естественной—Òцв=5000К;дневной—Òцв=6000 – 6500К. Вмарировелампзарбежно опроизводстваао о-либоединстванет,аждаяфирмамариретпо-своем.Та,PhilipsвселинейныелампыобозначаетTL-D,Osram—Lumilux,GeneralElectric—F. Послеэтихбвазываетсямощностьламп(18W,36W,58W). ПоГОСТ6825вмарировелампнепредсмотреноазание индесацветопередачи.Вотличиеотэто о,вмарировевсехзарбежныхлампсхорошейиотличнойцветопередачейпослемощности (черездробь)ставитсяцифра,харатеризющаяобщийиндесцветопередачиRа.ЕслиRа=90,топишетсяцифра9,при80≤Ra<90— цифра8.Улампсдовлетворительнойцветопередачей(Rа=50 – 70) вмарировеставитсядвзначноечисло,обозначающееодцветности.Настр.110данатаблица25срасшифровойцифровыхобозначенийцветовойтемператрыиобще оиндесацветопередачилюминесцентныхлампведщихзарбежныхфирм—РhilipsиOsram. Ведщиезарбежныефирмычастоиспользютвназванияхламп слова,носящиеявнореламныйхаратер:DeLux,Super,SuperdeLux ит.п.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

49

Учитываябольшойразнобойвобозначенииламп,частовводящийпотребителейвзаблждение,Межднароднаяомиссияпоосвещению(МКО)разработалаиреомендовалавсемстранамдляиспользованияединюниверсальнюсистемобозначенийисточниовсветаILCOS.Всоответствиисэтойсистемойвселинейныелюминесцентныелампы,втомчислеисерииТ5,обозначаютсябвами FD,ольцевые—FC,далееазываетсямощностьламп,общийиндесцветопередачиицветоваятемператра. Серия ламп Т5 с диаметром олбы 16 мм выпсается в двх вариантах—«лампысмасимальнойсветовойотдачей»(фирменное обозначениеOsram—FH,Philips—HE)и«лампысмасимальным световымпотоом»(соответственноFQиHO).Обавариантасодержат по четыре номинала мощности: первый — 14, 21, 28 и 35 Вт, второй—24,39,54и80Вт.Влампахмощностью28и35Втдости нта реордная для люминесцентных ламп световая отдача — 104лм/Вт.ВселампысерииТ5мо тработатьтольосэлетронными аппаратами. Лампы в олбах диаметром 26 и 38 мм (Т8 и Т12) снабженыцоолямиG13,диаметром16мм—G5. Компатныелюминесцентныелампы(КЛЛ),всвоюочередь,делятся таже на две рппы: с внешним аппаратом влючения и со встроенным(«инте рированным»)аппаратомвлючения. Лампыпервой рппыделаютсямощностьюот5до55Вт.Цилиндричесаяолбалампможетбытьизо нтаодин,два,триидаже четырераза.Влитератретаиелампыобычноназываются«двх-, четырех-,шести-ивосьмианальными»,чтовпринципеневерно,та авсехтаихлампразрядныйаналтольоодин.Цооливсех лампэтой рппы—специальныесдвмяиличетырьмявнешними штырьами.Вдвхштырьовыецооливстроеныстартеры,идлявлючениялампстаимицооляминжентольодроссельсоответствюще о типа. С элетронными аппаратами таие лампы работать не мо т,таавстроенныестартерыипомехоподавляющиеонденсаторымешаютработеэлетронныхсхем.Лампысчетырехштырьовымицоолямимо твлючатьсяасобычнымидросселямиивнешнимистартерами,таисэлетронными аппаратами (неоторые типы лампбольшоймощностимо тработатьтольосэлетроннымиаппаратами).Насчитываетсяооло20типов цоолей(рис.28а,б). В России омпатные лампы обозначаются бвами КЛ (омпатнаялюминесцентная)илиКЛУ(ом- Ðèñ. 28 à. Öîêîëè êîìïàêòíûõ ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï патнаялюминесцентнаяниверсаль-

50

ная, то есть способная работать а  с обычнымидросселями,та исэле троннымиаппаратами).Далеевобозначении  азываетсямощностьлампыицветность излчения. Все омпа тные лампы делаются с использованием з ополосных ред оземельныхлюминофоров,обеспечивающих хорошюцветопередач,поэтомвмар иров е российс их ламп пристствет б ваЦ.Например,КЛ11/ТБЦ— омпа тнаялюминесцентнаялампасовстроеннымстартером,мощностью11Вт,теплобелойцветности,слчшеннойцветопередачей,допс ающаяв лючениетоль о свнешнимдросселем;КЛУ9/БЦ— омпа тная лампа с четырехштырь овым Ðèñ. 28 á. Öîêîëè êîìïàêòíûõ ëþìèíåñöåíòíûõ ëàìï цо олем мощностью 9 Вт, белой цветности,слчшеннойцветопередачей,допс ающаяв лючение а сдросселемистартером,та исэле троннымвысо очастотным аппаратом. ВРоссиивыпс аютсяКЛЛтоль ос«единожды»изо+нтойтрб ой(двалинейныхсветящихсячаст а)мощностьюот5до36 Втс двхштырь овымицо олямиG23совстроеннымстартеромилисчетырехштырь овымицо олями2G7(мощностью5,7,9и11Вт)или 2G11 (18, 24 и 36 Вт). В последние +оды Опытный завод ВНИИИС в+.Саранс еначалделатьлампысовстроеннымэле троннымаппаратом в лючения и цо олем Е27 с четырьмя и шестью линейными част ами. Ассортиментлампзарбежно+опроизводства+ораздошире.Ведщиеевропейс ие(Оsram,Philips),амери анс ие(GeneralElectric, Sylvania) и итайс ие фирмы делают лампы с дважды-, трижды- и четыреждыизо+нтымитрб ами(4,6и8светящихсячаст ов),плос иетипа2D,спиральныеидр.Фа тичес и аждыйтипономиналламп имеет свой особый цо оль, ис лючающий возможность в лючения ламп а ой-либоодноймощностиварматр,предназначеннюдля лампдр+оймощности. Ка идлялинейных,для омпа тныхламп аждаяфирмаимеет своюсистемобозначений,затрдняющюориентиров вламповом миреичастоставящюпотребителейвтпи прирешениивопросао взаимозаменяемостилампразныхфирм.Например,лампысцо олемG23PhilipsназываетРL-S,Оsram—DuluxS,Sylvania—Lynx-S, GeneralElectric—F...X.Послеб венныхобозначений,та же а и

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

51

линейныхламп, азываютсямощность,общийинде сцветопередачиицветоваятемператра. Компа тные лампы второй +рппы (со встроенным аппаратом в лючения)появилисьнамировомрын ев1981+од а прямаяальтернативастандартнымлампамна аливания.Этилампы, а с азано выше, были очень тяжелыми — о оло 400 +раммов — и широ о+о примененияненашли.Положение ореннымобразомизменилосьв 1986+од, о+даPhilips,Osram,GeneralElectricодновременноначали промышленныйвыпс КЛЛсовстроеннымиэле троннымиаппаратамив люченияицо олямиЕ14иЕ27.Лампыимеютмасснеболее 100+раммов;размерами,ачастоиформойнапоминаютпривычные лампына аливания;цветностьизлчения, а правило,тепло-белая, чтота жеблиз о лампамна аливания.Началасьширо аяре ламная ампания,дляче+овГерманиифирмаOsram а ое-товремядаже раздавалалампыбесплатно. Ре ламныеа циисделалисвоедело,испроснаКЛЛсцо олямиЕ27иЕ14повсеместноначалрасти,чтопривело соответствющемростихпроизводства.Сейчасвмиределаетсяжеболее200 миллионовта ихлампв+од,изнихо оло100миллионов—вКитае. Ксожалению,внашейстранепроизводитсянеболее10тысячта их лампв+од. Компа тные люминесцентные лампы с цо олями Е27 или Е14 обладаютцелымрядомпреимществпередлампамина аливанияи «неинте+рированными» КЛЛ: их световая отдача примерно в 5 раз выше,сро слжбыв8-10разбольше,лампыпростов рчиваютсяв патроны,не+дят,неми+аютприв лючении,+орятнепльсирющим светом. Недостато   них фа тичес и один — высо ая цена. Иностранныеэ ономистыподсчитали,чтоприсществющихвЕвропеи СШАценахнаэле троэнер+июсро о паемостиКЛЛсоставляет2 – 3+одаприработелампо оло3-хчасоввст и. Лампысинте+рированнымаппаратомв лючения лассифицирются по мощности и цветности излчения. Ка  и  ламп первой +рппы, а о+о-либоединствавобозначенииинте+рированныхКЛЛ нет— аждаяфирмаобозначаетпо-своем.Помежднароднойсистеме ILCOS все КЛЛ со встроенным аппаратом в лючения должны называтьсяFSQ. ВРоссиита жепроизводятся3 – 4типономиналаКЛЛсовстроеннымэле троннымаппаратом в лючения и со спиральной разрядной трб ой(рис.29).Та иелампытипа«Аладин»или Ðèñ. 29. Ñïèðàëüíûå СКЛЭНмощностью11,13и15Втвнебольших ëþìèíåñöåíòíûå

оличествах делает Мос овс ий эле тролампоëàìïû òèïà «Àëàäèí» выйзавод.

52

Втаблицах6,7,8и9приводятсяпараметрыне оторыхтипов люминесцентныхлампотечественно+оиимпортно+опроизводства. Таблица 6

Усредненныепараметрылинейных люминесцентныхламп

Срослжбыламп—от6000до15000часов.

Таблица 7

ПараметрылюминесцентныхлампсерииТ5

•Срослжбыламп—18000часовприсреднемспадесветовоопотоа10%. •Лампывыпсаютсясцветовойтемператрой2700,3000,4000и6000К. •Индесцветопередачивсехламп85.

Таблица 8

ПараметрыКЛЛсовстроеннымиаппаратамивлючения

Среднийсрослжбыламп—8000часов.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

53

Таблица 9

ПараметрыКЛЛ,в лючаемыхсвнешнимиаппаратами

Сро слжбы ламп не менее 8000 часов.

4.3.2. Ðòóòíûå ëàìïû âûñîêîãî äàâëåíèÿ Рассмотренныевпредыдщемразделелюминесцентныелампы—этолампыниз о+одавления.Разрядвнихпроисходитпридавлениипароврттинеболее0,1ммрттно+остолбаили10пас алей (Па).Спе тризлченияразрядаприта ихдавленияхимеетлинейчатыйхара тер,причем, а жебылос азано,до80%мощностиразрядаприходитсянадвеУФлинии:257и185нм,анадолюпятилинийвидимойчастиспе тралишьо оло2%. Еслидавлениепароврттиповышается,товначалевселинии «расплываются»ипревращаютсявполосы,затемпроисходитперераспределениеэнер+ии:излчениевУФобластиослабевает,аввидимой—величивается.Придавлениипароврттио оло1000 мм рттно+остолбадолявидимо+оизлчениявозрастаетнастоль о,что световаяотдачаразрядадости+ает20-25лм/Вт,тоестьстановится больше, чем  ламп на аливания обще+о назначения. Но при этом всевидимоеизлчениесосредоточеновсине-зеленойчастиспе тра,ажелтыйи расныйсветотстствютполностью.Мно+имзна ом светмедицинс ихУФоблчателей—довольнонеприятно+осине-зе-

54

лено+оцвета,сильноис ажающийвидосвещаемыхпредметов,вчастности,человечес ихлиц.Вэтихоблчателяхприменяются а раз рттныелампывысо о+одавлениятипаДРТ(д+овая,рттная,трбчатая). НесмотрянаотносительноеослаблениедолиУФизлчения,оно всежеостаетсявспе треразрядавдовольнобольшом оличестве (о оло40%подводимой разрядмощности).Та же а ивлюминесцентныхлампахниз о+одавления,этоизлчениеспомощьюлюминофора может быть превращено в видимое. Но если в обычных люминесцентныхлампахтемператрастено  олбылишьнемно+им вышетемператрыо ржающе+овоздха,товлампахвысо о+одавленияразмеры олб+ораздоменьше,итемператранастен ахдости+ает500 – 600 оС.Найтилюминофоры,эффе тивноработающие прита ихтемператрах,досихпорнедалось. Проблемрешиливначале50-х+одовпрошло+ове а.Мало+абаритнюрттнюлампвысо о+одавленияпоместиливнтрьдр+ой,значительнобольшейпоразмер олбы,аженавнтреннюю поверхностьэтой олбысталинаноситьлюминофор,имеющийнаибольшю эффе тивность при температре 200 – 300 оС и излчающийпреимщественнов раснойобласти.Сейчасв ачествелюминофорачащевсе+оприменяютфосфат-ванадатиттрия,а тивированныйевропием.С1952+оданачалсямассовыйвыпс та ихлампведщимимировымипроизводителями—GeneralElectric,Philips,Osram. Се+одняпообъемвыпс арттныелампывысо о+одавленияслюминофоромзанимаюттретьеместопослелампна аливанияилюминесцентныхламп. 4 Нарис.30по азаностройстволампы. 5 Разряднаятрб а1(«+орел а»)из вар9 6 цадержателями2издостаточнотолстойни1

елевойпроволо иза репленананож е3( мощныхламп+орел аподдерживаетсяещеи 2 пржинящимдержателем4,пирающимсяво 7 8 внешнюю олб).Нож а3+ерметичновпаяна вовнешнюю олб5,по рытюизнтрислоемлюминофора6.Врттныхлампахвысо о+о давления использются само алящиеся 11 9 эле троды7ввидеспирали,навитойнаволь3 фрамовыйстержень( ерн)ипо рытойа ти10 вирющимвеществом.Кромеосновныхэле тродов 7, в лампах имеются поджи+ающие Ðèñ. 30. Óñòðîéñòâî эле троды8,расположенныевблизиосновных ðòóòíûõ ëàìï иэле тричес исоединенныеспротивоположâûñîêîãî äàâëåíèÿ ñ ëþìèíîôîðîì ными эле тродами через о+раничительные

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

55

сопротивления9.Навнешней олбеспомощьювысо отемператрноймасти и репитсястандартныйрезьбовойцо оль10.Межд+орел ой и цо олем репится тепловой э ран 11 (обычно из слюды). Внтреннийобъем+орел изаполненинертным+азомар+ономсдавлениемот10до50ммрттно+остолба(взависимостиотмощности лампы)ирттью. Вотличиеотлюминесцентныхламп,в оторыхрттьвсе+данаходится в жид ом состоянии, в лампах высо о+о давления оличестворттистро+одозировано,иприработелампрттьв+орел ах находится толь о в +азообразном состоянии при давлении паров 1000 – 1500ммрттно+остолба(1,5 – 2атмосферы).Дляполчения та ихвысо ихдавленийпароврттитемператрастено +орел идолжнабытьнеменее500оС.Поэтом+орел илампвысо о+одавления делаюттоль оиз варца.Пространствомежд+орел ойивнешней

олбойзаполняется+азом(техничес имар+оном). Схемав лючениярттныхлампвысо о+одавленияпроще,чем люминесцентных ламп (рис. 31). Бла+одаря наличию поджи+ающих эле тродов,расположенныхоченьблиз о основным,междэтими эле тродамиразрядвозни аетпринапряженияхнижесетево+о.Этот разрядоченьслаб,та  а то е+оо+раниченсопротивлениями9,но онсоздаетначальнюионизацию+азав+орел е,засчет оторойразрядпереходитнаосновныеэле троды.То основно+оразрядао+раничиваетсятоль одросселем,ивеличинае+овпервоевремяпосле в люченияв2 – 3разабольше,чемпослеполно+ораз+ораниялампы.То разрядаразо+реваетосновныеэле тродыдотемператры, обеспечивающей достаточню эмиссию эле тронов из них (1000 – 1200оС).Из-забольшо+ото аразряданачинаютразо+реватьсястен и+орел и,находящаясянанихрттьпостепеннополностьюиспаряется,ипроцессывлампестабилизирются.Процессраз+ораниядлитсядостаточнодол+о—от7до10минт. Ка ивсхемахслюминесцентнымилампами,дроссельсоздает сдви+фазмеждто оминапряжением(cos ϕ≈ 0,5).Для омпенсацииэто+осдви+апараллельноцепоч еизлампыидросселяв лючается омпенсирющий онденсатор(см.рис.25а). Рттные лампы высо о+о давления слюминофоромвыпс аютсямощностью 80,125,250,400,700и1000Вт;изред а встречаются лампы мощностью 50 и 2000Вт.Лампымощностью50,80и125 Вт выпс аются с цо олем Е27, более мощные—сцо олемЕ40.ПотеримощÐèñ. 31. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ностивдросселях, а правило,составðòóòíûõ ëàìï âûñîêîãî äàâëåíèÿ ляютнебольше10%.

56

Световаяотдачасовременныхламп—от40до60лм/Вт;сро слжбы—до24000часов.Поэтимпараметрамрттныелампывысооо давления значительно превосходят лампы нааливания, что и предопределилоихоченьширооераспространение. Кромевысоойсветовойотдачиибольшоосроаслжбы,рттныелампывысооодавленияимеютидриедостоинства:относительнаяомпатность;простотавлючения;широийдиапазонмощностей;оченьслабаязависимостьпараметровоторжающейтемператры.Недостатитаихламп: 1.Низоеачествоцветопередачи(Ra=45 – 50;иностранных лампDeluxиSuperDelux—невыше55). 2.Большиепльсациисветовоопотоа(65 – 75%). 3.Большоевремяразорания(до10минт). 4.Невозможностьповторноовлюченияорячейлампы—если лампаслчайнопоасла,сновавлючитьееможнотольопослеостыванияорели. 5.Высоаятемператранавнешнейолбе(250 – 300оС). Рттные лампы высооо давления широо применяются там, денетребетсяачествоцветопередачи,—вличномосвещении, насладах,напромышленныхпредприятиях(приналичиивращающихсядеталей—собязательнымвлючениемсоседнихсветильниоввразныефазы)ит.п.

Классифиация и обозначение ламп Рттные лампы высооо давления лассифицирютсяпомощности. В России лампы выпсаются под названием ДРЛ (довая,рттная,люминесцентная),далееазывается мощностьвваттах. За рбежом аждая фирма выпсает лампы под своимназванием:Philips—HPL;Osram—HQL;General Electric—MBF;Sylvania—HSLиHSB;Radium—HRL.По межднароднойсистемеобозначенийILCOSвсеэтилампыназываютсяQE. Втаблице10(см.стр.57)данысредненныепараметрынеоторыхтиповрттныхлампвысооодавленияслюминофорами.

4.3.3. Ìåòàëëîãàëîãåííûå ëàìïû В1964одамериансаяфирмаGeneralElectricдляосвещенияпавильоновВсемирнойвыставиЭспо-64вНью-Йоревпервые применилановыйтипламп—металлоалоенные(МГЛ).С1969ода выпстаихлампосвоилифирмыPhilipsиOsram,в70-еодыСарансийэлетроламповыйзаводвСССР.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

57

Таблица10

Параметры рттных ламп высооо давления

Срослжбырттныхлампвысооодавлениянеменее15000часов.

ПостройствМГЛпохожинарттныелампывысооодавления,новнешняяолбанихнепорыталюминофором,асделанаиз прозрачнооили(ораздореже)изматовоостела.Первичнымисточниомизлчения,аивлампахДРЛ,слжиторелаизварца или полиристалличесой оиси алюминия, наполненная инертным азомирттью.НоесливлампахДРЛдляисправленияцветностии повышениясветовойотдачиприменяетсялюминофор,товМГЛдля этойжецелиприменяютсяспециальныесветоизлчающиедобави: алоенныесоединенияразличныхметаллов(чащевсео—натрияи сандия,атажеаллия,индия,таллияиредоземельныхэлементов —диспрозия,ольмия,тлияидр.). ДлятоочтобыдавлениепаровсветоизлчающихдобавовМГЛ былодостаточнобольшим,ореладолжнанареватьсядоболеевысоихтемператр,чемвлампахДРЛ,идавление«стартовоо»инертноо аза в ней должно быть выше. Таоо простоо решения для зажианияразряда,авДРЛ(становаподжиающихэлетродов вблизиосновных),женедостаточно:есливДРЛразрядвозниает принапряжениинижесетевоо,товМГЛдляэтоотребетсянапряжениеот3до5иловольт. Изменяя состав светоизлчающих добаво, можно в широих пределахизменятьцветностьизлчения—оттепло-белоосÒцв= 3000КдодневноосÒцв=6500К,атажесоздаватьцветныелампы. Сеодня в мире производится более 250 типономиналов МГЛ мощностьюот20до3500Вт. Металлоалоенныелампыимеютбольшиесветовыеотдачи,чем ДРЛилчшюцветопередач(Ra до90).Блаодарятом,чтоисточниомсветавМГЛявляетсямалоабаритнаяорела,аневнешняя олба, световой пото их значительно лече перераспределяется в пространствеспомощьюотражателейилилинз.Этосвойствопозволилосоздаватьлбооизлчающиесветильнииипрожеторысочень

58


зимсветовымп
чом,чтоневозможноприиспользованииДРЛиззабольшихабаритовсветящеосятела. ПараметрыМГЛтаже,аиДРЛ,малозависятоттемперат
рыор
жающеовозд
ха,ноораздобольше—отолебанийсетевоонапряжения.Приэтомчастонаблюдаетсяинтересноеявление— изменение напряжения даже в относительно небольших пределах(±5%)вызываетзаметноеизменениецветностиизл
чения.Изменениецветностипроисходиттажеисамопроизвольновпроцессе работы ламп, причем
 разных эземпляров ламп по-разном
 (та называемое «разбеание цветов»). Это особенно заметно в мнооламповыхосветительных
становах,одаприсдаче
становивэспл
атациювселампысветятодинаово,асп
стянеотороевремя освещениестановится«разноцветным».Постандартамразныхстран цветоваятемперат
раизл
ченияМГЛвтечениесроасл
жбыможет менятьсяна500К,тоестьлампасÒцв=3500К(«белая»)можетстать «тепло-белой»сÒцв=3000Кили«яро-белой»сÒцв=4000К.Этопроисходитоттоо,чтосветоизл
чающиедобавипо-разном
взаимодейств
ютсварцемивольфрамомизасчетэтоосоставнаполнениявпроцессеработыламппостепенноизменяется. Необходимоотметить,чтоцветностьизл
чениянеоторыхтиповМГЛзависитиотрабочеоположенияламп,поэтом
лампыдолжныэспл
атироватьсятольовтомположении,отороереламентированодо
ментациейдляаждооонретноотипа. Металлоалоенные лампы очень тр
доеми в изотовлении и треб
ют ислючительно высоой 
льт
ры производства. Особые сложностиприизотовлениилампсвязанысерметичнойзаварой орело, та а с
ществ
ющая технолоия запрессови вводов не обеспечиваетдостаточнойточностисоблюденияразмероворело. ДляповышениястабильностипараметровМГЛфирмыPhilipsи Osramс1998оданачалиделатьорелинеизварца,аизполиристалличесойоисиалюминияAl2O3.Похимичесом
состав
полиристалличесаяоисьалюминияполностьюидентичнадраоценным сапфир
 и р
бин
, а таже обыновенной лине. Технолои разных стран,преждевсеоСШАиСССР,врамахсвоихосмичесихпрорамм
жедостаточнодавнона
чилисьделатьэтотматериалочень высоооачестваиизотавливатьизнеотр
бизаданноодиаметрасхорошейточностью.Иззаотовоможноделатьотрезитр
бо строовыдержаннойдлины.Похимичесойитепловойстойостиполиристалличесаяоисьалюминияпревосходитварц,поэтом
вполне одится для создания орело разрядных ламп высооо давления,
оторых,вотличиеотварцевых,всееометричесиеразмеры б
д
т выдержаны с очень высоой точностью. Проблема создания таих орело состояла в обеспечении ерметичности тоовых вво-

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

59

дов,способныхработатьпривысоихтемперат
рахвсредедостаточноарессивныхалоенныхсветящихсядобаво.Но1998од
и этапроблемабыла
спешнорешена.СейчасМГЛсореламиизполиристалличесой оиси алюминия или, а их чаще называют, с ерамичесимиореламивбольшомоличествевып
саютсявед
щимиэлетроламповымифирмами. ТочновыдержанныеразмерыорелоивысоаяхимичесаястойостьерамиизначительноповысилистабильностьсветовыхпараметровМГЛ.Изменениецветовойтемперат
рыонц
сроасл
жбы лампсерамичесимиореламинепревышает±200К,спадсветовоопотоаза4000часовнеболее20%.Поатаиелампывып
саютсятольомалоймощности(20—150Вт). ОсновнаяобластьпримененияМГЛ—освещениеприцветныхтелерепортажах,иносъемахиосвещениебольшихспортивных арен. Создание маломощных ламп, особенно с ерамичесими орелами,отрылоширо
юдоро
длявнедренияМГЛвовн
треннее освещение—дляторовыхзалов,витрин,выставочныхпавильонов, неоторыхадминистративныхпомещенийидр. Сросл
жбыотдельныхтиповсовременныхМГЛдостиает15000 часов. Лампы вып
саются с различной цветностью изл
чения и с разнымачествомцветопередачи. ТаадлязажианияразрядавМГЛ треб
ется напряжение в несольо иловольт,толампывлючаютсятольососпециальнымизажиающими
стройствами.На рис.32поазанатипичнаясхемавлючения МГЛ.Каивсеазоразрядныелампы,МГЛ Ðèñ. 32. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ìåòàëëîãàëîãåííûõ мо
тработатьтольовместесбалластным ëàìï дросселем, создающим сдви фаз межд
тооминапряжением.Поэтом
треб
етсяомпенсацияоэффициентамощности,тоестьвлючениеомпенсир
ющеоонденсатора. Впоследниеодырядфирмначалвып
сатьэлетронныеаппаратывлючениямаломощныхМГЛ.Высоочастотноепитаниеламп высооо давления не дает таих преим
ществ, аие мы видели
люминесцентных ламп, и, роме тоо, приводит  не
стойчивости разряда (та называемом
 «а
стичесом
 резонанс
»). Поэтом
, в отличиеотлюминесцентныхламп,МГЛчерезтаиеаппаратыпитаютсяневысоочастотнымтоом,анапряжениемпрямо
ольнойформысчастотой100 – 150Гц.ЭлетронныеаппаратывлюченияМГЛ значительно(в3 – 4раза)лечедросселейи,рометоо,сочетают ф
нциибалластаизажиающео
стройства,аинодаиомпенсир
ющеоонденсатора.Лампысерамичесимиорелами,аправило,реоменд
етсяиспользоватьсэлетроннымиаппаратами.

60

НедостатамиМГЛявляются:высоаястоимость(внесольо раздорожеДРЛ,особеннолампысерамичесимиорелами);большое время разорания (до 10 мин
т); большая л
бина п
льсаций световоопотоа(
лампсредоземельнымиэлементами,имеющих наил
чш
юцветопередач
,—до100%);невозможностьповторноо влюченияорячейлампыпослееепоасанияхотябынадолисе
нды;необходимостьприменениязажиающих
стройств. Посоль
МГЛбольшоймощностиприменяютсядляосвещенияр
пныхспортивныхмероприятийсбольшимоличествомзрителей,поасаниелампможетвызватьпани
средизрителей,неоворя
жеосрывеспортивноомероприятия.Дляислючениятаих явленийвпрожеторахдляосвещенияспортивныхарен,ромеобычныхзажиающих
стройств,использ
ютсяблоимновеннооперезажиания ламп — сложные, тяжелые и очень дороие
стройства, автоматичеси дающие на ламп
 при ее поасании имп
льсы с напряжениемдо50В,способныезажечьдажеоряч
юламп
.Лампы, предназначенныедляработыстаимиблоами,имеютособ
юонстр
цию—одинизэлетродоввыводитсячерезцооль,др
ой— черезпротивоположн
юцоолюсторон
внешнейолбы.

Классифиация и обозначения металлоалоенных ламп Металлоалоенныелампылассифицир
ютсяпомощности,цветностиизл
чения,общем
индес
цветопередачи,онстр
тивном
исполнению,тип
цооля. Лампы изотавливаются мощностью 20,35,50,70,150,250,400,700,1000,2000 и 3500 ватт. Лампы мощностью 2000 и 3500Втвлючаютсявсетьснапряжением 380В,остальные—220В. Ðèñ. 33. Âíåøíèé âèä ÌÃË Лампы вып
саются с широим диапазоном цветности изл
чения — от тепло-белоо с Òцв= 3000 К до дневноос Òцв= 6500 К.Немецаяфирма BLVнесольолетназад первойвмиреначалапромышленноепроизводствоцветныхМГЛ— синих,зеленых,оранжевыхип
рп
рных(magenta).Сеодня,роме этойфирмы,цветныеМГЛначаливып
сатьинаPhilips.Мощность цветныхлампот150до1000Вт;лампыделаютсяводноцоольном исполнениисцоолемЕ40илисофитноотипасцоолямиRX7s.Интересноотметить,чтопосообщениюпредставителейфирмыBLVосновнойпотребительцветныхМГЛ—Россия,деэтилампышироо использ
ютсядляархитет
рно-х
дожественнооосвещениязданий. Поонстр
тивном
исполнениюМГЛможноразделитьнадв
хцоольные (называемые таже «софитными»), одноцоольные и

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

61

беcцоольные.Дв
хцоольныеМГЛинодаделаютсянесостелянной,асварцевойвнешнейолбойсравнительнонебольшоодиаметра.Цооли
таихламп—торцевыетипаRX7s.Дв
хцоольные лампы мо
т работать в оризонтальном положении с доп
стимым
ломотлоненияоторизонтали±45о .ЭтонаиболеераспространенныйтипМГЛдляпрожеторовзаливающеосвета,использ
емых вархитет
рномосвещении.ОдноцоольныеМГЛмощностью250 – 2000ВтимеютстандартныйрезьбовойцоольЕ40.Неоторыетипы лампсцоолемЕ40мо
тработатьвлюбомположении,др
иеже— тольоввертиальномилитольоворизонтальномположениисопределеннымдоп
стимым
ломотлонения.Рабочееположениеламп оовариваетсявтехничесойдо
ментации.Лампымалоймощности(вчастности,мноиеМГЛсерамичесимиорелами)имеют специальныецоолиG8,5,G12идр.Лампысерамичесимиорелами,предназначенныедлязаменынатриевыхлампв
личных светильниах, делаются с цоолями Е27 (70 Вт) и Е40 (150 Вт). Формавнешнейолбы
лампсодностороннейцоолевойможет быть эллипсоидной или цилиндричесой. Эллипсоидные олбы инода делаются матированными для снижения слепящео действияламп. Бесцоольнымиизотавливаютсялампыоченьбольшоймощности—2000и3500Вт.Дляподлючениятаихлампэлетричесой сети сл
жат ибие тоовводы с наонечниами в виде рюча или ольца. Все МГЛ а отечественноо, та и импортноо производства влючаются со специальными зажиающими
стройствами, подающиминалампывысоочастотныеимп
льсыснапряжением3 – 5В. Послезажианиялампиливсл
чаенеисправнойлампызажиающее
стройствоавтоматичесиотлючается. ВобозначенииМГЛроссийсоопроизводстваиспольз
ютсяб
выДРИилиДРИШ(д
оваярт
тнаясйодидами,Ш—шароваяформаорели),далеецифры,
азывающиемощностьлампывваттах,и черездефис—модифиацияилионстр
тивноеисполнениелампы (1—лампыдлятеле-;иносъемосÒцв=6000К,безвнешнейолбы; 5—лампыснатрий-сандиевымнаполнением,Òцв=4200К,эллипсоиднаявнешняяолба;6—стаимженаполнениемисцилиндричесойвнешнейолбой). ВмарировеМГЛзар
бежноопроизводства,аидлядр
их типов ламп, аждая фирма использ
ет свою систем
 обозначений: Philips—HPIдлялампсодностороннейцоолевойиMHW-TDдля софитныхламп;Osram—HQIиHQI-TS;GeneralElectric—ARC,ARCD,ARC-TD;Sylvania—M,HIS,HIS-TD.Далеевобозначении
азываетсямощностьлампывваттах.

62

Лампысерамичесимиореламиобозначаютсяб
вамиCDM ицифрами,поазывающимимощностьлампы.ВРоссииМГЛсерамичесимиореламинепроизводятся. Помежд
народнойсистемеобозначенийILCOSодноцоольные МГЛ с внешней эллипсоидной олбой марир
ются б
вами МЕ, с внешнейцилиндричесойолбой—МТ,дв
хцоольные(софитные) —МD. В таблице 11 даны
средненные параметры неоторых типов МГЛ. Таблица11

Параметрыметаллоалоенныхламп

4.3.4. Íàòðèåâûå ëàìïû Элетричесийразрядвпарахнатрияпри низом давлении создает ярое желтое свечение с длиной волны 590 нм. Та а эта длина волнылежитблизомасим
м
спетральной ч
вствительностилаза(555нм),тосветоваяотдачаизл
чениянатриевооразрядаможетбыть оченьвысоой(теоретичесиболее250лм/Вт). Первыенатриевыелампыбылисозданыещев начале30-ходов20-овеа.Онидействительноимелиоченьвысо
юсветов
юотдач
,нооченьплох
юцветопередач
,большиеабаритыималыйсросл
жбы,ипратичесооприменениявтеодыне нашли. Вначале60-ходовфирмаGeneralElectricнабазевоенно-промышленныхтехнолоийсоздалапервыенатриевыелампывысооо давления(НЛВД).Пос
ществ
НЛВД—этооднаизразновидностей МГЛ,воторойвачествесветоизл
чающейдобавииспольз
ется натрий.Однаоиз-заоченьвысоойхимичесойативностинатрияи

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

63

болеевысоойтемперат
рывразряде дляизотовленияорелиприменяется неварц,аполиристалличесаяоись алюминия в виде тоностенной тр
би диаметромот5до9ммидлинойот45 до150ммвзависимостиотмощности (рис.34).Керамианепозволяетсоздавать ерметичные тоовводы методом заштамповифольиилипроволои,а этоделается
всехдр
ихисточниов света.Поэтом
длятоовводовиспольз
ютсяспециальныеонстр
ции(ввиде дисовилиолпачовизредоометалланиобия),ерметичновпаянныевтр
бочи из полиристалличесой оиси алюминиястелоцементом(смесьоисейалюминияAl2O3иальцияCaO).Для Ðèñ. 34. Óñòðîéñòâî íàòðèåâûõ ëàìï âûñîêîãî äàâëåíèÿ самихэлетродовиспольз
етсявольфрам, ативированный торием. Горела помещаетсявн
тривнешнейолбы,отачаннойдовысооова

ма.Онанаполняетсяинертнымазом(арономилисеноном)ивнее вводитсянебольшоеоличествоамальамынатрия—сплаванатрия ирт
ти. ПриработеНЛВДтемперат
растеноорели-тр
бочиповышаетсязасчеттоаразряда,рт
тьинатрийиспаряются,повышается давлениеихпаров,иразрядначинаетсветитьсяяримжелтымсветом.Тр
бочаизполиристалличесойоисиалюминиявнешнепохожанаматовоестело,ноееоэффициентпроп
саниядлясвета разрядаоченьвысо—примерно92%,поэтом
светвыходитнар
ж
почтибезпотерь.Времяразореваорелидо
становившейсятемперат
ры(времяразораниялампы)меньше,чем
ДРЛилиМГЛза счетменьшеодиаметратр
би,иравно5 – 7мин
т. Каи
всехМГЛ,длявлюченияНЛВДиспольз
ютсяспециальныезажиающие
стройства,дающиеналамп
имп
льсыснапряжением2 – 5В. Натриевыелампывысооодавления—этоодинизсамыхэономичныхисточниовсвета:световаяотдачалампмощностью600Вт достиает150лм/Вт,тоестьв2,5разабольшечем
ДРЛив10раз большечем
лампнааливания. Низое ачество цветопередачипредопределилоосновн
ю областьпримененияНЛВД—освещение
лицидр
ихотрытыхпространств.Впоследниеодыэтилампысталидостаточноширооиспользоватьсяиприосвещениинеоторыхпроизводственныхпоме-

64

щений,денетжестихтребованийразличениюцветов,например, высоих металл
ричесих и металлообрабатывающих цехов, сладов,лоомотивныхиваонныхдепоит.п. Исследованияврачей-ииенистовпоазали,чтоонтрастнаяч
вствительностьиостротаразличения
человечесоолазаприжелтомсветеимеютнаибольшиезначения.Поэтом
заменадр
ихисточниовсветанаНЛВДприосвещениидоровпринципедаетне тольо эономию элетроэнерии, но и обеспечивает более четое различениепрепятствийводителямитранспорта.Однаопрямаязамена ДРЛ на НЛВД в старых светильниах долое время была невозможной,таадляработыНЛВДн
жнызажиающие
стройства. В последние оды были созданы НЛВД,
 оторых за счет различных онстр
торсо-технолоичесих
совершенствований напряжениезажианияснижено.Таиелампымо
тпросто
станавливатьсявстарыесветильниивместоДРЛ.ПриэтомДРЛмощностью400ВтзаменяютсяНЛВДмощностью210Вт,оторыесоздаютдажебольш
юосвещенность,чтодаетзначительн
юэономиюэлетроэнерии. ЗасчетислючительновысоойхимичесойитермичесойстойостиполиристалличесойоисиалюминияНЛВДимеюточеньбольшиесроисл
жбы—до28500часов.ФирмаGeneralElectricпроизводитдв
хорелочныеНЛВД,воторыхводнойвнешнейолбепараллельнодр
др

расположеныдвеодинаовыеорели,работающиепоочередно.Сросл
жбытаихдв
хорелочныхламп—55000 часов(15летсежес
точнойнаработойпо10часов).Спадсветовоо потоаонц
сроасл
жбы
НЛВДменьше,чем
МГЛиДРЛ,и составляет20%. В последние оды за р
бежом широо реламир
ются НЛВД «с
л
чшеннойцветопередачей»(Ra=60,Òцв=2200К)и«белоосвета»(Raдо85,Òцв=2500 – 2800К).Однаоэтилампыимеютзначительноменьшийсросл
жбы(до8000часов)именьш
юсветов
ю отдач
(
ламп«белоосвета»—всео50лм/Вт),иниаихпреим
ществпередМГЛ
нихнет. Российсаяфирма«Рефлас»(Мосва)разработаласовершенно особый тип НЛВД, не имеющий аналоов за р
бежом. Внешняя олбаэтихлампимеетспециальнорассчитанн
юформ
ипорыта изн
тривысооотражающималюминием.Засчетэтоолампасама выполняетф
нциисветильниа,тоестьперераспределяетсветовой потовпространстветреб
емымобразом.Лампывып
саютсясдв
мявидамисветораспределения:широооизл
чениясмасим
мом под
лом68о оптичесойосиипол
широоо—с
ломооло45о . Вн
тренняяоптичесаясистемаламп«Рефлас»обеспечиваетКПД до95%,недостин
тыйпоаниводномсветильниесподобным

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

65

светораспределением.Сросл
жбыисветоваяотдачаэтихламп— таиеже,а
л
чшихлампзар
бежноопроизводства. Кнедостат амНЛВД,ромеплохойцветопередачиибольшоовремениразорания,относитсяибольшаял
бинап
льсацийсветовоо потоа (80 %, а инода и больше). Еще одним недостатом НЛВДявляетсяростнапряженияналампевтечениесроасл
жбы (примернона2вольтазааждые1000часов).Этоприводиттом
, чтолампыонц
сроасл
жбыперестаютзажиаться. ОсновноеприменениеНЛВД,а
жебылосазано,—освещение
лиц, площадей, автостояно, т
ннелей, высоих производственныхпомещений.Зар
бежом,особенновГолландии,НЛВДочень широоиспольз
ютсяивсельсомхозяйстве—втеплицах,оранжереях, селеционных амерах. Фирма Philips разработала для этих целейспециальныемодифиациилампSON-TAgroмощностью400 и 600 Вт, отличающиеся несольо
величенной долей изл
чения всинейобластиспетра,чтоспособств
етболееармоничном
рост
иразвитиюрастений.

Классифиация и обозначение натриевых ламп высооо давления Сейчасвмиревып
саютсяНЛВДчетырехонстр
тивныхисполнений: в прозрачной цилиндричесой внешней олбе с резьбовымцоолем;вэллипсоидной(прозрачнойилиматированной)внешнейолбесрезьбовымцоолем;вцилиндричесойстеляннойили варцевойолбесдв
хстороннейцоолевой;волбеспециальной формысвн
треннимотражателем. Улампсодностороннейцоолевоймощностьюдо70Вт—цоольЕ27,
ламп100Втиболее—Е40.Улампсдв
хстороннейцоолевой(софитных)—RX7s. Лампылассифицир
ютсяпомощностиионстр
тивном
исполнению.ВРоссииНЛВДобозначаютсяб
вамиДНаТ(д
оваянатриеваятр
бчатая)илиДНаМТ(вматированнойолбе);далее
азываетсямощностьвваттахионстр
тивноеисполнение(5—эллипсоиднаяолба).Лампысвн
треннимотражателемфирмы«Рефлас» обозначаютсяДНаЗ(д
оваянатриеваязеральная);лампыспол
широимсветораспределением—ДНаЗ-1.Зар
бежомединствав обозначенииНЛВД,аидр
ихламп,нет:GeneralElectricобозначаетихLucalox-T(E,TD),Osram—NAV-T(E,TS),Philips—SON,SDW-T, Sylvania — SHP, SHP-TS (T — цилиндричесая одноцоольная; Е — эллипсоиднаяодноцоольная;TDиTS—софитнаядв
хцоольная). Помежд
народнойсистемеобозначенийILCOSодноцоольныеНЛВД вцилиндричесойолбемарир
ютсяST,вэллипсоиднойолбе— SE,дв
хцоольные(софитные)—SD.

66

Втаблице12даны
средненныепараметрыНЛВД. Таблица12

Усредненные параметры натриевых ламп высооо давления

Срослжбыламп—до28500часов. Несольословнеобходимосазатьонатриевыхлампахнизоо давления. Эти лампы — самый старый азоразрядный источни света.ПервыелампытаоотипабылисозданыфирмойPhilipsвГолландииещев1932од
ииспользовалисьтамдля
личнооосвещения(в1937од
—вМосве),ноиз-заполнооотс
тствияцветопередачибыстросошлисосцены.Послемноолетнеозабвенияв70-е одыпрошлоовеафирмаPhilips,азанейGeneralElectricиOsram нановойтехнолоичесойбазевозобновилипроизводствоэтихламп. Сейчаснатриевыелампынизоодавления(НЛНД)использ
ютсядля освещениязаородныхавтострад,пор
зочно-разр
зочныхплощадо морсих портов, железнодорожных станций и в др
их местах, денетниаихтребованийачеств
цветопередачи.Лампывып
саютсяшеститипономиналовмощностьюот18до180Вт. Таблица13

Параметры натриевых ламп низоо давления

Срослжбынатриевыхлампнизоодавления—до15000часов.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

67

Натриевыелампынизоодавления—самыеэономичныеиз с
ществ
ющихсеодняисточниовсвета:ихсветоваяотдачадостиает 200 лм/Вт. В таблице 13 приведены параметры НЛНД фирмы Philips.ВРоссииНЛНДвнастоящеевремяпроизводятсятольоодноономиналамощности—140Вт.ФирмыPhilips,OsramиGeneral ElectricобозначаютНЛНДодинаово—SOX.

4.3.5. Áåçýëåêòðîäíûå ëþìèíåñöåíòíûå ëàìïû Сросл
жбыобычныхлюминесцентныхлампопределяетсядв
мя фаторами:спадомсветовоопотоазасчет«отравления»люминофораатомамирт
тиипрод
тамираспыленияэлетродовипотерей эмиссионной способности элетродов из-за полноо расхода ативир
ющеопорытия.Еслираньшерешающимбылпервыйизэтих фаторов,товпоследниеодына
чилисьделатьлампысзащитной пленойналюминофоре,значительно
меньшившейспадсветовоо потоа,исросл
жбылампновоопооления(Т5)определяется,в основном,
же тольо эмиссионной способностью элетродов. Поэтом
созданиелампбезэлетродов—этореальныйп
тьповышениясроасл
жбылюминесцентныхламп. Возб
ждениеатомовдовысоооэнеретичесоо
ровняисвязанноесэтимсвечениемо
тпроисходитьнетольоприпротеании элетричесоотоачерезразрядныйпромеж
то,ноипривоздействиивысоочастотнооэлетроманитноополя.Спетризл
чения приэтомостаетсятаимже,аипривозб
жденииатомовпротеающим элетричесим тоом. Это давно известное явление
далось претворить в реальные и жизнеспособные онстр
ции источниов светатольов90-еодымин
вшеовеаблаодарядостижениямпол
проводниовойэлетронии.Сейчастримировыхлидеравобластиисточниовсвета(Philips,Osram,General Electric)производятбезэлетродныелюминесцентныелампынизоодавлениятрехразныхтипов. Несмотрянасовершенноразличноеонстр
тивноеисполнение,принципработыэтих трехтиповламподинаов(рис.35).Спомощьюпреобразователя1напряжениесетипреобраз
етсяввысоочастотное,отороепитаетинд
тор2.Высоочастотноеэлетроманитноеполепередаетсяинд
торомвразряд- Ðèñ. 35. Óñòðîéñòâî ныйобъем3,представляющийсобойстелянáåçýëåêòðîäíûõ ëþìèíåñöåíòíûõ н
ю олб
, наполненн
ю инертным азом и ëàìï рт
тью и порыт
ю изн
три люминофором.

68

Поддействиемвысоочастотнооэлетроманитноополявразрядномобъемепроисходитвозб
ждениеатомоврт
ти,приоторомдо 80%подводимоймощностипревращаетсяв
льтрафиолетовоеизл
чение. Это изл
чение вызывает свечение люминофора точно та же,аэтопроисходитвобычныхлампах.Строооворя,в«разрядномобъеме»ниаооразряданет—внемнетэлетродов,иэлетричесийтотамнепротеаетинеможетпротеать.Нотаафизичесие процессы, вызывающие свечение, здесь аналоичны тем, оторыепроисходятвлюминесцентныхлампах,безэлетродныелампытрадиционноотносятласс
разрядныхисточниовсвета. Первыепромышленныеобразцыбезэлетродныхлюминесцентных ламп под названием QL были вып
щены фирмой Philips в 1991 од
. Лампы имеют р
шевидн
ю форм
 с диаметром олбы ооло 100 мм, мощность 85 Вт, светов
ю отдач
 ооло 50 лм/Вт и сросл
жбы60000(!)часов.Цветностьизл
ченияопределяетсясоставомлюминофора.Преобразователь,работающийсчастотой2,65 МГц,находитсявотдельнойоробе,расположеннойрядомслампой,инд
тор—впатроне.СейчаслампытипаQLвып
саютсясдв
мязначениямимощности—85и125Вт(рис.36). Большойсросл
жбыэтихлампделает ихнезаменимымитам,десветильнии тр
днодост
пны для обсл
живания (то естьдлязаменыламп)—ввысоихцехах,взарадительныхоняхнавысоих тр
бах или мачтах и т.п. Лампы очень дорои,ночастоихприменениеэоно- Ðèñ. 36. Áåçýëåêòðîäíàÿ мичеси вполне оправдано. В ачестве ëþìèíåñöåíòíàÿ ëàìïà QL примера их использования можно назватьсинально-зарадительныеонинатр
бахНорильсооорнометалл
ричесооомбинатавысотойооло300метров. В 1994 од
 фирма General Electric вып
стила свою безэлетродн
юлюминесцентн
юламп
подназваниемGenura.Лампамощностью23Втпоформеиразмерамблизалампенааливаниямощностью100Вт(диаметр80мм)иснабженацоолемЕ27.Посветовом
пото
онаэвивалентналампенааливаниямощностью100Вт, апосро
сл
жбыпревосходитеев15раз.ЦветностьлампыGenura тажеблизацветностилампнааливания.Рабочаячастотапреобразователя,оторыйнаходитсявцоолелампы,—2,5МГц. В1998од
итретийэлетроламповыйиант—Osram—начал производитьсвоибезэлетродныелюминесцентныелампыподназваниемEndura.Мощностьпервойлампыэтоотипа—150Вт,световая отдача — ооло 80 лм/Вт. Лампа сделана в виде б
вы О с

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

69

длиной414,шириной139ивысотой72мм.Пообеиморотимсторонамлампырасположеныинд
торыввидеольцевыхтрансформаторов, охватывающих олб
. Преобразователь расположен в отдельномблое,оторыйможетбыть
даленотлампынарасстояние до0,5м.Частотаенерациипреобразователя—ооло250Гц.Сро сл
жбытаихламп—60000часов.С1999одаOsramначалпроизводстволампEnduraмощностью100Втсменьшимиабаритами— (313х139х72мм).ЛампыEnduraприменяютсядляосвещения
лиц внеоторыхородахГермании,атажедляосвещенияпромышленныхпредприятий,особеннотаих,десветильниирасположенына большойвысотеизаменалампвызываетопределенныетр
дности. Навыставе«Интерсвет-2003»вМосвевпервыебылипоазаныбезэлетродныелюминесцентныелампыитайсоопроизводства. ВРоссиибезэлетродныелюминесцентныелампынепроизводятся.

4.3.6. Äðóãèå òèïû ãàçîðàçðÿäíûõ ëàìï Всерассмотренныетипыразрядныхлампсодержатрт
ть,что делаетихэолоичесиопаснымиизделиями.Сдр
ойстороны,наличиерт
тиоб
словливаетсильн
юзависимостьпараметровламп, особенно низоо давления, от ор
жающей температ
ры. От этих недостатовсвободныбезрт
тныеазоразрядныелампы,средиоторых наиболее распространены лампы с наполнением инертными азаминеономисеноном. Разрядвнеонедаетизл
чениевшироом
частеспетра—от
льтрафиолетовоодоинфрарасноо.Приэтомввидимойобласти достаточноинтенсивнооранжево-расноеизл
чениесдлинамиволн 580 – 730 нм.Ультрафиолетовыелиниинеоновооразрядаспомощьюлюминофоровмо
тпревращатьсявсветразличныхцветов,а этопроисходитвобычныхлюминесцентныхлампах. Неоновыелампыслюминофорамиввидедлинныхитоних тр
бооченьширооиспольз
ютсядлясозданияразличныхнадписей,артинит.п.Лампыделаютсясхолоднымиэлетродамии влючаютсячерезтрансформаторысрассеиванием.Напряжение холостооходатаихтрансформаторовсоставляетнесольоиловольтидостаточнодлязажианияламп.Послезажианияразрядавыходноенапряжениетрансформаторарезоснижается,поэтом
таиетрансформаторыодновременноявляютсябалластнымисопротивлениями. Параметрынеоновыхлампоченьслабозависятотор
жающей температ
ры. Поэтом
 таие лампы широо применяются в нар
жномсветовомоформленииородовдлясозданиярелам,вывесои т.п.Крометаихламп,неоновыйразрядиспольз
етсявлампахтлею-

70

щеосвечения,выполняющихф
нциинеисточниасвета,асветовыхиндиаторов. Д
овые неоновые лампы мощностью 500 Вт с подоревными элетродами(длина1315мм,диаметр65мм)применяютсявраждансойивоеннойавиациидлясинальныхоней.Световаяотдача таихламп—13лм/Вт,тоестьзначительнобольше,чем
лампнааливаниясраснымфильтром.Сросл
жбы1000часов. Ксеноновый разряд высооо и сверхвысооо давления дает изл
чение со спетром, очень близим  спетр
 Солнца. Лампы ссеноновымнаполнениембываюттр
бчатымиишаровыми. Тр
бчатыесеноновыелампывысооодавления(ДКсТ)—это самыемощныеисточниисвета(до50000Вт).Ониприменяютсядля освещения больших отрытых пространств — площадей, арьеров, железнодорожныхстанций,портов.Световаяотдачатаихламп—до 45лм/Вт,сросл
жбыдо1500часов.Длязажианияламптреб
ется напряжение до 50 В. То мощных ламп настольо вели, что они мо
т работать без балласта — ораничительным сопротивлением сл
жатподводящиепровода.Параметрыламппратичесинезависятотор
жающейтемперат
ры,носильнозависятотнапряжения. Температ
раолбысеноновыхламп—700 – 750оС.Частоприменяетсяводяноеохлаждение,позволяющеезначительно
меньшитьразмерылампиповыситьихсветов
юотдач
. ШаровыесеноновыелампысверхвысооодавлениятипаДКсШ являются источниами света ислючительно высоой ярости (до 1000000илоанделнасм2,в6 – 7разбольше,чемяростьСолнца). Светящеесятеловлампахоченьмало,чтопозволяетсоздаватьосветительныеприборыс
зимип
чами,вчастности,прожеторыдальнеодействия. В последние оды это свойство сеноновых ламп отрыло им широ
юдоро
вавтомобильнойпромышленности—сейчасчасто встречаютсяавтомобилис«сеноновымифарами».След
етсазать, чтовтаихфарахиспольз
ютсянесеноновыелампы,аметаллоалоенныелампыссеноновымнаполнением.Световаяотдачасеноновооразрядазначительноменьше,чем
металлоалоенныхламп, оторыенемо
тзажиатьсямновенно,чтоособенноважновавтомобильных фарах. Поэтом
 разряд сначала происходит в сеноне, чтосраз
даетярий
зийп
чосвета,априразоревеорелоиспаряютсясветящиесядобави,илампыработают
женеасеноновые,ааметаллоалоенные,сбольшейсветовойотдачей.Именнопоэтом
на
лицахднемсталивстречатьсяавтомобилисвлюченнымифарами,работающимивдеж
рномрежиме. Харатернаяособенностьсеноновооразряда—ислючительнохорошаяцветопередача(Ra=95 – 98).Этооб
словилоосновные

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

71

области применения шаровых сеноновых ламп — инопроеционныеаппаратыиино-;телесъемочноеосвещение.Однаовпоследниеодывиносъемочныхпрожеторахчащеприменяютметаллоалоенныелампы,имеющиевнесольоразбольш
юсветов
юотдач
. Шаровыесеноновыелампыработаюттольонапостоянномтое и,аправило,тольоводномрабочемположении(вертиально,анодом вверх). Для поджиа шаровых сеноновых ламп, в том числе иавтомобильных,треб
етсянапряжениевдесятииловольт.

4.4. Ñâåòîäèîäû Элетричесиеисточниисветапоявилисьболее130летназад, изавсеэтиодылюдииспользовалидватипаисточниовсвета— тепловыеиазоразрядные.Итольовсамомонце20-овеапоявилсятретийтипэлетричесихисточниовсвета—пол
проводниовыеисточниисветаилисветоизл чающиедиоды(светодиоды). Всветодиодахиспольз
етсяпринципенерациисветаприпрохождении элетричесоо тоа через раниц
 пол
проводниовоо ипроводящеоматериалов.Прохождениеэлетричесоотоаможнопредставитьапотоэлетроноввопределенномнаправлении, движ
щийсяподдействиемнапряжениямежд
онцамипроводниа. Проводящиематериалыилипроводнииможносравнитьсаналом, по отором
 течет пото воды, а пол
проводнии — с пороом на п
типотоа.Водн
сторон
(«сверх
вниз»)потобезпроблемпреодолеваетпоро,приэтомдажевыделяяаое-тооличествоэнерии.Ночтобызаставитьэтотпотопреодолетьпоровобратн
юсторон
,надозатратитьаое-то
силие,необходимоедляподъемапотоанавысот
пороа. Впол
проводниахэлетричесийтоводн
сторон
(впроводящемнаправлении)течетприприложениидаженебольшоонапряжения(абы
лонаваналесводой),свободнопреодолеваяпоро.Впотоеводыэнерия,выделяющаясяприпреодолениипороа, можетвращатьт
рбины,мельничныеолесаит.п.—всезависитот высотыпороаиоличествапротеающейводы.Точнотажеэлетроныприпреодолении«энеретичесоопороа»выделяютопределенн
ю энерию. Обычно эта энерия выделяется в виде тепла, но приопределенных
словияхможетпревращатьсяивсвет. Фатсвечениянеоторыхпол
проводниовыхматериалов(вернее,раницымежд
проводниомипол
проводниом)припрохожденииэлетричесоотоабылзамечен
ченымиоченьдавно(в1920 од
р
ссиминженеромА.Ф.Лосевым).Однаоэтосвечениебыло очень слабым, и пратичесоо применения этот эффет доло не находил.Вначале60-ходовпоявилисьпервыеприборы,использ
-

72

ющиеэтотэффе т—инди аторныеэлементысослабым расным, ачерезнес оль олетизеленымсвечением.Приборыполчилиназваниесветодиодов.В ачествеполпроводни овооматериалавних использовались арсениды алюминия, индия и смеси этих веществ. Световаяотдачасветодиодоввтеодысоставляланеболее0,1лм/Вт (в100разменьше,чемлампна аливания),сро слжбыизмерялся сотнямичасови,естественно,онидаженерассматривались а источни исветавобщепринятомпонимании. Положение оренным образом начало меняться в онце 80-х одовблаодаряработамЖ.И.Алфероваидрихченых, одабыли созданы принципиально новые полпроводни овые материалы, позволившиесразнанес оль опоряд оввеличитьмощность,яр ость, световю отдач и сро  слжбы светодиодов. В новых материалах использютсясоединенияиндия,аллия,алюминиявразличныхсочетаниях.Светодиодынаосновеэтихматериаловдавалижедовольно яр ийсвет расноо,зеленоо,желтооиоранжевооцветов.В1996 одяпонс имспециалистамиз омпанииNichiaпоследвадцатилетнихпоис овдалосьсоздатьпервыесветодиодыссинимцветомизлчения.Синийсветспомощьюлюминофоровсталипревращатьв желтый,дающийв омбинацииссинимбелыйсветразличныхоттен ов,ис1997-98.вразныхстранаходновременносталипоявляться первые осветительные приборы, в оторых светодиоды выполняли фн циинеинди аторныхэлементов,аименноисточни овсвета. Сеоднясветодиоды(иностранноеобозначение—LED,Lighting Emitted Diode) — наиболее развивающееся направление в области источни овсвета.Сейчассозданысветодиодыпра тичес ивсехцветовради—от расноодофиолетовоо,ата жедиоды,излчающиевинфра раснойобласти.Кпроизводствсветодиодовпристпили мировые лидеры в области источни ов света Osram и Philips идесят иболеемел ихфирмвовсехразвитыхстранах. Внастоящеевремядостинтыследющиепараметрысветодиодов массовоо производства: световая отдача белыхдо25лм/Вт(выше,чемлампна аливания общео назначения и большинства алоенных ламп), расныхизеленых—более30лм/Вт;сро

слжбы—50000часов.Налабораторныхобразцах белых светодиодов достинта световая отдача 125лм/Вт.ФирмаHewlettPackardсообщалаосро еслжбысветодиодов1миллиончасовили120 летнепрерывнойработы!Несомненно,чтосветодиоды в ближайшие десятилетия смот вытес- Ðèñ. 37. Óñòðîéñòâî ñâåòîäèîäà нить срын аитепловые,иразрядныеисточни и света.Типичноестройствосветодиодапо азанонарис.37.

Ãëàâà 4. ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÑÂÅÒÀ

73

Основ светодиодов составляет полпроводни овый ристалл 1,расположенныйнапроводящейподлож е2.К ристаллиподлож еподводитсяэле тричес оенапряжениечерезвводы3и4.Кристалло рженотражателем5,направляющимсветводнсторон.От внешнихвоздействий ристаллзащищен орпсом6изпрозрачной эпо сидной смолы или поли арбоната. Верхняя часть орпса, а

правило, делается в виде пола с определенной ривизной, и исполняетрольлинзы,формирющейсветовойпчо .Инодавместо

поладелаются«линзыФренеля»,тоестьнаборы онцентричес их ми ролинзнаобщемплос омосновании. Внтреннийотражательи орпс-линзаформирютсветовойпото ,излчаемый ристаллом,надлежащимобразом,поэтомвсветильни ахсосветодиодаминетребетсяприменения а ой-либодополнительной оптичес ой системы, а  при «обычных» источни ах света. Дляпитаниясветодиодовнженпостоянныйто низ оонапряжения,величина отороозависитотцветностиизлчения: расных светодиодовэто1,9 – 2,1В,зеленых2,5 – 3В,синихибелых— о оло4-хВ. Основнюмассвыпс аемыхвнастоящеевремясветодиодов составляютсветодиодыс полообразным орпсомдиаметром5мм. Ихноминальныйрабочийто —20мА.Не оторыефирмыпроизводят светодиодыдиаметром10ммсрабочимто ом40мА.Наибольшая мощностьотдельноосветодиодасеодня—5Вт. Кромебольшоосро аслжбы,светодиодыимеютмноодрих достоинств: высо ю надежность; очень высо ю стойчивость

 внешним воздействющим фа торам (о ржающей температре, влажности,механичес имнарз ам);малыеабариты;высо ий оэффициентиспользованиясветовоопото а;ле юправляемость; полнюэ олоичес юбезопасностьиз-заотстствиярттиисте ла; безопасностьобслживающеоперсонала.Широ аяцветоваяамма иразнообразиеловизлчения(от3о ,тоестьоченьз оосветовоопч а,до180о ,тоестьравномерноосвечениявполсфере)способствютиспользованиюсветодиодоввразличныхсветовыхприборах. Внастоящеевремясветодиодыиспользются,преждевсео,всветосинальныхприборах—автодорожныхижелезнодорожныхсветофорах,информационныхтабло, азателяхит.п.ВпоследниеодымноиефирмывРоссииизарбежомначалиделатьнастольныеипереносныесветильни исбелымисветодиодами,ата жеприменятьсветодиодываварийныхсветильни ах. ВМос вепочтивсепере рест ивпределахСадовоо ольца, ата жеЛенинрадс ийпроспе т,проспе тМира,Третьетранспорт-

74

ное ольцо,МКАДидриемаистралиоснащенысветофорамиидорожными азателямисиспользованиемсветодиодов.НаПш инс ойплощади,остиницы«Россия»ивне оторыхдрихместахстановленыбольшие(примерно10х5метров)светодиодныере ламно-информационные щиты, изображение на оторых хорошо видно дажевсолнечныедни. ВРоссиинес оль офирм(Корвет-Лайтс,ОПТЭЛ,Светлана-Оптоэле трони а,Протон)делаютсветодиоды,по ачествнестпающие зарбежным, а часто и превосходящие их. Например, КорветЛайтс первым в мире начал делать «полноцветные» светодиоды, в

оторых расные,зеленыеисиние ристаллыобъединеныводном

орпсе,чтопозволяетполчатьпра тичес инеораниченное оличествоцветовыхоттен овизлченияодноосветодиода.Этажефирма первой в мире стала производить светодиоды в шестиранных

орпсах,допс ающихсплошноймонтажисозданиебольшихравномерносветящихсяповерхностей,ата жесветодиодысплос ими линзамиФренеля.Вначно-производственномцентреОПТЭЛизотавливаютсямощныесветодиодыисветодиодныесбор и(модли) разныхцветов,ата жеинфра расныедиоды. Недостатамисветодиодовявляются:малаяединичнаямощность,приводящая необходимостииспользованиябольшооих оличествадлясозданиянеобходимыхровнейосвещенности;низ ое напряжениепитания,требющеев лючениясветодиодовтоль осо специальнымипонижающимитрансформаторамиивыпрямителями; довольновысо аяцена,особеннобелыхисиних.Несомненно,чтосо временемвсеэтинедостат ибдтстранены.

5. ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈß È ÓÏÐÀÂËÅÍÈß Длявлючениялюбоотипаазоразрядныхлампнеобходима специальная аппаратра, обеспечивающая зажиание разряда и стабилизациютоа.Сейчасвыпсаетсядовольношироийассортиментомпатныхлюминесцентныхламп,воторыхаппаратра влюченияобъединена(«интерирована»)слампойвобщюонстрцию,поэтомприменениеотдельныхаппаратовнетребется. Во всех остальных слчаях нжны отдельные балластные сопротивления,стабилизирющиеторазряда,истройствадлязажианияразряда. Вачествебалластныхсопротивленийвседаиспользютсядроссели — атши, намотанные медным или алюминиевым изолированнымпроводомнасердечние,собранномизлаированныхпластинилилентыизспециальныхсортовэлетротехничесойстали.Индтивность дросселей рассчитывается та, чтобы смма напряженийнадросселеилампе(счетомразностифаз)равняласьнапряжениюпитающейсети. Индтивностьдросселяопределяетсячисломвитовватше, типом применяемой стали для сердечниа и величиной зазора всердечние.Каправило,пластиныдлясердечниаделаютсяввиде бвыШиперемычинаднейилиполовинобвыО.Катшинаматываютсяналитойилиштампованныйарасиздостаточнотеплостойойпластмассы.Наборыпластинвставляютсявотверстиеарасасдвхсторон,амежднимипроладойизэлетротехничесооартонасоздаетсязазорстрооопределеннойвеличины.Припротеаниипоатшепеременнооэлетричесоотоасердечнипереманичиваетсясчастотойтоа.Наэторасходетсяопределенная энерия,отораятемменьше,чемтоньшепластинысердечниа.Именнопоэтомсердечниинеделаютсяизцельныхсовстали,чтобыло быпрощеидешевле,анабираютсяизотдельныхпластинилиленты. Зазормеждполовинамисердечнианеобходимдлятоо,чтобыислючитьманитноенасыщениесердечниа,приводящееменьшениюиндтивностидросселяи,аследствие,росттоачерезламп.Кромепотерьнапереманичивание,вдросселяхнеизбежныпотеривпроводахатши,таалюбойпроводимеетаое-тосопротивлениеэлетричесомто.

76

Диаметрпровода,оторымнаматываетсяатшадросселя,выбираетсянаоснованииомпромиссамежддвмяпротиворечивыми требованиями:чембольшедиаметр,темменьшепотеримощности ватше,нотембольшерасходдорооймеди,тоестьтемдорожеи тяжелее дроссель. На пратие диаметр провода выбирают таим, чтобынаревдросселяприработенепревышалзаданнойвеличины. Надросселяхставитсяонтрольнаяточа«С»,авчислепараметров дросселей азывается температра в этой точе, например, tc=130 оC.Этоозначает,чтопринормальнойработесветильниа с таим дросселем температра на нем не бдет выше азанной (внашемпримере130оС). Потеримощностивдросселяхсоставляютот10до50%отмощностилампы(чембольшемощностьламп,темменьшедоляпотерь). Зарбежомдросселидлялюминесцентныхламппоровнюпотерь делятся на три ласса: ласс D — «нормальные потери» (для ламп мощностью18Вт—до30%,36Вт—25%,58Вт—20%);лассС— «пониженныепотери»(соответственно25,20и15%);лассВ—«особо низиепотери»(20,15и12%).Сцельюэономииэлетроэнериии защитыоржающейсредырешениемМежднароднойэономичесой омиссии Европейсоо Союза с деабря 2001 ода производстводросселейлассаDдолжнобылопрератитьсявовсехстранах ЕвропейсооСоюза,асонца2005одадолжнобытьпреращено производстводросселейилассаС.ВГОСТ19680нетделениядросселейналассыпоровнюпотерьмощности.Опытпоазывает,что всероссийсиедросселиотносятсялассD.ИслючениесоставляетлишьпродцияновоопредприятияПРАТОв.СериевПосад Мосовсойобласти,поровнюпотерьмощностисоответствющая европейсомлассС. Переманичиваниедросселейприпротеаниичерезнихпеременноотоаприводитещеодномнеприятномявлению—их«дению».ВсоответствиисГОСТ19680поровнюсоздаваемоошма дросселидлялюминесцентныхлампделятсяна4ласса:Н—нормальный, П — пониженный, С — очень низий, А — особо низий. Втаблице14приведеныпараметрыдросселейдлялюминесцентных ламппроизводствафирмыHelvar(Финляндия). Таблица 14

Параметрыдросселейдлялюминесцентныхламп

Ãëàâà 5. ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈß È ÓÏÐÀÂËÅÍÈß

77

КрпнейшимипроизводителямидросселейдлялюминесцентныхлампвЕвропеявляютсяфирмыVossloh Schwabe(Германия),Helvar(Финляндия),Tridonic.Atco (Австрия). Для влючения люминесцентных ламп, роме дросселей,нжныстартеры.Стартерывовсехстранах выпсаются в одном онстртивном исполне- Ðèñ. 38. нии — в виде цилиндра с двмя онтатами на дне Ñòàðòåð (рис. 38). Стартеры выпсаются на два номинальныхнапряжениясети:110 – 130Ви220 – 230В.Параметрыиачество стартеров импортноо производства мало отличаются от российсихпоазателей. В80-еодырядзарбежныхфирмначалпроизводствоэлетронных стартеров, в оторых вместо миниатюрной азоразрядной лампысбиметалличесимиэлетродамибыластановленаэлетроннаясхема,обеспечивающаявомбинациисобычнымдросселемпроревэлетродовиподачналампвысоовольтнооподжиающео импльса. Констртивное исполнение таих стартеров и схемы их влючениянеотличалисьоттрадиционных.Особыхпреимществ элетронныестартерынеимеют,аценаихзначительновыше.В связисмассовымпроизводствомэлетронныхаппаратоввлючениялюминесцентныхлампэлетронныестартерысейчаснепроизводятся. Дроссельныесхемывлючениялюминесцентныхлампсоздаютсдвифазмеждтооминапряжением,чтоприводитвеличениютоовойнарзипроводов,трансформаторныхподстанций, вылючателей.Дляменьшенияласдвиафазиспользютсясхемыомпенсации(рис.25).Вподавляющембольшинствеслчаев использетсясхемапараллельнойомпенсации(рис.25,а).Емость омпенсирющео онденсатора определяется мощностью ламп (таблица15). Таблица 15

ЕмостиомпенсирющихонденсатороввмФ

Ка было поазано в разделе 4.3.1., мноие недостати дроссельныхсхемвлючениялюминесцентныхлампстраняютсяприиспользованииэлетронныхаппаратов.Внастоящеевремявмиреежеоднопроизводятсядесятимиллионовтаихаппаратов,причемимеетсяявнаятенденциявеличениюобъемовихпроизводства.ВШве-

78

ции и Австрии доля светильниов с элетронными аппаратами же превышает50%.Обособенностяхработыэлетронныхаппаратови ихдостоинствахбылорассазановыше. КрпнейшимипроизводителямиэлетронныхаппаратоввЕвропеявляютсяPhilips,
Osram,
Tridonic.Atco,
Vossloh
Schwabe,
Helvar. Параметрыаппаратовразныхфирммалоотличаютсядротдра. ОсобоследетвыделитьаппаратыQuiktronic-MultiwattфирмыOsram иPCPROT5LPфирмыTridonic.Atco,способныеработатьслампами неодноо,анесольихноминаловмощности. Пратичесивсеназванныефирмыпроизводятиаппараты,обеспечивающие релирование световоо потоа ламп, то есть элетронныепсорелирющиеаппараты(ЭПРА)вполномсмыслеэтоо понятия.Кромеобеспечениянаиболееомфортнооосвещения,ЭПРА позволяютсоздаватьисистемыавтоматичесооправленияосвещенностью,дающиеэономиюэлетроэнериидо75%. ПараметрынеоторыхтиповЭПРАданывтаблице16. Таблица16

Параметрыэлетронныхаппаратоввлючения люминесцентныхламп

Коэффициентмощностивсехаппаратовнеменее0,95. Для влючения ламп типа ДРЛ требются тольо дроссели. Каивдросселяхдлялюминесцентныхламп,вдросселяхдляДРЛ теряетсяопределеннаямощность(10 – 15%отмощностилампы), адляомпенсациисдвиафазмеждтооминапряжениемнеобходимовлючениеомпенсирющихонденсаторов.Приэтомиспользетсятольопараллельнаяомпенсация.Усредненныепара-

Ãëàâà 5. ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈß È ÓÏÐÀÂËÅÍÈß

79

метрыдросселейданывтаблице17,омпенсирющихонденсаторов—втаблице18. Таблица17

ПараметрыдросселейдлялампДРЛ

Таблица18

Емостиомпенсирющихонденсаторов вмФдлялампДРЛ,НЛВД,МГЛ

Привлюченииметаллоалоенныхламп (МГЛ) и натриевых ламп высооо давления (НЛВД),ромедросселей,необходимоиспользование зажиающих стройств, дающих на лампимпльсыснапряжением2 – 5В.ТаиестройстваназываютсяИЗУ(импльсные зажиающиестройства)ипредставляютсобойполпроводниовыеенераторывысоочастотных импльсов высооо напряжения. Схема влючения таих ламп была поазана нарис.33.Втаблице19приводятсяпараметрызажиающихстройствпроизводствафирмыHelvar(Финляндия).Нарис.39поазаны образцыИЗУ.

Ðèñ. 39. Òèïû èìïóëüñíûõ çàæèãàþùèõ óñòðîéñòâ

Таблица19

ПараметрыИЗУ

80

Втаблицах20и21даныпараметрыдросселейдляНЛВДиМГЛ. Таблица20

ПараметрыдросселейдляНЛВД

Таблица21

ПараметрыдросселейдляМГЛ

Вобозначенияхдросселейазываетсятиплампы,мощность, словноеобозначениеонстртивнооисполнения. Впоследниеодыначалосьдовольноширооевнедрениеэлетронных аппаратов влючения разрядных ламп высооо давления, совмещающихфнциизажиающеостройстваидросселя.Кабыло сазановыше,таиеаппаратыобеспечиваютпитаниеламптоомпрямоольной формы с частотой 100 – 150 Гц, что приводит  значительномснижениюлбиныпльсацийсветовоопотоаилчшениюнеоторыхпараметровламп(сроаслжбыисветовойотдачи). Зарбежомтаиеаппаратывыпсаютсятольодлялампнебольшой мощности (до 150 Вт). На последней выставе «Интерсвет-2003» вМосвепоявилисьэлетронныеаппаратывлючениялампмощностьюдо600Вт(российсаяфирмаDECSYибелорссийзаводЭНЭФ).

6. ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ Все применяемые при из отовлении осветительных приборов (ОП)материалыможноразбитьнатри рппы:светопропсающие, светоотражающиеионстрционные.

6.1. Ñâåòîïðîïóñêàþùèå ìàòåðèàëû Светопропсающиематериалыиспользютсядляиз отовления линз,рассеивателей,защитныхстеол,олпаовит.п. Потиписходно осырьясветопропсающиематериалыделятся насилиатныеиор аничесие.Силиатныематериалы—этообычноестеловсехсортов,хрсталь,варц,основнойсоставляющейоторыхслжитдвоисьремнияSiO2,тоестьобычныйчистыйпесо. К ор аничесим светопропсающим материалам относятся светотехничесиебма иитани,атажеполиметилметарилат,полистирол,полиэтилен,полиарбонат,поливинилхлорид,полиэтилентерефталатидр ие,полчаемые,аправило,синтетичесимптем. Основнымпараметромсветопропсающихматериаловявляется оэффициентпропсанияτ—отношениесветово опотоа,прошедше освозьматериал,световомпото,павшемнане о.Коэффициентпропсаниядлябесцветныхматериаловазываетсяобычноввидеинте ральнойвеличины(соотношениясветовыхпотоовво всемвидимомчастеспетра400 – 700нм).Дляцветныхматериаловприводятсяспетральныеоэффициентыпропсанияввидеривыхзависимостиτ отдлиныволны. Важнымпараметромсветопропсающихматериаловявляется оэффициентпреломления,поазывающий,аизменяетсянаправлениелчасветана раницевоздхаиматериала.Чембольшеоэффициентпреломления,темболееблестящимажетсяматериалитем большевозможностейонпредоставляетдляправленияраспределениемсвета. Кабылосазановразделе2,пропсаниеможетбытьнаправленным,рассеянным,направленно-рассеяннымилисмешанным.Распределение оэффициента пропсания в пространстве харатеризетсяспециальнымиривыми—индиатрисами. Кдр импараметрамсветопропсающихматериаловотносятсяихплотность(дельныйвес),пожароопасность,техноло ичность

82

(температраиспособпереработиидр.),твердость,стойчивость воздействиюхимичесиативныхвеществирастворителей. Силиатные материалы харатеризются, прежде все о, абсолютной не орючестью, поэтом они мо т применяться в ОП слюбымиисточниамисвета.Ихоэффициентпреломленияможетизменятьсявдостаточношироихпределахзасчетвведения всоставстеласолейразличныхметаллов,преждевсе освинца. Стелосвысоимсодержаниемсвинцаибольшимоэффициентом преломления полчило название хрсталя или хрстально о стелаиширооиспользетсявпроизводстведоро ихдеоративных ОП для представительсих помещений и быта (хрстальные люстрыит.п.). Силиатныематериалыоченьтверды(нестпаютбольшинств сортов стали и значительно превосходят алюминий и е о сплавы). Стела достаточно ле о орашиваются в самые различные цвета, иорасаихоченьстойчивавоздействиюсвета,теплаивремени. ПохимичесойстойостисилиатныематериалыпревосходятбольшинствоизвестныхвеществипоэтомОПснимимо тприменяться впроизводственныхпомещенияхссамойа рессивнойсредой.Тажестойчивыэтиматериалыиовсемрастворителям.Потеплостойчивостисилиатныематериалызначительнопревосходятвсеор аничесие. Кнедостатамсилиатныхсветопропсающихматериаловотносятся,преждевсе о,ихнестойчивостьдарнымна рзам(хрпость).Дляповышениядаростойчивостиприменяютспециальный методобработи—зааливаниестела.Каправило,вОПс ало еннымилинейнымилампаминааливанияимощнымиразряднымилампамиприменяютсятольозааленныестела.Др иенедостати— довольнобольшаяплотность(неменее2,5/см3),делающаяизделия из этих материалов тяжелыми; сложность механичесой обработи;оченьвысоаястоимостьмно ихцветныхихрстальныхстеоличисто оварца. Силиатныесветопропсающиематериалыдостаточнотехноло ичны.Температраразмя чениябольшинствастеолнепревышает1000 оC,варца—1500 оС.Вразмя ченномилирасплавленном видесилиатныематериалыподдаютсяштампове,проате,выдванию,литью,прессованию. Стелависходномвидепрозрачныибесцветныипоэтоммо тиспользоватьсявОПвачествелинз,призматичесихрассеивателейилипростодлязащитыисточниовсветаиэлементовонстрцииотвоздействияводы,а рессивныхпаровит.п. Однаочастобываетнжнонепростоперераспределитьсветовойпото,ноипонизитьяростьвидимыхчастейисточниовсвета,а

Ãëàâà 6. ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

этовозможнотольозасчетпримененияматериаловсненаправленнымхаратеромпропсания. Для полчения таих стеол в них при варевводятсолиразличныхметаллов.Стело,оставаясьбесцветным,становитсянепрозрачным,асветорассеивающимматериалом. Светорассеивающиестелаполчилиназвание « лшеных». В зависимости от степени рассеяниясвета лшеныестеладелятсяна опалиновые (слабое рассеяние, заметная долянаправленно опропсания),опаловые (средняястепеньрассеяния;принаблюдении черезтаоестелолампынааливанияслабо виднатольонитьнаала)имолочные—полноерассеяниесвета(рис.40). Достоинства и недостати силиатных материаловопределяютобластиихприменения.Плосиезааленныепрозрачныестела использются в ачестве защитных элементоввовсехОПпрожеторно отипаслинейными ало енными лампами нааливания и мощными разрядными лампами. Призматичесиерассеивателиширооприменяютсяв личныхсветильниахафнционально о, таидеоративно оназначения.Стелянные линзы(сплошныеилинаборные,таназываемыелинзыФренеля)—неотъемлемаячасть всехпроеторов,световыхмаяов,неоторых переносныхсветильниов.Элементыизхрсталя,ажебылосазано,—основамно ихдеоративныхОПдлябытовых,представительсих,зрелищныхидр ихпомещений. Цветные стела широо использются в ОП проеторно отипадлясозданиядеоративныхэффетоввшо-про раммахит.п.Глшеное(чащевсе омолочное)стело—основабольшинствабытовыхсветильниов.Чистыйварцбла одаряе овысоойпрозрачностивльтрафиолетовойобластиспетра использетсяприсозданииоблчательных становодляобеззараживанияводыивоздха.

83

à) íàïðàâëåííîå

á) íàïðàâëåííîðàññåÿííîå

â) äèôôóçíîå (ðàññåÿííîå)

ã) ñìåøàííîå Ðèñ. 40. Èíäèêàòðèñû ïðîïóñêàíèÿ

84

Вомно ихслчаяхсилиатныематериалыявляютсябезальтернативнымивсозданииОП.ОднаоврядеОП,вчастности,всветильниахслюминесцентнымилампами,впоследниедесятилетияширооприменяютсяиор аничесиесветопропсающиематериалы. Кдостоинствамор аничесихсветопропсающихматериалов необходимоотнестиихбольшюстойчивостьдарнымна рзам, меньшюплотность,возможностьмеханичесойобработи,часто— меньшюстоимость.Кор аничесимотносятсяполимерные(синтетичесие)светопропсающиематериалы,атажесветотехничесие бма иитани.Таабма иитанииспользютсявпроизводстве тольобытовыхсветильниов,далееоних оворитьнебдем. Всеполимерныематериалыделятсянатермореативныеитермопластичные. Термореативные материалы — это таие, оторые прина реваниипереходятвнеплавоеинерастворимоесостояниеи неподлежатповторнойпереработе.Ктаимматериаламотносятся, например, арболит, эпосидные смолы, стелопласты, использемыевсветотехничесойпромышленностиаонстрционные.Термопластичныематериалынетеряютспособностиплавитьсяилирастворятьсяпослеихна реванияипоэтомдопсаютвторичнюпереработ.Кэтомлассотносятсяпратичесивсесветопропсающиематериалы. Втаблице22приведеныфизичесиепараметрынаиболеераспространенныхсветопропсающихполимерныхматериаловистела(данныевзятыизни В.И.Дол ополова«Светотехничесиематериалы»,Энер ия,1972;Ю.Ф.Мельниова«Светотехничесиематериалы»,Высшаяшола,1976иА.Г.Гальчено«Современныеполимерныесветотехничесиематериалы»,ДомСвета,Мосва,2000). Таблица 22

Основныехара теристи исветопропс ающих материалов

ПММА—полиметилметарилат; ПС—полистирол;

Ãëàâà 6. ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

85

СПС-УФ—светостабилизированныйполистирол; ПК—полиарбонат; ПЭ—полиэтилен; ПП —полипропилен; ПЭТФ—полиэтилентерефталат. Всеполимерныематериалызначительноле честела—плотностьбольшинстваизнихблиза1 /см3.Рядматериалов(полиарбонат,полипропилен)значительнопревосходятстелопостойчивостидарнымна рзам. Общимнедостатомвсехполимерныхматериаловявляетсяих низаястойчивостьсвети,особенно,льтрафиолетовомизлчению.Поддействиемсветабольшинствоматериаловжелтеетистановитсяболеехрпими.Дляповышениястойчивостисветвполимерывводятразличныесветостабилизирющиедобави,оторые повышают стоимость материалов, а ино да снижают оэффициент пропсания.Внастоящеевремяприиз отовлениисветильниовприменяются почти ислючительно светостабилизированные полимерныематериалы. Др имобщимсвойствомдлявсехсинтетичесихматериалов слжитихстарение,тоестьпостепенноехдшениесветотехничесихимеханичесихпараметров.Еслистеломожетсохранятьсвои параметрывтечениестолетий,тосрослжбыполимерныхматериалов редо превышает 10 лет. Еще одним неприятным свойством полимеров является их орючесть. Кроме полиарбоната, все прозрачныеполимерыявляются орючимиматериалами.Полиарбонат относитсятрдновоспламеняемымисамозатхающимматериалам; он оритдотехпор,поанаходитсявпламенидр ихвеществ,апри выносеизпламени— аснет. Достоинствомполимерныхматериаловявляетсяихболеевысоаятехноло ичностьпосравнениюсостелом.Всеэтиматериалы перерабатываютсяпризначительноменьшихтемператрах,чемстело иособенноварц. Наиболеераспространеннымспособомпереработиполимеров является эстрзия — продавливание расплавленных материалов свозьщелиразличнойформы.Таимметодомиз отавливаютсярассеиватели для светильниов с люминесцентными лампами само о разно опрофиляилюбойдлины.Широораспространенытажеметодывамно оформованияиштамповиизлистов.Изделиясложнойформыитолстостенныеизделияделаютсялитьемподдавлениемиливыдвом. Всеполимерныематериалыхорошосвариваютсяилислеиваются,поддаютсяразличнымвидаммеханичесойобработи.

86

НизаятеплостойчивостьполимерныхматериаловделаетневозможнымиспользованиеихвОПс ало еннымилампаминааливанияимощнымиразряднымилампами.Основнаяобластьприменениятаихматериалов—светильниислюминесцентнымилампамии неоторые бытовые светильнии с лампами нааливания. В производствесветильниовслюминесцентнымилампамиполимерныесветопропсающиематериалывнастоящеевремяявляютсяпратичеси единственным типом материалов для из отовления рассеивателей.Наиболеераспространенздесьполиметилметарилат,известныйтажеподназваниями«ор аничесоестело»,«плеси лас»,«арил».Кромеэто о,дляиз отовлениярассеивателейиспользетсяполистирол (стабилизированный), реже — полипропилен. Поливинилхлорид использется для из отовления штампованных рассеивателей,эранирющихрешето. Особоеместосредиполимерныхсветопропсающихматериаловзанимаетполиарбонат(иностранныеназваниямаролон,лесан).Онимеетбольшютеплостойчивость,чемдр иепрозрачные полимеры(до150 оС),менеепожароопасен(самозатхает),а лавное—значительнопревосходитвседр иематериалыпостойчивостидарнымна рзам.Поэтомполиарбонатприменяютприиз отовлениитаназываемых«антивандальных»светильниов,оторые использютсядляосвещенияподъездов,лестничныхлетоилифтоввжилыхдомах,вподземныхпешеходныхпереходах,длясадовопарово оосвещения—тоестьвместах, десветильниимо тподвер аться нарочитом разршению. Кроме это о, полиарбонат использетсядляиз отовлениярассеивателейизащитныхолпаоввОП свысоойстепеньюзащиты(IP54,IP65),применяемыхдляосвещенияпроизводственныхпомещений.Широомвнедрениюэто оматериаламешаете овысоаястоимость(в3 – 4разадорожеполистирола),атажебольшаятрдоемостьиз отовленияизделийизне о. Полимерныесветопропсающиематериалы,аистело,мо т иметь различный харатер светопропсания. Из материалов снаправленнымпропсаниемделаютпризматичесиерассеиватели;сдиффзныминаправленно-диффзнымпропсанием—опаловыеилимолочныерассеиватели. При оцене применимости типов рассеивателей необходимо иметьввид,чтопризматичесиерассеивателиобеспечиваютбольшиеКПДсветильниов,нопратичесинеменьшаютяростьисточниовсвета.

6.2. Ñâåòîîòðàæàþùèå ìàòåðèàëû Светоотражающие материалы использются для из отовления отражателейиперераспределениясветово опотоаисточниовсве-

Ãëàâà 6. ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

87

таптемотраженияе овнжныхнаправлениях.Похаратерраспределенияотраженно осветаразличаютзеральное(направленное), направленно-рассеянное,рассеянное(диффзное)исмешанноеотражение(рис.5). Важнейшимипараметрамисветоотражающихматериаловявляютсяоэффициентотражения ρ,риваяпространственно ораспределенияотраженно освета(индиатриса),адляцветныхматериалов ещеиспетральноераспределениеоэффициентаотражения.Цветныематериалыприиз отовленииОПнеиспользются,поэтомдалееоних оворитьнебдем. Материалы с зеральным и направленно-рассеянным отражением—этометаллысразличнойобработойповерхностиилиметалличесиепорытиянанеметалличесихповерхностях(вонечном счете,тажеметаллы).Диффзнымхаратеромотраженияобладают тани,бма ане лянцевыхсортов,мно иеэмалиираси.Смешанныйхаратеротраженияприсщстелоэмалям(силиатнымэмалям) ибелымматериаламсблестящейповерхностью( лшеноестело,

лшеныеполимерныематериалы, лянцеваябма аидр ие). Зеральноеотражениепозволяетнаиболее ибоиточноперераспределять световой пото источниов света, формиря, таим образом, требемю ривю сил света (КСС). Из чистых металлов наибольшийоэффициентотраженияимеетсеребро—до0,92.Однаоиз-задоро овизные оприменяюттольодляпорытиястелянныхотражателейнеоторыхтиповпрожеторовиоптичесихприборов. Всветотехничесойпромышленностифатичесиединственным материаломсзеральнымотражениемявляетсяалюминий.Коэффициентотражениячисто оалюминияприоченьтщательнойполирове поверхностиможетбытьвыше0,8;однаочистыйалюминийнавоздхебыстрооисляетсяитснеет.Поэтомнеобходимазащитаалюминияотпрямо оонтатасвоздхом.Способовзащитыалюминия отоислениядостаточномно о. Наиболеераспространеннымиизтаихспособовявляютсяальзаирование и анодирование или элетрохимичесое полирование (ино даназываемоеобъярчением).Альзаирование—этонанесениетонойпленидвоисиремниянаалюминиевюповерхность. Тааяплена,немно оснижаяоэффициентотражения,надежнозащищает алюминий от воздействия воздха и одновременно делает е оповерхностьболеетвердой.Анодированиеилиэлетрохимичесоеполирование—этообработаалюминиевойповерхностив растворах ортофосфорной ислоты, хромово о ан идрида и др их химичесихвеществприодновременномвоздействииэлетричесо отоа.Врезльтатетаойобработиповерхностьалюминиядела-

88

етсялад ой(отполированной)иблестящей.Поддействиемэле тричес оото анаповерхностиалюминияобразетсятончайшийслой о исиалюминия,предотвращающийеедальнейшеео ислениеипотс нение. Чемчищеалюминий,темвышеео оэффициентотражения.Но чистыйалюминий—этооченьмя ийидостаточнодороойматериал.Поэтомчащедляизотовленияотражателейиспользютсяболее твердые и дешевые материалы (алюминиевые сплавы, сталь, пластмассы,дляособоточных—сте ло),на оторыенаноситсятон ийслойособочистооалюминияспоследющейеозащитой.Чаще всеоалюминийнаноситсяптемраспылениявва ме,адлянанесениязащитноослояиспользютдво ись ремния,распыляемю натойжестанов епослесозданияслояалюминия. Дляполчениячистозер альнооотраженияповерхность,на оторюнаноситсяслойалюминия,должнабытьхорошоотполирована. Еслиповерхностьподлож ишероховата,тохара теротражениябдет направленно-рассеянным, причем, чем больше шероховатость, темболеерассеяннымбдетотражение. Внастоящеевремярядфирмзарбежом(AlanodвГермании, SaccalвИталии)освоилпромышленноепроизводстволистовооалюминияс«отовой»поверхностьюсженапыленнымслоемалюминия ис лючительновысо ойчистоты(99,95%),защищеннымтончайшимислоямидво исей ремнияититана.Приэтомтолщиназащитных слоевподбираетсята ,чтобысвет,отраженныйотпередней(обращенной воздх)изадней(обращенной алюминию)поверхностей плен инаходилсявпротивофазеи а быасилсязасчетинтерференции.Подобнаятехнолоия(просветлениеопти и)жемноолет применяетсявоптичес ойпромышленности—хорошоизвестныфотоаппаратыста называемыми«олбымиобъе тивами»,имеющими значительно больший оэффициент пропс ания, чем аналоичные объе тивысчистыми(непросветленными)линзами.Применениета ихинтерференционныхпо рытийичистейшеоалюминияпозволило довести оэффициент отражения до 0,95 (листы мар и Miro немец ойфирмыAlanod). Та  а основойта ихлистовыхматериаловслжитнечистый алюминий,аалюминиевыйсплавсхорошимимеханичес имисвойствами,изнихможнонтьоченьточныеотражателисдостаточной формостойчивостью. Листысветотехничес ооалюминиявыпс аютсянетоль осзер альным,ноиснаправленно-рассеяннымотражениемсразличной степеньюрассеяния,ата жетонированныеврозовыйилизолотистыйцвета.Длязащитыотражающейповерхностиотповрежденияво времятранспортиров ииобработ илицеваястороналистовпо ры-

Ãëàâà 6. ÑÂÅÒÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÛ

89

ваетсяполимернойплен ой, отораяле оснимаетсясжеотовых отражателей. Недостат ами листовоо светотехничес оо алюминия типа Alanodявляютсяневозможностьиспользованияеодляизотовления отражателейсложнойформыиз-занеизбежнооповреждениязащитноо слоя при лбо ой вытяж е и достаточно высо ая стоимость. Одна овпроизводствесветильни овслинейнымилюминесцентными лампами этот материал находит все большее распространение дляизотовленияотражателейиэлементовзер альныхэ ранирющихрешето . Дляполченияматериаловсдиффзным(рассеянным)отражениемиспользютсяразличныеэмалии рас инаосновебелыхпиментов—о исицин а,дво исититана,серно ислообарияидр. Эмалиили рас инаносятсянаповерхностьотражателейраспылениемстрейсжатоовоздхаилиэле тростатичес имполем.Коэффициентотраженияхорошихэмалей—нениже0,85. Всветильни ахсмощнымилампамичастоприменяютсясте лоэмали,имеющиесмешанныйхара теротражения,—сзер альной идиффзнойсоставляющими.Вта ихматериалахпрималыхлах падениясветапреобладаетдиффзныйхара теротражения(ρзер ≤ 7%,ρдиф ≥50 – 65%).Прибольшихлахпадениязер альноеотражениевеличивается,адиффзное—меньшается.Приэтомсммарный оэффициентотражениявозрастаетпримернос60до85%. Этособенностьматериаловсосмешаннымотражениемнеобходимочитыватьприразработ есветильни ов. Сте лоэмалинаносятсячащевсеонаповерхностьстальныхотражателей, оторыеодновременноявляютсяи орпсамисветильни ов.Сте лоэмалевыепо рытияхара теризютсявысо ойтеплостойчивостью,химичес ойстой остью,механичес ойпрочностью(допс ают мноо ратню протир  и мой ). Поэтом основная область применениясветильни овсотражателями,по рытымисте лоэмалью, —освещениепроизводственныхпомещений.

6.3. Êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèàëû Этиматериалыневыполняют а ие-тосветотехничес иефн ции,аслжатлишьдлясоздания онстр цийОП.Поэтом  ласс

онстр ционныхмотбытьотнесеныпра тичес ивсеметаллы,термореа тивныеполимеры,не оторыетермопластичныеполимеры. Наиболеераспространенными онстр ционнымиматериалами всветотехничес ойпромышленностиявляютсяалюминиевыесплавы,листоваясталь,поли арбонат,полиамид( апрон).Дляизотовления эле тростановочных изделий (патронов, леммных олодо ,

90

розето,вылючателейит.п.)широоиспользетсяерамиа,аиз полимерных материалов — термореативные смолы на основе фенолформальдеидныхсоединений;полибтилентерефталат;полиарбонат;полиамид. Впоследниеодывсеболееширооераспространениевачествеонстрционныхматериаловполчаютполиэфирныесмолыи полиарбонат. Полиэфирные смолы, в иностранной доментации обычно называемые«полиэстер»,чащеиспользютсядляизотовленияорпсовсветильниовслюминесцентнымилампами.Этотматериалдаропрочен,химичесистое,можеторашиватьсявмассевразличные цвета.Дляповышениямеханичесойпрочностиитеплостойчивости вполиэфирныесмолычастодобавляютстеловолоно.Изделияизполиэфирныхсмолделаютсяметодомлитьяподдавлением.Поверхность таих изделий имеет вполне эстетичный вид и не требет дополнительнойдеоративнойораси. Полиарбонат, орашенный в массе, использется в ачестве онстрционнооматериалаивсветильниахсразряднымилампамимощностьюдо400Вт.

7. ÝËÅÊÒÐÎÓÑÒÀÍÎÂÎ×ÍÛÅ ÈÇÄÅËÈß Кэлетро становочнымизделиямотносятсяпатроныдляламп истартеров,леммныеисоединительныеолодидляподлючения дросселей,зажиающих стройств,ламписетевыхпроводоввн три светильниов, вылючатели и перелючатели, розети и вили для влюченияпереносныхсветильниовидр их стройстввэлетричес юсеть.Сюдажеможноотнестиразличныелипсы,ламподержателиидр иедеталисветильниов,невыполняющиениаихэлетричесих ф нций, но обеспечивающие фисацию ламп в н жном положении,защит ихотвыпаденияит.п. Важнейшейэспл атационнойхаратеристиойэлетро становочныхизделийсл житихработоспособность,тоестьобеспечение надежнооонтатаисточниовсветаиаппаратоввлючениявтечениевсеосроасл жбы.Надежностьизделийобеспечиваетсяихонстр цией и выбором материала для изотовления тоовед щих и изолир ющихдеталей.Изолир ющиедетали,аправило,выполняют таже ф нции онстр тивных элементов, с помощью оторых изделиярепятсяместамих станови. Главное требование  изолир ющим деталям — обеспечение элетричесойбезопасностилюдейипожарнойбезопасностипомещений.Тааисточниисветаприработемо тнареватьсядовысоихтемперат р,изолир ющиематериалыдолжныбытьдостаточно термостойими. В патронах для алоенных ламп нааливания, металлоалоенныхинатриевыхлампчащевсеоиспольз етсяерамиа,способнаяработатьпритемперат рахвыше300оС.Патроныдля люминесцентныхлампистартероввнастоящеевремяделаютсяиз термопластичныхсмол—полиарбоната,полиб тилентерефталата, полифениленс льфида.Приизотовлениипатроновдляобычныхламп нааливаниядонедавнеовремениосновнымматериаломбыларболит—термореативнаясмоланаосновефенолформальдеида.Теперьиспользованиеарболитанереоменд етсяпоэолоичесим соображениям.СейчасосновнымматериаломприизотовлениипатроновдлялампнааливаниясрезьбовымицоолямиЕ14иЕ27стали др иетермореативныеполимеры. Основнымизолир ющимматериаломлеммныхисоединительныхолодовнастоящеевремяявляетсяполиарбонат,атажетермореативныестелопластии.

92

Тоовед щиедеталивпатронахделаютсяизметаллов,обладающихдовольновысоой пр остьюинетеряющихэтой пр остиво всем диапазоне рабочих температ р, а таже после мнооратной

становиивыниманияламп.Обычноэтолат нь,режениель.Для защитыоторрозиилат нныедеталиинодапорываютслоемдр оометалла,более стойчивоовоздействиювозд хаисодержащихсявнемпаровводыилихимичесихсоединений—олова,цина, ниеля. В патронах для линейных алоенных ламп нааливания и дв хцоольныхметаллоалоенныхламп,аправило,делаютсеребреныеонтаты. Впоследнеевремяолодирезьбовоотипа(сзажимомпроводаайойишайбой)применяютсятольодляподлючениямощных источниовсветаиаппаратоввлючения.Вдросселяхиэлетронных аппаратахвлючениялюминесцентныхлампприменяютсясоединительныеолоди«вр бноо»типа,воторыепроводпростовставляется,аеозажиминадежныйонтатобеспечиваютсяонстр цией онтатноо зла.Этозначительноснизилотр доемостьсборисветильниовипозволилоавтоматизироватьэт операцию. Клипсы, поддержи и др ие элементы для фисации ламп всветильниахсейчасделаютсяпреим щественноизполиарбоната. Кр пнейшие производители элетро становочных изделий — фирмыBJB(Германия),VosslohSchwabe(Германия),Stucci(Италия). Ксожалению,вРоссииэлетро становочныеизделия,соответств ющиесовременном мировом  ровню,непроизводятся.

8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ Осветительныеприборы
(ОП)
—
это
стройства,
перераспределяющие
световой
пото
источниов
света
в
пространстве
требемым
образом.
По
общепринятой
лассифиации
все
ОП
делятся
на три
ласса:
светильнии,
прожеторы
и
проеторы. Проеторы
—
это
ОП,
онцентрирющие
световой
пото
источниа
света
на
определенной
чето
о раниченной
площади
или
в
определенном
объеме.
Наиболее
распространенный
вид
таих
ОП
— это
известные
всем
инопроеторы,
создающие
заданню
освещенность
тольо
на
определенной
площади
эрана.
Ка
правило,
в
проеторах
использются
сложные
оптичесие
системы,
обеспечивающие
не
тольо
необходимые
ровни
и
равномерность
освещенности по
всей
заданной
поверхности,
но
и
предельно
четю
передач
изображений
(их
«проецию»)
из
одно о
места
в
др ое
с
изменением масштаба.
Кроме
инотеатров,
проеторы
использются
для
демонстрации
различных
иллюстраций
во
время
пбличных
выстплений, для
создания
статичных
или
динамичных
световых
эффетов
(очень распространенное
явление
при
оформлении
эстрадных
онцертов, дисоте
и
т.п.).
Для
целей
освещения
в
обычном
понимании
это о слова
ОП
проеторно о
типа
не
использются
и
поэтом
далее
не рассматриваются. Прожеторы
и
светильнии
—
это
световые
приборы,
предназначенные
для
освещения
определенных
объетов
а
внтри,
та
и вне
помещений. Прожеторами
обычно
называются
ОП,
сосредотачивающие световой
пото
источниов
света
в
достаточно
малых
телесных
 лах и
освещающие
объеты,
находящиеся
от
ОП
на
расстояниях,
значительно
превышающих
размеры
самих
ОП.
Светильнии
—
это
ОП, в
оторых
световой
пото
источниов
света
распределяется
внтри больших
телесных
 лов.
Ка
правило,
светильнии
освещают
поверхности
или
предметы,
находящиеся
от
них
на
достаточно
близих
расстояниях,
соизмеримых
с
размерами
самих
светильниов. Граница
межд
прожеторами
и
светильниами
весьма
словна.
Часто
один
и
тот
же
прибор
может
быть
отнесен
а

светильниам,
та
и

прожеторам.
Например,
«прожеторы»
для
архитетрно о
освещения
по
их
светотехничесим
харатеристиам
чаще
все о являются
не
прожеторами,
а
именно
светильниами,
а
«арманные

94

фонарии»
(рчные
светильнии)
—
это
типичные
ОП
прожеторно о типа,
то
есть
действительно
прожеторы. Рассмотрим
харатерные
особенности
ОП,
их
параметры,
лассифиацию
по
различным
признаам,
области
применения.

8.1. Ïàðàìåòðû îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ Се одня
в
мире
еже одно
производятся
сотни
миллионов
ОП, а
оличество
их
типов
исчисляется
тысячами.
Ка
же
из
это о
множества
правильно
выбрать
таой
прибор,
оторый
наилчшим
образом соответствовал
бы
предъявляемым

нем
требованиям? Прежде
все о,
необходимо
понимать,
по
аим
параметрам
следет
сравнивать
различные
ОП.
Рассмотрим
эти
параметры.

8.1.1. Ñâåòîòåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ Любой
ОП
—
это
стройство,
перераспределяющее
в
пространстве
световой
пото
источниа
света.
Обычно
источнии
света
излчают
е о
во
всех
направлениях,
а
нам
часто
надо
осветить
аое-то онретное
место,
например,
рабочий
стол.
В
этом
слчае
полезным является
световой
пото,
попадающий
на
нжное
место
(рабочий
стол), а
остальной
—
пратичеси
бесполезным.
Таим
образом,
можно
оворить
о
оэффициентеполезноодействия
(пд)
ОП.
Та
а
задача
любо о
ОП
—
это
перераспределение
светово о
потоа
источниа
света
требемым
образом,
то
под
пд
ОП
принято
понимать
отношение
светово о
потоа,
выходяще о
из
ОП,

световом
пото источниа
света: êïä = Ôîï/Ôèñ . Однао
очевидно,
что
далео
не
весь
световой
пото,
выходящий
из
ОП,
попадает
на
нжное
место
—
обычно
большая
е о
часть ходит
«на
сторон»,
освещая
стены,
потоло,
но
не
заданню
площадь.
Для
то о
чтобы
оценить
долю
светово о
потоа,
попадающю на
нжное
место,
необходимо
знать
харатер
распределения
светово о
потоа,
вышедше о
из
ОП,
в
пространстве.
Этот
харатер
светораспределения
описывается
с
помощью
ривых
сил
света,
являющихся важнейшим
параметром
любо о
ОП. Криваясилсвета
(КСС)
ОП
—
это
рафичесое
изображение зависимости
силы
света
прибора
от
направления
распространения света.
Обычно
КСС
изображаются
в
полярных
оординатах
(рис.
41,а), однао
для
ОП
с
очень
малыми
 лами
излчения
ино да
использется
и
прямо ольная
система
оординат
(рис.
41,б).
Для
добства пользования
в
атало ах
ОП
приводятся
словные
КСС,
рассчитан-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

ные
для
источниа света
со
световым потоом
1000
лм. Реальная
сила
света
ОП
определяется
для
любо о
источниа
света,
становленно о
в данный
прибор, с
помощью
простоо
соотношения:

95

Ðèñ. 41. Ïðèìåðû êðèâûõ ñèë ñâåòà â ïîëÿðíûõ (à) è ïðÿìîóãîëüíûõ (á) êîîðäèíàòàõ

IÎÏ ðåàë = IÎÏ 1000 Ôèñ / 1000 . Если
ОП
мно оламповый,
то
Ôис
—
это
смма
световых
потоов всех
ламп. Кривые
сил
света
ОП
с
омпатными
одноцоольными
источниами
(лампы
нааливания,
ДРЛ),
а
правило,
одинаовы
во
всех
плосостях,
проходящих
через
оптичесю
ось
прибора,
то
есть
через
словню
прямю
линию,
проведенню
через
световой
центр
прибора перпендилярно
плосости
е о
выходно о
она.
А
световой
центр ОП
—
это
точа
внтри
прибора,
в
оторой
находится
источни
света, если
е о
размеры
малы
по
сравнению
с
размерами
ОП,
или
центр источниа
света,
если
он
достаточно
вели. В
ОП
с
двхцоольными
источниами
света
(линейные
люминесцентные
лампы,
линейные
ГЛН,
МГЛ
софитно о
типа)
или
с
одноцоольными
источниами,
имеющими
вытянтю
форм
(КЛЛ,
НЛВД и
НЛНД,
МГЛ)
и
расположенными
не
вдоль
оси
оптичесо о
прибора,
КСС
различны
в
разных
плосостях.
В
атало ах
для
таих ОП
даются
две
КСС
—
в
лавной
продольной
и
лавной
поперечной
плосостях.
Продольная
плосость
—
это
плосость,
проходящая
через
продольню
оптичесю
ось
ОП;
поперечная
плосость
—
это
плосость,
перпендилярная продольной
оптичесой
оси ОП.
Очевидно,
что
таих плосостей
—
множество, поэтом
выделяют
лавные плосости,
оторые
проходят
через
центр
источниа света
перпендилярно
выходном
он
ОП
(рис.
42). Ðèñ. 42. Ãëàâíûå ïëîñêîñòè îñâåòèòåëüíûõ При
р лосимметричном ïðèáîðîâ

96

светораспределении ОП КСС одинаовы во всех плосостях, поэтом в аталоах для таих ОП приводится тольо одна ривая. Отсчет лов начинается от оптичесой оси ОП. Посоль оптичесая ось является линией пересечения продольной и поперечной лавных плосостей, то в направлении оптичесой оси (то есть под лом ноль радсов) значения сил света в этих плосостях вседа совпадают. По харатер светораспределения в соответствии с ГОСТ 13828 ОП делятся на пять лассов: прямое (П), преимщественно прямое (Н), рассеянное (Р), преимщественно отраженное (В) и отраженное (О). Все ОП прожеторноо типа имеют тольо прямое светораспределение. Светильнии прямоо светораспределения — это те,  оторых не менее 80 % световоо потоа направлено в сторон выходноо отверстия. Преимщественно прямым светораспределением называется таое, при отором в сторон выходноо отверстия направлено от 60 до 80 % световоо потоа. Если свет направляется от светильниа примерно поровн «вперед» (в сторон выходноо отверстия) и «назад» (в обратню сторон), то таое светораспределение называется рассеянным. При преимщественно отраженном светораспределении доля световоо потоа, направляемоо «вперед», составляет 20 – 40 %, а от 60 до 80 % направляется «назад». Если же «назад» направляется более 80 %, то таое светораспределение называется отраженным (рис. 43).

Ðèñ. 43. Êëàññû ñâåòîðàñïðåäåëåíèÿ

В последние оды в странах Западной Европы полчили широое распространение подвесные и напольные светильнии, харатер светораспределения оторых не ладывается в названные пять лассов. В отличие от светораспределений лассов Н и В, в оторых оптичесая система светильниов формирет КСС тольо в одн сторон, а световой пото, направленный в противоположню сторон, специально не перераспределяется,  новых светильниов световой пото чето формирется по обе стороны плосости выходноо отверстия («вперед» и «назад», Ðèñ. 44. «Äâîéíîå» рис. 44). Посоль ГОСТ таой ласс светорас- ñâåòîðàñïðåäåëåíèå

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

97

пределения не предсмотрен, бдем называть ео «двойным». В светотехничесой литератре при описании харатера светораспределения обычно потребляются термины «верхняя» и «нижняя» полсферы. Однао это справедливо тольо для потолочных светильниов. Ко мноим дрим типам светильниов лчше применять термины «передняя» и «задняя» полсферы, та а понятия верха и низа для них весьма словны. К таим светильниам относятся встраиваемые, напольные, настольные, онсольные и мноие типы подвесных светильниов. Например, подвесные ацентирющие светильнии мот светить в любю сторон и с любоо направления, но ни ласс светораспределения, ни тип КСС при этом  них, естественно, не изменяются. Российсим ГОСТ 13828 становлены семь типов КСС: онцентрированная (К), лбоая (Г), осинсная или диффзная (Д), полшироая (Л), широая (Ш), синсная (С) и равномерная (М) (рис. 45). У светильниов с ривыми сил света типа К, Г и Д направление масимальной силы света совпадает с оптичесой осью или близо  ней,  типа С — перпендилярно оптичесой оси. При «широом» типе КСС масимальная сила света создается светильниами в направлениях, лежащих под лом от 55 до 85о  оптичесой оси, при «полшироом» — от 35 до 55о. Следет сазать, Ðèñ. 45. Òèïû êðèâûõ ñèë ñâåòà ïî ÃÎÑÒ 17677

что КСС типов Ш, Л и Д мот быть «вывернтыми», посоль они присщи светильниам не тольо с прямым или направленным харатером светораспределения, но и с отраженным и преимщественно отраженным. В этих слчаях направление масимальной силы света относительно оптичесой оси соответствет лам 180о (Д), 95 – 125о (Ш) и 125 – 145о (Л). К светотехничесим параметрам светильниов относятся еще две величины: ярость видимых частей светильниов и защитный ол.

98

Задачей ОП является не тольо перераспределение световоо потоа, но и защита лаз от воздействия на них высоой ярости. Ка было сазано выше, ярость является именно той светотехничесой величиной, на оторю реаирет лаз, а наличие в поле зрения предметов с высоой яростью вызывает определенные недобства (дисомфорт), снижение фнций зрения и ослепленность. Поэтом в техничесой доментации часто реламентирется масимально допстимая ярость видимых частей светильниов. В частности, таое требование обязательно для светильниов, станавливаемых в помещениях с большим оличеством персональных омпьютеров. Совершенно очевидно, что ораничивать ярость надо не по всем направлениям, а тольо в определенных ловых зонах. Обычно это лы от 0 до 30о  оризонтальном направлению. Снижение ярости осществляется птем эранирови источниов света с помощью отражателей и специальных эранирющих решето или пластин, а таже с помощью рассеивателей. Уол, в пределах отороо лаз защищен от попадания на нео прямоо света ламп, называется защитным лом светильниа (рис. 46). Если отражатели и эранирющие решети из непрозрачных материалов действительно защищают лаз от прямоо воздействия высоой ярости источниов света, то рассеиватели разных типов или эранирющие решети из Ðèñ. 46. Çàùèòíûå óãëû îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ светопропсающих рассеивающих материалов лишь меньшают эт ярость. При этом необходимо иметь в вид, что призматичесие рассеиватели из прозрачных материалов пратичеси не изменяют ярость источниов света, а лишь «размазывают» их очертания. Поэтом светильнии с призматичесими преломлятелями не должны использоваться там, де они попадают в поле зрения непосредственно или в виде отражений («блиов») на блестящих предметах (стело, полированный металл), а таже на эранах персональных омпьютеров.

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

99

8.1.2. Êëàññèôèêàöèÿ îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ïî îñíîâíîìó íàçíà÷åíèþ По основном назначению ОП делятся на ряд рпп: • ОП для освещения производственных помещений; • ОП для освещения административных, офисных, льтрнопросветительсих и дрих помещений общественноо назначения; • ОП для освещения бытовых помещений; • ОП для освещения сельсохозяйственных помещений; • ОП для освещения спортивных сооржений; • ОП для фнциональноо наржноо освещения; • ОП для деоративноо наржноо освещения; • ОП для внтреннео освещения средств транспорта; • ОП для архитетрно-хдожественноо освещения зданий, памятниов, фонтанов и т.п.; • ОП аварийноо освещения. Каждая из этих рпп, в свою очередь, делится на более мелие подрппы. Та, в рппе ОП для освещения производственных помещений можно выделить: • ОП для освещения помещений с нормальной средой; • ОП для освещения помещений с тяжелой средой (пыльных, влажных, с арессивными парами); • ОП для освещения взрывоопасных помещений; • ОП для освещения пожароопасных помещений. В рппе осветительных приборов фнциональноо наржноо освещения выделяются ОП: для лиц, доро и площадей; для больших отрытых пространств; для автотранспортных тннелей и подземных пешеходных переходов; для автозаправочных станций и т.п. Классифиация ОП по основном назначению определяет преимщественные области их применения. Однао эта лассифиация довольно словна, та а часто один и тот же светильни может использоваться в самых разных ситациях.

8.1.3. Êëàññèôèêàöèÿ îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ïî êîíñòðóêòèâíîìó èñïîëíåíèþ В основ этой лассифиации положен, прежде всео, способ станови ОП на их «заонных» местах. По способ станови ОП делятся на следющие рппы (в собах азано обозначение по ГОСТ 17677): • встраиваемые (В); • потолочные (П); • подвесные (С);

100

• настенные (Б); • напольные (Т); • настольные (Н); • венчающие (Т); • онсольные (К); • переносные (Р). В литератре инода еще встречаются старые названия типов светильниов: настенные светильнии называются «бра», напольные — «торшеры», потолочные — «плафоны». В соответствии с ГОСТ 17677 использование таих названий в официальной техничесой доментации не допсается. В аталоах потолочные светильнии инода называются наладными. В ГОСТ 17677 таоо термина нет, однао можно сазать, что он имеет право на сществование, та а харатеризет онстртивню особенность ОП: они действительно а бы наладываются на опорню поверхность. При этом опорной поверхностью для таих ОП может быть не тольо потоло, но и стены, налонные плосости сводов и т.п.

8.1.4. Êëàññèôèêàöèÿ îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ïî ñòåïåíè çàùèòû îò ïûëè è âëàãè Сществет межднародная система лассифиации и обозначения ОП и дроо элетротехничесоо обордования по степени их защищенности от воздействия влаи (воды) и твердых частиц (пыли). Степень защиты обозначается бвами IP (Ingress Protection — защита от прониновения) и двмя цифрами. Первая цифра поазывает степень защищенности ОП от прониновения в нео пыли и посторонних тел и может принимать значения от 2 до 6: 2 — специальной защиты от пыли нет; обеспечена защита от прониновения твердых тел с масимальным размером в поперечном сечении более 12 мм, что ислючает возможность приосновения пальцами  тооведщим элементам; 3 — защиты от пыли таже нет, но ислючена возможность приосновения  тооведщим элементам твердым телом с масимальным размером в поперечном сечении более 2,5 мм (например, отвертой); 4 — защиты от пыли нет, ислючена возможность приосновения  тооведщим элементам твердыми телами с масимальным размером в поперечном сечении 1 мм (например, проволоой диаметром 1 мм); 5 — обеспечена защита от попадания пыли на тооведщие элементы и олбы ламп. Полная защита от соприосновения с тооведщими деталями;

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

101

6 — полная защита от попадания пыли во внтренний объем ОП (пыленепроницаемые приборы) и от соприосновений с тооведщими деталями. Вторая цифра в обозначении поазывает степень защиты от прониновения воды внтрь ОП. Эта цифра может быть от 0 до 8 и означает: 0 — ниаой защиты от попадания воды нет; 1 — в лассифиации степени защищенности не использется; 2 — обеспечена защита от апель воды, падающих сверх под лом не более 15о  вертиали (аплезащищенные ОП); 3 — защита от апель и брыз, падающих сверх под лом  вертиали до 60о (дождезащищенные); 4 — защита от апель и брыз, попадающих на прибор с любоо направления (брызозащищенные); 5 — защита от водяных стрй, падающих с любоо направления (стрезащищенные); 6 — защита от прониновения воды при непостоянном попадании на ОП больших ее масс (волнозащищенные); 7 — защита от прониновения воды внтрь ОП при поржении ео на определенню лбин и заданное время (водонепроницаемые); 8 — защита от прониновения воды при поржении ОП в вод на неораниченное время (ерметичные). При степенях защиты 7 и 8 в техничесой доментации и на самих ОП азывается предельная лбина поржения (в метрах). На пратие наиболее часто встречаются ОП со степенями защиты IP20 (все ОП для освещения общественных и бытовых помещений, неоторых производственных помещений и спортивных сооржений), IP43 (большинство личных светильниов), IP65 (пылевлаозащищенные ОП для предприятий с тяжелыми словиями, ОП для наржноо архитетрно-хдожественноо освещения). Для полчения необходимой степени защиты ОП от пыли и влаи использются пролади из эластичных материалов. Наиболее подходящим материалом можно считать ремнийораничесие (силионовые) резиновые смеси. В таблице 23 приведены наиболее распространенные степени защиты ОП от пыли и влаи и реомендемые области применения приборов с таими степенями защиты.

102

Таблица23

Степенизащитыосветительныхприборов отпылиивлаи

8.1.5. Êëàññèôèêàöèÿ îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ïî ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè Элетробезопасность ОП должна обеспечивать защит людей от поражения элетричесим тоом. Степень безопасности определяется наличием и ачеством элетричесой изоляции тооведщих элементов (проводов, леммных олодо, патронов), наличием заземления и величиной элетричесоо напряжения, на оторое влючен ОП. В соответствии с «Правилами стройства элетростаново» (ПУЭ) по степени элетробезопасности все элетрообордование, в том числе и ОП, делится на четыре ласса: 0 — безопасность обеспечивается тольо рабочей изоляцией на всех тооведщих элементах; 1 — роме рабочей изоляции тооведщих частей, на приборах имеется специальная лемма для подлючения заземляющео проводниа (ни в оем слчае нельзя использовать в ачестве заземляющео провода нлевой или нейтральный провод элетричесой сети!). Ооло леммы для подлючения заземляющео провода на приборах ставится значо . 2 — безопасность изделия обеспечивается двойной или силенной изоляцией тооведщих элементов. Двойная изоляция, роме обычной рабочей изоляции, предсматривает применение дополнительных мер, обеспечивающих защит от поражения элетричесим тоом при наршении рабочей изоляции. Усиленная изоляция — это

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

103

лчшенная рабочая изоляция, обеспечивающая таю же защит от поражения элетричесим тоом, а и двойная изоляция. Класс элетрозащиты 2 применяется в большинстве бытовых элетроприборов — элетробритвах, хонных омбайнах, стиральных машинах, настольных и напольных светильниах и т.п. Заземление приборов с лассом защиты 2 не требется. На приборах с таим лассом защиты ставится зна . Та а заземления ОП с лассом защиты 2 не требется, то прощается их монтаж и снижается их стоимость —  светильниам не надо подводить отдельню жил заземления. 3 — безопасность приборов обеспечивается питанием их от элетросети с напряжением не выше 42 В(по ПУЭ, по ГОСТ Р МЭК 60598 — 50 В), оторое в подавляющем большинстве слчаев не опасно для людей. Заземления таих приборов таже не требется. Изделия с лассом элетрозащиты 3 — это переносные светильнии (рчные и налобные фонари), ОП с алоенными лампами нааливания низоо напряжения и светодиодами. Приборы с лассом элетрозащиты 3 марирются знаом .

8.1.6. Ïîæàðîáåçîïàñíîñòü îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ При работе все источнии света нареваются до определенной температры, зависящей, прежде всео, от типа, мощности и словий охлаждения. Температра нарева может быть достаточно высоой: например, внешняя поверхность алоенных ламп нааливания может нареваться выше 400 оС, поверхность ламп нааливания общео назначения — выше 200 оС, МГЛ и НЛВД — выше 300 оС. Поэтом ОП являются приборами, создающими опасность возниновения пожара в местах их станови. С дрой стороны, опасность возниновения пожара зависит и от словий эсплатации ОП — типа материала, на отором станавливается ОП, наличием в освещаемом помещении леовоспламеняющихся веществ, запыленности помещений. Для ислючения вероятности возниновения пожароопасных ситаций необходимо знать степень пожароопасности а самих ОП, та и помещений, в оторых они работают. На ОП встраиваемоо, потолочноо, настенноо, настольноо и напольноо исполнения наносятся специальные знаи, харатеризющие их пожароопасность. Если на ОП имеется зна , то это означает, что данный прибор может станавливаться не тольо на любю поверхность из несораемых материалов (бетон, металл, штатра), но и на поверхности из сораемых материалов с температрой воспламенения не ниже 200 оС (например, дерево или фанера

104

при толщине более 2 мм). Температра орпса таоо ОП при работе в нормальных словиях не превышает 115 оС, в аномальном режиме может повышаться до 130 оС, а при дефетах дросселя (например, междвитовое замыание) — до 180 оС. Аномальным режимом можно считать слчай, ода, например, люминесцентная лампа не заорается, и  нее тольо реются элетроды или происходит непрерывное миание. , то орКода на ОП имеется двойной зна пс таоо прибора наревается до температры не выше 95 оС. Таие ОП мот станавливаться на поверхности из сораемых материалов с неизвестной температрой воспламенения, на деревянных и фанерных поверхностях любой толщины (в том числе и менее 2-х мм), а таже мот использоваться в помещениях, в оторых пристствет пыль или волона орючих веществ. Осветительный прибор не может станавливаться ни на аие поверхности из орючих материалов, если на нем имеется зна . Инода на светильниах из термопластичных материалов (полиметилметарилат, полистирол, полиарбонат и т.п.) имеется значо . Таой зна оворит о том, что станавливаемые в светильни злы (дроссели для люминесцентных ламп, понижающие трансформаторы для алоенных ламп нааливания) при работе не должны нареваться выше азанной в треольние температры. Светильнии и прожеторы с алоенными лампами нааливания мот наревать до недопстимо высоих температр не тольо те поверхности, на оторых они становлены, но и освещаемые поверхности. В этих слчаях на ОП наносится зна , оворящий о том, что расстояние межд выходным отверстием ОП и освещаемой поверхностью должно быть не менее азанноо на знае.

8.1.7. Âçðûâîáåçîïàñíîñòü îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ При освещении предприятий химичесой, нефтяной, азовой и неоторых дрих отраслей промышленности необходимо читывать, что в таих местах мот образовываться взрывоопасные смеси и светильнии ни в аих ситациях не должны быть источниами возниновения взрывоопасных ситаций. Для освещения таих предприятий мот применяться тольо специальные светильнии, онстрция оторых та или иначе препятствет возниновению опасных ситаций. Ка правило, в светильниах для освещения взрывоопасных помещений использются литые орпса из алюминиевых сплавов, а

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

105

источнии света помещаются в защитные ожхи из силиатноо стела или полимерноо материала (чаще всео — полиарбоната). При освещении неоторых помещений, де опасность взрывов особенно велиа, светильнии станавливаются вне помещений, а свет вводится через специальные световые проемы или с помощью полых щелевых световодов. Взрывобезопасные светильнии во всех странах марирются знаом . Перед знаом Ех ставится цифра 0, 1 или 2. Светильнии с марировой 2Ех называются «светильниами повышенной надежности против взрыва». В них предсмотрены меры защиты, затрдняющие образование опасных иср, д или перерева тольо при нормальной работе светильниов. В осветительных приборах с марировой 1Ех, называемых «взрывобезопасными», меры защиты обеспечивают предохранение от взрыва оржающих взрывоопасных смесей в резльтате возниновения иср, д или перерева а при нормальной работе светильниов, та и при возможных повреждениях в процессе эсплатации. В светильниах с марировой 0Ех («особовзрывобезопасные») предсмотрены специальные дополнительные меры взрывозащиты.

8.2. Ñåðòèôèêàöèÿ îñâåòèòåëüíûõ ïðèáîðîâ Все новые изделия перед запсом их в производство должны пройти сертифиацию, то есть провер соответствия их параметров требованиям осдарственных и отраслевых стандартов. Для проведения сертифиации созданы специальные центры, аттестованные Госстандартом РФ. Крпнейшим центром по сертифиации осветительных приборов, аппаратов влючения, зажиающих стройств, элетростановочных и дрих светотехничесих изделий является СВЕТОС, . Мосва. В настоящее время большинство российсих стандартов приводится в соответствие с требованиями межднародных оранизаций, в частности, Межднародной элетротехничесой омиссии — МЭК (IEC). Стандарты, соответствющие требованиям МЭК, называются ГОСТ Р МЭК. Сертифиация на соответствие таим стандартам свидетельствет о том, что изделие отвечает требованиям МЭК и может поставляться на эспорт пратичеси во все страны. Основными требованиями стандартов типа ГОСТ Р МЭК являются требования безопасности для жизни и здоровья людей, сохранности оржающей среды и имщества. Для оцени техничесих параметров и ачества изделий сществют межднародные стандарты, разработанные Межднародной омиссией по стандартизации ISO. Этой же омиссией разработаны и приняты стандарты, по оторым

106

аттестются предприятия, выпсающие аю-либо продцию (например, стандарт ISO 9001). В странах Европы, роме стандартов МЭК, действет целый ряд межднародных норм, станавливающих требования  элетротехничесим изделиям по ровню радиопомех, по элетроманитной совместимости, по безопасности (Европейсие нормы EN). Изделия, соответствющие таим нормам, помечаются значом ENEC и символом сертифиационноо центра, проводившео испытания (например, в Германии — VDE). Зна ENEC заменяет национальные сертифиационные знаи всех стран—членов Европейсоо Союза. Наличие таоо знаа означает полное соответствие изделий требованиям омплеса межднародных стандартов, подтверждаемое релярными проверами и испытаниями, проводимыми представителями онтролирющих оранов. Кроме знаа ENEC или вместо нео, на изделиях инода ставится зна СЕ. Таой зна подтверждает соответствие изделия тольо требованиям правил элетроманитной совместимости, действющих в странах ЕС, но не является признаом ачества, надежности и безопасности изделий. В отличие от знаа ENEC, являющеося сертифиационным и присваиваемым тольо по резльтатам испытаний изделий в специализированных центрах, зна СЕ наносится предприятием-изотовителем под собственню ответственность. Если ОП сертифицирован на соответствие требованиям ГОСТ Р МЭК 60 598, то аих-либо дополнительных сертифиатов (пожарных, медицинсих и т.п.) нетребется. Возможность использования ОП в определенных словиях (например, на АЗС) подтверждается залючениями омпетентных оранизаций, имеющих право давать таие залючения (ВНИИ пожарной охраны, ВНИИ охраны трда, Инститтом общей и оммнальной ииены и др.).

8.3. Àâàðèéíîå îñâåùåíèå Аварийное освещение, прежде всео, должно обеспечивать безопасность людей при выходе из строя общео освещения. На предприятиях и в цехах с непрерывным цилом производства аварийное освещение, роме тоо, должно обеспечивать минимально необходимые словия для продолжения работы. В этом слчае оно ирает роль резервноо освещения. Еще одной важной фнцией аварийноо освещения является азание птей эваации из помещений в аварийных ситациях. Если резервное освещение требется лишь на неоторых промышленных предприятиях, то эваационное освещение необходимо пратичеси везде. Требования  светильниам аварийноо освеще-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

107

ния изложены в ГОСТ Р МЭК 60598-2-22-99, а  аварийном освещению — в СНиП (Строительные нормы и правила). В соответствии с этими требованиями, светильнии аварийноо освещения в слчае выхода из строя основноо (рабочео) освещения должны обеспечивать на пол освещенность не ниже 0,5 л, достаточню для четоо различения лестничных стпене, препятствий и т.п. Для обеспечения эваационноо освещения в помещениях должны станавливаться специальные светильнии или же часть светильниов общео освещения должна перелючаться в режим аварийноо освещения. В соответствии с требованиями СНиП (Строительные нормы и правила), в аварийных светильниах мот использоваться тольо лампы нааливания, а люминесцентные лампы — лишь в тех помещениях, в оторых температра воздха не может опсаться ниже +5 оС. Аварийные светильнии мот быть автономными или централизованноо питания, ода для них проладываются отдельные элетричесие сети от отдельных подстанций или от амляторов. После террористичесоо ата в Нью-Йоре 11 сентября 2001 ода, ода были разршены два иантсих здания Всемирноо торовоо центра и поибло множество людей, стала очевидной ненадежность систем аварийноо освещения с централизованным питанием: здания оазались без аварийноо освещения, что значительно затрднило возможность выхода людей из них. Резльтатом этоо стала тенденция отаза от централизованноо питания светильниов аварийноо и эваационноо освещения и перехода  их автономном питанию. Автономные светильнии аварийноо освещения мот быть постоянными, непостоянными и омбинированными. Наиболее рациональными можно считать омбинированные светильнии, оторые в нормальном режиме работают а обычные светильнии общео освещения, а при авариях перелючаются в режим аварийноо освещения. Посоль в аварийном режиме требются значительно меньшие освещенности, чем при нормальной работе, то при переходе в таой режим мнооламповых светильниов в них остается работать тольо одна лампа, причем и она работает не на полню мощность. В одноламповых светильниах

снижается мощность лампы (а правило, до 20 – 30, а инода и до 5 %). Необходимое оличество аварийных светильниов определяется размерами и харатером помещений. Для реализации автономноо питания сеодня производятся та называемые «онверсионные модли» или «блои аварийноо питания». Таие блои сществовали и ранее, но широом их распространению способствовали именно события 11 сентября 2001 ода.

108

Конверсионный модль — это стройство, содержащее элетронный аппарат влючения люминесцентных ламп, амляторы и элетронное или элетромеханичесое реле, перелючающее лампы с работы от сетевоо напряжения на работ от амляторов. В мнооламповых светильниах на амляторное питание обычно перелючается тольо одна лампа. Емости амляторов достаточно для работы ламп в течение одноо, двх или трех часов (в зависимости от типа онверсионноо блоа). Этоо времени должно хватить для завершения необходимых работ и эваации людей. Имеются варианты онверсионных блоов, в оторых перелючается тольо система питания аппарата влючения. В нормальном режиме лампы питаются через аппарат от сети, а в аварийном — через тот же аппарат от амлятора. Конверсионные блои мот встраиваться во мноие типы светильниов с люминесцентными лампами, превращая, таим образом, светильнии общео освещения в светильнии аварийноо или резервноо освещения. Для этоо мот быть использованы, в принципе, любые светильнии с люминесцентными лампами. От светильниов аварийноо освещения необходимо отличать световые эваационные азатели («ВЫХОД» и т.п.). В соответствии с Нормами пожарной безопасности НПБ 77-98, таие азатели должны станавливаться во всех помещениях с одновременным пребыванием большоо оличества людей. В отличие от светильниов аварийноо освещения, эваационные азатели не обязаны обеспечивать освещенность, достаточню для безопасной эваации людей. В настоящее время фнции светильниов аварийноо освещения и эваационных азателей часто совмещаются в одних изделиях — на светильнии налеиваются соответствющие трафареты. При этом обеспечивается и необходимая освещенность в аварийных режимах, и азание птей эваации. Очевидно, что применение одних эваационных азателей в больших помещениях (рпные торовые залы, цеха промышленных предприятий и т.п.) явно недостаточно: если при аварии поаснет свет, то люди просто не бдт видеть птей эваации, хотя де-то и бдт светиться азатели «ВЫХОД». Поэтом часть светильниов обязательно должна питаться от отдельных аварийных сетей или иметь встроенные онверсионные модли, перелючающие одн из ламп светильниа на питание от внтренних амляторов. С четом сазанноо выше предпочтение следет отдавать втором вариант — использованию онверсионных модлей, например, блоа ES. * * *

Таблица24

Встрое«Недостати»цифрамиобозначено:1—большиеабариты;2—наличиертти;3—необходимость специальной аппаратры влючения; 4 — плохая цветопередача; 5 — пльсации световоо потоа;6—низаясветоваяотдача;7—малыйсрослжбы. В строе «Достоинства» цифрами обозначено: 1 — высоая световая отдача; 2 — большой сро слжбы;3—омпатность;4—хорошаяцветопередача;5—идеальнаяцветопередача;6—простота влючения;7—дешевизна.

Своднаятаблицасравненияисточниовсвета

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ 109

110

Таблица25

Обозначенияцветностилюминесцентныхламп

8.4. Êàê ïðàâèëüíî âûáðàòü ñâåòèëüíèê? Прежде всео освещение должно обеспечивать словия для выполнения определенных зрительных задач. В зависимости от рода выполняемой работы требования  освещению различны. В лаве 3 «Нормирование освещения» были рассмотрены нормиремые параметры освещения и влияние на них различных фаторов. При выборе светильниов и систем освещения, в первю очередь, необходимо исходить из фнциональноо назначения освещаемоо помещения. Приближенно можно выделить следющие типы помещений: • Производственные (среди них отдельные рппы — «чистые», пыльные и сырые, с арессивной средой, взрывоопасные и др.). • Офисы с большим оличеством омпьютеров. • Обычные офисы. • Торовые. • Учебные. • Учреждения здравоохранения. • Мзейные и выставочные. • Спортивные. • Холлы, вестибюли и т.п. • Вспомоательные (оридоры, раздевали, талеты и т.п.). • Сладсие и подсобные. • Конференц-залы, омнаты для деловых встреч, переоворов и т.п.

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

111

В таблице 26 даны реомендации по использованию светильниов из номенлатры Компании «Световые Технолоии» для освещения перечисленных типов помещений, а далее по тест даются неоторые пояснения  вариантам их применения. Таблица26

Реомендемыетипысветильниов изноменлатрыомпании«Световыетехнолоии»

Важнейшей проблемой при проетировании осветительных станово является выбор источниов света. В таблице 24 приведены раничные значения параметров всех современных источниов света массовоо применения, отмечены их достоинства и недостати, названы основные области применения. Ка видно из таблицы, идеальных источниов света сеодня нет — аждом тип присщ целый ряд недостатов. Возможно, светодиоды наиболее близи  понятию «идеальный источни света», однао это поа все же сорее эзотичесий, чем массовый источни. Очевидно, что при освещении производственных и общественных помещений нет смысла использовать лампы нааливания из-за

112

их низой световой отдачи и малоо сроа слжбы. Однао в быт эти лампы поа что почти безальтернативны блаодаря их дешевизне, простоте влючения и отстствию ртти. Кроме этих достоинств, лампы нааливания, в том числе алоенные, обеспечивают идеальню цветопередач и поэтом широо использются в торовых и выставочных залах для витринноо и ацентирющео освещения. Дешевые светильнии с обычными лампами нааливания мот быть таже реомендованы для освещения небольших вспомоательных помещений с низими ровнями освещенности. Для освещения административных и общественных помещений (офисов, шол, больниц, онстрторсих бюро и т.п.) лчше всео подходят люминесцентные лампы, в том числе омпатные. Из люминесцентных ламп особенно выделяются лампы в олбах диаметром 16 мм (серия Т5) — они имеют наибольшю световю отдач, очень большой сро слжбы, малый спад световоо потоа в течение сроа слжбы, хорошю цветопередач, дачно вписываются в размеры стандартных модлей подвесных потолов. Во всех помещениях с длительным пребыванием людей предпочтение должно отдаваться высоочастотном питанию ламп. Несмотря на

большю стоимость светильниов с элетронными аппаратами влючения, их применение

вседа оправдано во мноих помещениях, особенно в рабочих абинетах с омпьютерами или с напряженной зрительной работой. Светильнии одноо типа, например, ARS, делаются с лампами разной мощности (18, 36 и 58 Вт) и с разным оличеством ламп. Ка было поазано в разделе 4.3.1., световая отдача люминесцентных ламп величивается с их длиной, а доля потерь мощности в дросселях при этом меньшается, что ведет  еще большем рост световой отдачи омплета «лампа-балласт». Например, четыре лампы мощностью 18 Вт создают световой пото примерно 4200 лм и потребляют мощность (с дросселями) 98 Вт, а две лампы по 36 Вт — 5600 лм и 85 Вт соответственно. Поэтом со светотехничесой точи зрения применение светильниов с лампами мощностью 36 Вт предпочтительнее, чем с лампами мощностью 18 Вт. Однао при выборе мощностей и оличества ламп необходимо читывать не тольо световю отдач ламп, но и все остальные фаторы. Пратиа поазывает, что в помещениях с относительно низими потолами оптимальнее использовать светильнии с лампами мощностью 18 Вт, а в высоих помещениях (3,5 м и выше) — 36 и 58 Вт. При выборе люминесцентных ламп по ачеств цветопередачи следет ориентироваться на требования новых Европейсих норм освещенности: в помещениях с длительным пребыванием людей R a не должно быть меньше 80. Очевидно, что в оридорах, тале-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

113

тах и дрих вспомоательных помещениях вполне приодны и значительно более дешевые лампы со «стандартной» цветопередачей. Лампы с «отличной» цветопередачей (Ra не менее 90) следет применять тольо там, де цветопередача является одним из лавных ритериев освещения — в полирафии, тестильной и лаорасочной промышленности, в хдожественных алереях, цветочных маазинах и т.п.

В таблице 25 даны обозначения цветности люминесцентных ламп с различным ачеством цветопередачи по ГОСТ 6825 и в доментации ведщих мировых производителей ламп — Philips и Osram. На стр. 4

обложи поазано влияние величины общео индеса цветопередачи Raна ачество цветных изображений. Маломощные металлоалоенные лампы, особенно с ерамичесими орелами (типа CDM), сейчас достаточно широо применяются для витринноо и ацентирющео освещения вместо алоенных ламп нааливания, та а при хорошей цветопередаче они имеют ораздо большие срои слжбы и световые отдачи.

Кроме этоо, металлоалоенные лампы

широо

применяются в прожеторах для наржноо архитетрноо освещения. Натриевые лампы высооо давления незаменимы для личноо освещения и для освещения таих производственных помещений, в оторых нет требований по ачеств цветопередачи (металлричесие, металлообрабатывающие цеха, слады и т.п.). Рттные лампы высооо давления с люминофором (ДРЛ) широо использются в личном освещении малых ородов и второстепенных лиц в больших ородах, та а они значительно дешевле натриевых ламп и не требют применения зажиающих стройств. Во внтреннем освещении область применения таих ламп — производственные помещения без особых требований  ачеств цветопередачи (слады, деревообрабатывающие, химичесие цеха и т.п.). В тех местах, де обслживание осветительных приборов затрднено, предпочтительны безэлетродные люминесцентные лампы, имеющие наибольший сро слжбы среди массовых источниов света. Очевидно, что одинаовые значения освещенности мот быть обеспечены множеством различных вариантов. Каими же ритериями нжно роводствоваться при выборе светильниов, обеспечивающих хорошее освещение, и что таое «хорошее освещение»? Этот вопрос не таой ж наивный — в Германии, например, сществет даже специальное начно-техничесое общество, оторое та и называется «Хорошее освещение». Это общество выпстило же 16 брошюр с названиями «Хорошее освещение производственных помеще-

114

ний», «Хорошее освещение административных помещений» и том подобное. Критериямиачестваосвещенияможносчитать: 1.Обеспечениенормиремыхоличественныхпараметров(освещенности). 2.Комфортность. 3.Безопасность. 4.Надежность. 5.Эономичность. 6.Удобствоэсплатации. 7.Эстетичность. Этиритериитесносвязанымеждсобой.Важностьаждо'оиз нихопределяетсявидомосвещаемо'опомещенияилиобъетаихаратеромвыполняемойработы.Например,дляпроизводственныхпомещенийнеобходимо,преждевсе'о,обеспечитьтребемыенормамировниосвещенности,адляпредставительсихпомещенийчасто наиболеезначимымявляетсявнешнийвидсветильниов,ихэстетичность. Рассмотримаждыйизназванныхритериев. Нормиремые ровни освещенностиобеспечиваютсявыборомсветильниовпоихсветотехничесимпараметрам,оличеством светильниоввосвещаемыхпомещениях,ихрасположениемотносительноосвещаемыхповерхностей,атажеотражающимисвойствамипотола,стенипола. Освещенностьдостаточно ле'о может быть рассчитана. Наиболеераспространеннымисравнительнопростымметодомрасчета являетсяметодоэффициентаиспользованиясветово'опотоавосветительнойстанове.Онприводится,вчастности,вовсехатало'ахомпании«СветовыеТехноло'ии».Внастоящеевремясществетмножествоомпьютерныхпро'раммрасчетаосвещенностивпомещениях,позволяющихпоизвестнымКССсветильниовизаданной освещенностинаходитьтребемоеоличествосветильниов,ихоптимальноерасположение,мощностьисточниовсвета,распределениеяростивполезрения.Вачествепримератаихпро'раммможноназватьпро'раммыDialuxилиRelux. Восновевсехметодоврасчетаосвещенности,арчных,таи омпьютерных,лежитфндаментальныйзаонсветотехнии—заон вадратоврасстояний: I E= — cos α, l2 'деÅ—освещенностьнааой-либоповерхности, I—силасветасветильниавнаправленииэтойповерхности, l—расстояниемеждисточниомсветаиосвещаемойповерхностью,

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

115

α—'олмежднаправлениемсветаиперпендиляромосвещаемойповерхности. Стро'о 'оворя, заон вадратов расстояний применим тольо дляточечныхисточниовсветаилиприрасстоянияхотсветильниа доосвещаемойповерхности,превышающихразмерсветильниовне менее,чемвтрираза. Иззаонавадратоврасстоянийясно,чточемближеосвещаемой поверхности расположен светильни, тем при меньшей силе светаонобеспечиттребемюосвещенность: I = E l2/cos α. Силасветасветильниапримернопропорциональнамощности становленно'овнемисточниасвета.Поэтомдлядостижениянеобходимыхровнейосвещенностивпомещенияхсвысоимипотолами целесообразно использовать подвесные светильнии, масимальноприближаяихосвещаемойповерхности.Еслихаратерпомещениянепозволяетразмещатьподвесныесветильниинамалыхвысотах, например,вцехахсвысоимобордованием, спортивных залах и т.п., то Ðèñ. 47. ASM/S предпочтение должно отдаваться светильниам с 'лбоим или онцентрированным типом ривой сил света (типКСС—ГилиК). Еслитребетсяхорошаяравномерностьосвещения,тоцелесообразноприÐèñ. 48. DLR менять светильнии с полшироим (типКСС—Л)илишироим(Ш)светораспределением,например,светильнии типовHBSиHBF. Ино'да требется обеспечивать нормиремыеровниосвещенностине на 'оризонтальных, а на вертиальных плосостях (артины, лассные доси, витрины).ВэтихслчаяхнезаменимыÐèñ. 49. DLZ миоазываютсясветильниисасимметричнымсветораспределением(«ососветы»)илиповоротныесветильниинаправленно'о света. Примеры светильниовсасимметричнымиКСС—ASM/S (рис.47),
BATсотражателемRWU,поворотных—DLR,
DLZ,
KRK.RP(рис.48 Ðèñ. 50. KRK.RP —50).

116

Приосвещениитор овыхзаловчастотребетсянепростообеспечитьнормиремые ровни освещенности, но и создать насыщенность помещений светом.Дляэто охорошоподходятвстраиваемыеповоротныесветильниинаправленно о света с металло ало енными лампамиDLP,
DLZ,встраиваемыенепоÐèñ. 51. DLF воротные с омпатными люминесцентными лампами DLS,
DLG,
DLC,
DLF (рис.51),DLH,ацентирющиесветильнииDLN.Длясозданиянасыщенно ообще оосвещенияиодновременноацентирюще оосвещенияобразцовтоваров Ðèñ. 52. SNS (илиэспонатоввыставочныхзалов)эффетивны омбинированные светильнииSNS(сомпатнымилюминесцентнымии ало еннымилампаминааливания) (рис.52)иSNCсстановойзеральных ГЛНнаарданныхсистемах(рис.53). Принаржномосвещениифасадов зданий,памятниовархитетрыисльÐèñ. 53. SNÑ птр обычно нормирется не освещенность, а ярость освещаемых объетов. Длянаржно оосвещенияприменяютсяОПпрожеторно отипа,например,серииUM(рис.54–56).Посольпрожеторычастостанавливаютсянанебольшойвысотеисветятснизвверх,ихонстрция должна обеспечивать защит от водяных стрй, падающих под любым лом.ПоэтомстепеньихзащитыдолжнабытьненижеIP65. Этижепрожеторыхорошоподходятдляосвещенияреламныхщитов.

Ðèñ. 54. UMS (ñèììåòðè÷íûé îòðàæàòåëü)

Ðèñ. 55. UMC (êðóãëîñèììåòðè÷íûé îòðàæàòåëü)

Ðèñ. 56. UMA (àñèììåòðè÷íûé îòðàæàòåëü)

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

117

Приосвещенииобъетовсмалыхрасстоянийлчшеиспользоватьпрожеторысасимметричнымсветораспределением.Еслинжноправильноразличатьцветаосвещаемо ообъета,тонеобходимо использоватьметалло ало енныелампы;еслижецветопередачане и раетзначительнойролиилиобъетнадопридать«солнечныйвид», лчшеиспользоватьболееэономичныенатриевыелампывысоо о давления. Еслиосвещенностьвеличинаобъетивная,отораяможетбыть ле орассчитанаиизмеренаспециальнымиприборами(люсметрами),тоследющийритерийачестваосвещения—омфортность— влючаетвсебямножествофаторов,оторыеневсе даподдаются расчетиизмерению.Важнейшимизтаихфаторовявляетсяпрямаяиотраженнаяблесость,тоестьслепящеедействиеисточниов света, осветительных приборов и их отраженийнаблестящихповерхностях.Дляо раниченияпрямойблесостисветильниовприменяютсяразличныеонстртивныеприемы— использованиеэранирющихрешето,рассеивателейит.п. Ðèñ. 57. PTF/R Наиболее эффетивны с точи зрения о раничения блесости зеральные решети спрофилемрасчетнойформы(параболичесиеилибипараболичесие),позволяющиенаилчшимобразомперераспределятьсветовой потоисточниовсветаиодновременнообеспечиватьполноеотстствиепрямойблесосÐèñ. 58. PRBLUX/S тивпределахзаданных лов.Смассовымвнедрением персональных омпьютеров вопрос о раниченияблесостиприобрелособюострот,тааотражениесветильниоввстелянныхэранахмониторовприводитрезомхдшениювидимостиизображениянаэÐèñ. 59. PRB/R ранах и повышенной томляемости операторов.ВновыхЕвропейсихнормахосвещенности жесто ре ламентирется масимальная яростьсветящихсяповерхностейсветильниов,оторыемо тотражатьсявэранахмониторов.ЭтимнормамполностьюдовлетвоÐèñ. 60. PRB/S ряютсветильниисзеральнымипараболичесими и бипараболичесими решетами PTF, PRB,
TOP(рис.57–61).Оченьдачнорешена проблемасниженияблесостивсветильниах Ðèñ. 61. TOP отраженно о света OTR и омбинированно о

118

света OTK (рис. 62, 63). Хотя КПД этих светильниовниже,чемосветительныхприборовпрямо освета,ноонисоздаюточеньмя оеиомфортноеосвещениеимо тбытьреомендованыдляиспользованиявофисах,онстрторсихбюро,онференц-залахит.п. Ðèñ. 62. OTR/R Рассеиватели из лшеных (опаловых, молочных)материаловснижаютяростьисточниовсвета,однаоиспользоватьсветильниистаимирассеивателямивпомещенияхс омпьютерамивсеженежелательно.ПризматичесиерассеивателиизпрозрачныхматериÐèñ. 63. OTK/R алов,ажебылосазано,неменьшаютяростьисточниовсветаипоэтомсоздаютбольшюблесость,чем опаловые.Коэффициентполезно одействиясветильниовстаими рассеивателямивыше,чемсветильниовсопаловымирассеивателями, а сами светильнии имеют более нарядный и менее «азенный»вид.Поэтомвтехпомещениях, делюдиненаходятсяпостоянно(тор овыеивыставочныезалы,вестибюлиит.п.),предпочтение частоотдаетсяаразсветильниамспризматичесимирассеивателями. Др имифаторами,влияющиминаомфортностьосвещения, являютсяцветностьизлченияиачествоцветопередачи.Еслислепящее действие определяется онстрцией самих осветительных приборов,тоцветностьиачествоцветопередачиоднозначносвязанытольосисточниамисвета,тааводномитомжесветильние мо тбытьстановленыразличныелампы.Предпочтительнаяцветностьизлчениявомно омзависитотиндивидальныхособенностейлюдейиместностиихпроживания.Например,всандинавсих странах предпочитают «теплые» тона света (Òцв.= 2700 – 3000 К), авюжных—«холодные»(Òцв.=6000 – 6500К).Вбольшинствестран Европы предпочтение отдается «нейтрально-белом» свет с Òцв.=4000 – 4200К.ВбытбольшинстволюдейвЕвропеивРоссии предпочитаютсвет«теплых»тонов,близийсветлампнааливания. В новых Европейсих нормах освещенности для всех административных помещений предписывается использование источниовсветас«оченьхорошей»цветопередачей(Raнеменее80). ВРоссиитао ожесто отребованиянет,однаосовершенноочевидно,чтоплохаяцветопередачавпомещенияхсдлительнымпребываниемлюдей(рабочиеомнаты,шолы)райненежелательна, аврядеслчаев(продовольственныеипромтоварныема азины, артинные алереи) просто недопстима. Оптимальными можно считатьисточниисветасRa =80 – 85.Внеоторыхслчаях(цвет-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

119

наяполи рафия,тестильнаяпромышленность,хирр ичесиеотделениябольниц)необходимоиспользоватьисточниисветас«отличной»цветопередачей(R aнеменее90)несмотрянато,чтотаиелампыимеютменьшюсветовюотдачистоятзначительно дороже. Важнымфаторомомфортностиосвещенияявляетсяоэффициентпльсацийосвещенности.Есливсветильниахслампаминааливанияэтойпроблемынет( лбинапльсацийихсветово опотоанепревышает5%),топрииспользовании азоразрядных,втом числеилюминесцентныхламп,пльсациисветово опотоапристствютвсе да.Се однянаиболеерациональнымптемсниженияпльсацийявляетсяиспользованиеэлетронныхвысоочастотныхаппаратов влючения, дающее поптно и мно о др их положительных моментов(см.раздел4.3.). Ещеоднимфатором,влияющимнаомфортностьосвещения, являетсявозможностьре лированияосвещенности.ВновыхЕвропейсихнормахосвещенностиазанрядпомещений,воторыхвозможностьре лированияобязательна(вчастности,онференц-залы иомнатыдляпере оворов).Целесообразноре лированиеосвещенностивзрительныхзалахтеатровиинотеатров.Кромеповышения омфортности,ре лиремоеосвещениеобеспечиваетзначительню эономиюэлетроэнер ии. Кдр имфаторам,определяющимомфортностьосвещения, относятся: распределение ярости в поле зрения, направленность света,тенеобразющиесвойствасвета,астичесиепомехи( дение)отосветительныхприборовит.п. Безопасностьосвещенияопределяется,преждевсе о,лассомзащитыосветительныхприборовотпоражениялюдейэлетричесимтоом.Однаоосветительныеприборыс азоразряднымилампамиявляютсяпотенциальнымиисточниамииэоло ичесойопасности,таавсе азоразрядныелампысодержатрайнеядовитю ртть.Поэтом,ромеэлетричесойзащиты,восветительныхприборахдолжныбытьпредсмотренымерызащитыотразршенияламп, выпаденияихизцоолейит.п.Этимерыобеспечиваютсяонстрциейприборовиачествомиспольземыхвнихэлетростановочныхизделий. Особоезначениевопросыбезопасностиприобретаютприосвещениивзрывоопасныхипожароопасныхпомещений.Втаихпомещениях ритерий безопасности является, безсловно, наиболее значимым.Дляосвещениявзрывоопасныхпомещениймо тиспользоваться тольо специальные светильнии, имеющие в марирове обозначениеЕx.Взрывобезопасностьосветительныхприборовобеспечивается их онстрцией. Светотехничесие параметры взрыво-

120

безопасныхсветильниовзаметнохже,чемобычных,поэтомприменятьтаиесветильниидляосвещенияневзрывоопасныхпомещенийнетсмысла. Пожаробезопасностьосветительныхприборовобеспечивается ихонстрцией,выборомонстрционныхисветотехничесихматериалов и ораничением масимальной температры, до оторой мот нареваться отдельные элементы. Для осветительных приборовсзеральнымиотражателямиисалоеннымилампаминааливанияилиметаллоалоеннымилампамиинодаораничиваетсяеще иминимальноерасстояниеотвыходнооотверстияприборадоосвещаемойповерхности. Надежностьаритерийачестваосвещениявлючаетвсебя понятиясроаслжбы,зависимостипараметровотвнешнихвоздействющихфаторов(температрыивлажностивоздха,запыленности,наличияпароварессивныхвеществ,механичесихвоздействий —вибрации,даровит.п.)иотачестваэлетроэнерии. Срослжбыосветительныхприборовопределяется,восновном,становленнымивнихисточниамисвета,таасрослжбы арматры,элетростановочныхизделий,аппаратоввлючения,оптичесихэлементов,аправило,нанесольопорядоввыше,чем ламп.Приоценеосветительныхприборовсточизрениянадежностинеобходимоиметьввид,чтолампынааливанияимеютнаименьшийсрослжбысредиисточниовсвета.Крометоо,срослжбы лампнааливаниязависитотпараметровэлетричесойсетиораздобольше,чемазоразрядныхламп.Увеличениенапряжениясети на5%ведетснижениюсроаслжбылампнааливанияпочтив3 раза,алюминесцентныхлампсэлетроманитнымибалластамина 5%.Влючениелюминесцентныхлампсэлетроннымибалластами величиваетихсрослжбыдополтораразиделаетеопратичесинезависимымотолебанийнапряжениясети. Температраоржающеовоздхапочтиневлияетнапараметрыосветительныхприборовслампаминааливания,рттнымиинатриевымилампамивысооодавления,металлоалоеннымилампами,нооченьсильносазываетсянапараметрахсветильниовслюминесцентнымилампами.Снижениетемператрыот+25до0оСприводитменьшениюсветовоопотоалюминесцентныхламппочтив 5раз.Повышениетемператрысазываетсяменьше:приростетемператрыот+25до+50оСсветовойпотолампснижаетсяна20 – 25%.ПоэтомвлиматичесихсловияхРоссиинетсмыслаприменятьсветильниислюминесцентнымилампамидлянаржнооосвещенияиосвещениянеотапливаемыхпомещений. Надежнаяработаосветительныхприбороввсловияхповышенной влажности, запыленности, пристствия в воздхе паров арес-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

121

сивных химичесих соединений обеспечиваетсяихонстрцией.Дляосвещенияпомещений с высоой влажностью (ванных омнат,дшевых,прачечных,зарытыхплавательныхбассейновит.п.)необходимоиспользоватьсветильниисостепеньюзащитыненижеIP54(например,LB,С360,К200, ALS—рис.64,65).Вособосырыхипыльныхпомещениях,атажевцехаххимичесÐèñ. 64. LB/S их предприятий степень защиты должна бытьIP65(PAC,LZ,KRK—рис.66,50). Приосвещенииспортивныхзаловнеобходимо читывать возможность попаданиявсветильнимячомилидримспортинвентарем. Защита таих светильниов от Ðèñ. 65. ALS.PRS разршенияобеспечиваетсяметалличесой сетой,станавливаемойповерхрассеивателей (например, светильни SPORT — рис.67). Оченьважнымритериемачестваосвещенияявляетсяэономичность. Ðèñ. 66. PAC Ирасчеты,иопытпоазывают,чтоза реальное время эсплатации осветительных станово (10 – 15 лет) в промышленныхиадминистративныхпомещенияхапитальныезатраты(стоимостьсамихсветильниовслампамииихмонтажа)составляют 10 – 15%.Затратынаобслживание(чиста,заменаисточниовсвета)—ооло15%; Ðèñ. 67. SPORT затраты на элетроэнерию 70 – 75 %. В странахЗападнойЕвропыиАмерии,детрдиэлетроэнерия дороже,чемвРоссии,доляапитальныхзатратещеменьше.Поэтомпривыборесветильниовнеобходимочитыватьнетольоихцен, ноисммарныерасходынаосвещение. Еслиапитальныезатратыопределяются,восновном,ценойсветильниовинезависятотсветотехничесихпараметровисточниов света,торасходынаобслживаниеистоимостьэлетроэнериисвязаныспараметрамиисточниовсвета—ихсветовойотдачейисроом слжбы. На оличество потребляемой элетроэнерии влияют параметрыисамихсветильниов,преждевсео,харатерихсветораспределения(КСС)иКПД. Очевидно,чемвышесветоваяотдачаисточниасвета,темпри меньшей потребляемой мощности может быть обеспечена требе-

122

маяосвещенность.Сэтойточизрениясамыеневыодныеисточнии света — лампы нааливания, а наиболее предпочтительные для внтреннеоосвещенияадминистративныхпомещений—люминесцентные лампы, для наржноо освещения и освещения неоторых промышленных предприятий — натриевые лампы высооо давления.Приравныхосвещенностяхосветительнаястановасхорошимилюминесцентнымилампамипотребляетв7 – 10разменьшюмощность, чем с лампами нааливания. Естественно, что светильнии слюминесцентнымилампамистоятзначительнодороже,чемслампаминааливания.Однаобольшиепервоначальныезатратыбыстро опятсязасчетменьшеорасходаэлетроэнерииибольшеосроаслжбыламп.Сроопаемостиможетбытьрассчитандостаточно просто. При расчете читываются: цена светильниов и ламп, стоимостьмонтажа,стоимостьэлетроэнерии,одоваянаработасветильниов,срослжбыламп,стоимостьобслживания.Специалисты немецой фирмы Osram рассчитали, что сро опаемости при заменелампнааливаниянаомпатныелюминесцентныелампысо встроеннымиэлетроннымиаппаратамивлючения(цена—ооло10 евро)приежедневнойнаработевсео3часаистоимостиэлетроэнерии10центовзаиловатт-чассоставляетоолооднооода. Кромеэономииэлетроэнерии,использованиелюминесцентныхлампведетсоращениюиэсплатационныхрасходов,таа срослжбыихв15 – 20разбольше,чемлампнааливания.Необходимоиметьввид,чтовнеоторыхосветительныхстановахстоимость работы по замене ламп значительно превышает стоимость самихламп.Этоотносится,преждевсео,помещениямсвысоими потоламиистрднодостпнымисветильниами. Излюминесцентныхлампнаиболеепредпочтительнылампыпоследнео пооления в трбах диаметром 16 мм, часто называемые лампамисерииТ5(вГермании—Т16).Уэтихлампнаибольшаясветоваяотдача—до104лм/Вт,большойсрослжбы—20000часов, высоаястабильностьсветовоопотоавтечениесроаслжбы(спад всео5%).Малыйдиаметрламппозволяетнаиболеерационально перераспределять световой пото, обеспечивая тем самым более высоиезначенияКПДиоэффициентаиспользованиясветовоопотоа,тоестьдополнительнюэономиюэлетроэнерии. Сщественныйвладвэономиюэлетроэнерииприодновременномповышенииомфортностиинадежностиосвещениядаетиспользование элетронных аппаратов влючения люминесцентных ламп. Светильнии с элетронными аппаратами влючения должны аможноширевнедрятьсявовсехпомещенияхсдлительнымпребываниемлюдейилиихнапряженнойзрительнойработой.РоссийсиеСанитарныеправилаинормыСанПин2.21/2.1.1.1278-03рео-

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

123

мендютвпомещенияхсдисплеямиприменятьсветильниислюминесцентнымилампамииэлетроннымиаппаратамивлючения.Интереснотажеотметить—вБелорссиизаонодательностановлено, что в шольных лассах для освещения должно использоваться тольовысоочастотноепитаниелюминесцентныхламп. Дополнительнюэономиюэлетроэнериивосветительныхстановах дает использование аппаратов с релировой световоо потоаламп.Набазетаихаппаратовсоздаютсясистемыавтоматичесоо правления освещением. В Западной Европе в настоящее времяшироовнедряютсятаиесистемы,позволяющиеэономить до75%элетроэнерии. Критерийдобстваэсплатации тесносвязансритериемэономичности.Онвлючаетвсебядостпностьсветильниовдлячистиоптичесихэлементов(отражателейирассеивателей)изамены источниов света по мере выхода ихизстроя.УдобствоэсплатацииобесÐèñ. 68. PRS/S печивается,соднойстороны,расположениемсветильниов,асдройстороны—ихонстрцией.Инода встречаютсясветильнии,воторыхзаменапереоревшихлампявляется«непростой»задачей,требющейбольшихзатратвремении примененияспециальнооинстрмента.ПримеромдачнооонстртивноорешениямотбытьсветильнииOPL,PRS(рис.68),PTF, PTBидрие,воторыхоптичесиеэлементыстановленынасрытыхпржинах. Чиста светильниов должна производиться не реже двх раз вод.Впыльныхпомещенияхцелесообразноприменятьсветильнии со степенью защиты не ниже IP54, та а внтренние оптичесие элементывнихостаютсячистыми,ипроцессчистизначительнопрощается. Эстетичностьсветильниовдляосвещенияпромышленных предприятийнеимеетрешающеозначения,однаовобщественныхзданияхивбытоначастоявляетсяоднимизрешающихритериев при выборе осветительных приборов, а при освещении представительсихпомещений,ниальныхархитетрныхсоорженийиврядедрихслчаеввжертвэстетичностиприносятся всеостальныеритерии.Втаихпомещенияхчастоиспользются райне неэффетивные лампы нааливания и хрстальные люстры,создающиесовершеннонеприемлемюблесость.Темнеменее,припрочихравныхсловияхидляосвещенияпромышленных предприятийпотребителипредпочттболеерасивыесветильниинеазистыммоделям.

124

Эстетичность осветительных приборов обеспечиваетсяихонстрциейиачеством применяемых материалов. Очень привлеательно вылядят, например, светильнии сорпсамиизстелонаполненныхполиэфирныхсмол(PAC,ALS—рис.66,65),полиарбоната(LZ,К200,К300,С360),полиамида (HB,HBS,HBF—рис.69). Эстетичность освещения зависит не тольоотдизайнаосветительныхприборов, ноиотихрасположения.Впоследниеоды очень широое распространение полчили подвесные потоли. Таие потоли отлично Ðèñ. 69. HB сочетаютсясовстраиваемымисветильниамислюминесцентнымилампами.Именнотаойтипосвещениясейчаснаиболеераспространенврпныхмаазинахидрихобщественныхместах.Следетотметить,чтоновоепоолениелюминесцентных лампсдиаметромтрби16ммсозданосрасчетомнамасимальноеиспользованиеименновсветильниах,встраиваемыхвподвесныепотоли.Дляэтоодлиналампнесольоменьшенапосравнению со стандартными лампами, чтобы светильнии точно соответствовалиразмераммодлейподвесныхпотолов(600х600мм). Сточизренияэстетииинтереснывстраиваемыесветильнии типаAST,длинаоторыхсоответстветразмердиаоналистандартноо модля подвесных потолов. Это позволяет разнообразить и оживитьвидпомещенийсосветительнымистановаминабазетаихсветильниов(рис.70). Для «вытянтых» помещений часто целесообразносоздаватьосветительныестанови в виде сплошных светящихся линий. Дляэтооразнымифирмамивыпсаютсята называемые«модльные»светильнии.Вачестве образцов таих светильниов можно назватьTOPиLNB(рис.61,71). Ðèñ. 70. AST/R Впомещенияхснизимипотолами(до 3,5 м) целесообразно использовать встраиваемые или потолочные светильнии. В более высоих помещениях лчше применять подвесные светильнии, например, тот же ТОР.Приэтомиспользованиеподвесныхсветильниовпозволяетэономитьэлетроэнерию,таарасстояниеотсветильниадоосÐèñ. 71. LNB (Line) вещаемой поверхности становится меньше,

Ãëàâà 8. ÎÑÂÅÒÈÒÅËÜÍÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ

125

а освещенность обратно пропорциональна вадратэтоорасстояния. Вонце90-ходовминвшеовеапсихолои разных стран пришли  вывод, что впомещенияхсдлительнымпребываниемлюдейприменениетольовстраиваемыхсветильниовнежелательно,таапотолиприэтом Ðèñ. 72. BAT освещаютсясветом,отраженнымотстен,пола и мебели, и вылядят темными. Это отрицательносазываетсянасамочвствииинастроениилюдей.Поэтом,есливтаихпомещенияхжестановленывстраиваемыесветильниÐèñ. 73. RTX и, желательно дополнительно использовать настенныесветильнии,например,OTN. ВнастоящеевремязарбежомдляосвещенияпомещенийсдлительнымпребываниемлюдейнаиболеераспространеныподвесÐèñ. 74. RKL ныесветильниис«двойным»светораспределением,тоестьсветящиеивнижнюю,ивверхнюю полсферы. Часто в таих светильниах «нижние» и «верхние» лампы питаются через отдельныеаппаратысрелированиемсветовоопотоа,чтопозволяетстанавливатьопÐèñ. 75. ARS/R тимальное соотношение яростей стен и потола.Достаточнохорошоподсвечиваютсяпотоливстраиваемымисветильниамисопаловымиилипризматичесимирассеивателями, выстпающими за плосость потола, например, DR.OPL, DR.PRS или потолочными Ðèñ. 76. ARS/R OPL/S,PRS/S(рис.68). Оченьэффетивнывнеоторыхпомещенияхвстраиваемыесветильниинаправленноо света с омпатными люминесцентными или металлоалоенными лампами (серия DL Ðèñ. 77. WRS/S рис.48–50). Дляосвещениявспомоательныхпомещений(оридоры,лестничныелети,ардеробыит.п.),воторыхлюдинаходятсянепостоянно,целесообразноиспользоватьнаиболеепростыесветильнии, например, типа ВАТ, RTX, RKL (рис. 72 – 74). Если при этом помещениесыроеилипыльное,тоболееприоднысветильниитипа KRK,онстрцияорпсаипатроновотороообеспечиваетвысоюстепеньзащиты(IP65),атажевторойлассзащитыотпораженияэлетричесимтоом.

126

Ðèñ. 78. AL

Ðèñ. 80. ALO Ðèñ. 82. CMP/S

Ðèñ. 79. AL.ARS

Ðèñ. 81. AOT.APL

Ðèñ. 83. BH

ОднимиизнаиболеениверсальныхможносчитатьсветильнииARS(рис.75,76)иWRS(рис.77),приодныедляосвещениябольшинстваобщественныхпомещений.Есливпомещенияхпотолиреечные,тотааяжениверсальностьпримененияхаратернадлясветильниовAL,AL.ARS,ALO(рис.78–80). Дляосвещенияшольныхлассов,адиторий,библиотемот бытьреомендованысветильнииAOT(рис.81)сопаловымиилипризматичесимирассеивателями.Длянебольшихпомещенийхорошо подходяттажесветильнииCMP(рис.82)сомпатнымилюминесцентнымилампами.Вбольничныхпалатахможетнайтисамоешироое применение прироватный светильни BH с «двойным» светораспределением,отороонижняялампаработаетсэлетронным аппаратомвлючения(рис.83). *
*
* Изсазаннооясно,чтоприсозданииосветительныхстаново и выборе средств освещения нельзя исходить тольо из принципа «нравится—ненравится».Отачестваосвещениязависятипроизводительностьтрда,ировеньбраа,итомляемостьлюдей,ирасходэлетроэнерии,и,вонечномитое,—здоровьечеловеаипсихолоичесийлиматволлетиве.Поэтомвопрососвещениянеобходимоподходитьислючительноответственно,читываявсеперечисленныеритерииачестваосвещения.Нельзязабыватьдревнююмдрость—спойплатитдважды.Сэономивсредстванаапитальныхзатратахзасчетстановидешевыхосветительныхприборов, мы можем мнооратно проирать из-за большео расхода элетроэнерии,сниженияпроизводительностииачестватрда,нанесениящербаздоровьюлюдей.

Ïðåäìåòíûé óêàçàòåëü Альзаирование

87 Анодирование

87 Анод

19 Балласт

41 Белый цвет

4 Блесость

13 Вольт-амперная харатеристиа

35 Габаритная ярость тела наала

19 Гарантированный сро слжбы

21 Дисомфорт

13 Длина волны

3 Единица измерения ярости

8 Защитный #ол светильниа

98 Индиатриса отражения

9 Инфрарасный

5 Кандела

7 Катод

19 Компенсация

43 Компенсирющий онденсатор

43 Коэффициент мощности

42 Коэффициент отражения

9 Коэффициент по#лощения

10 Коэффициент полезно#о действия

94 Коэффициент пропсания

10 Коэффициент пльсации освещенности

15 Кривая сил света

94 Кривая спетральной чвствительности #лаза

4 Лампы обще#о назначения

30 Люс

7 Люмен

6 Люминесцентная лампа

36 Механичесие параметры

20 Минимальный сро слжбы

21 Напряжение зажи#ания

36 Номинальная мощность лампы

18

Номинальное напряжение

18 Номинальный то

19 Номо#рамма освещенности

19 Общий индес цветопередачи

14 Оптичесий диапазон спетра

5 Оптичесое излчение

5 Осветительные приборы

93 Освещенность

7 Осевые силы света

19 Полезный сро слжбы

21 Полный сро слжбы

21 Положение разрядно#о промежта

20 Положение тела наала

20 Проетор

93 Прожетор

93 Рабочее положение ламп

20 Свет

3 Светильнии

93 Световая отдача

19 Световой пото

6 Сдви# фаз

42 Сила света

7 Спетральные харатеристии

11 Спетр излчения

4 Средний сро слжбы

21 Телесный #ол

6 Техничесие параметры

18 Тип цооля

20 Ультрафиолетовый

5 Физичесий сро слжбы

21 Цветовая температра

20 Частота олебаний

3 Элетронные высоочастотные аппараты влючения

44 Ярость поверхности

8 Ярость разрядно#о промежта

19

Ñîäåðæàíèå 1.ЧТОТАКОЕСВЕТ? ......................................................................... 3 2.СВЕТОВЫЕВЕЛИЧИНЫИЕДИНИЦЫИХИЗМЕРЕНИЯ ................. 6 3.НОРМИРОВАНИЕОСВЕЩЕНИЯ .................................................. 12 4.ИСТОЧНИКИСВЕТА .................................................................... 17 4.1.Параметрысравненияисточниовсвета ................................. 18 4.2.Тепловыеисточниисвета ....................................................... 22 4.3.Газоразрядныеисточниисвета .............................................. 34 4.3.1.Люминесцентныелампы ....................................................... 36 4.3.2.Рттныелампывысооодавления ....................................... 53 4.3.3.Металлоалоенныелампы ................................................... 56 4.3.4.Натриевыелампы ................................................................. 62 4.3.5.Безэлетродныелюминесцентныелампы ............................. 67 4.3.6.Дриетипыазоразрядныхламп ......................................... 69 4.4.Светодиоды ............................................................................. 71 5.АППАРАТУРАВКЛЮЧЕНИЯИУПРАВЛЕНИЯ ................................ 75 6.СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕМАТЕРИАЛЫ ............................................. 81 6.1.Светопропсающиематериалы .............................................. 81 6.2.Светоотражающиематериалы ................................................. 86 6.3.Констрционныематериалы ................................................... 89 7.ЭЛЕКТРОУСТАНОВОЧНЫЕИЗДЕЛИЯ .......................................... 91 8.ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕПРИБОРЫ ...................................................... 93 8.1.Параметрыосветительныхприборов ....................................... 94 8.1.1.Светотехничесиепараметрыосветительныхприборов ....... 94 8.1.2.Классифиацияосветительныхприборов поосновномназначению ...................................................... 99 8.1.3.Классифиацияосветительныхприборов поонстртивномисполнению ........................................... 99 8.1.4.Классифиацияосветительныхприборов постепенизащитыотпылиивлаи ..................................... 100 8.1.5.Классифиацияосветительныхприборов поэлетробезопасности ...................................................... 102 8.1.6.Пожаробезопасностьосветительныхприборов .................. 103 8.1.7.Взрывобезопасностьосветительныхприборов .................. 104 8.2.Сертифиацияосветительныхприборов ............................... 105 8.3.Аварийноеосвещение ........................................................... 106 8.4.Каправильновыбратьсветильни? ..................................... 110 Предметныйазатель ................................................................. 127