Проблемы, возникающие при неправильном освещении и способы создания комфортной среды с помощью освещения

Для присоединения к  сети одной или нескольких ламп накаливания используют один выключатель, для помещений с разной степенью освещенности применяют два однополюсных выключателя, для попеременного включения разного числа ламп нужны специальные переключатели. Небольшим недостатком люминесцентных ламп является тот факт, что в условиях низкой температуры и влажности они плохо «загораются» и быстро выходят из строя. Оптимальные условия для их надежной работы — температура 18-25 °С и относительная влажность воздуха не более 70%.

Люминесцентные  лампы имеют значительные преимущества по сравнению с лампами накаливания.

Их коэффициент полезного  действия примерно в 4 раза больше, они  более экономичны, так как их нагревательные спирали включаются только на непродолжительный  промежуток времени для того, чтобы  «зажечь» лампу, после начала разряда они отключаются с помощью стартера. К тому же они ярче горят, имеют улучшенный спектральный состав излучения и значительно больший срок службы.

Люминесцентные лампы  могут выпускаться цветными, причем в очень широком спектре. Это зависит от состава использованного в них люминофора. Первая буква в их обозначении всегда «Л». Это означает «люминесцентная». Следующие буквы, между «Л» и «Ц», указывающими на характеристику цветности, информируют о спектральном составе и конструктивных особенностях лампы, поскольку колбы, в которых выпускаются эти лампы, могут быть самого разнообразного вида и размера: «Б» — белая, «Д» — дневная, «ТБ» — тепло-белая, «ХБ» — холодно-белая, «Е» — естественная, «БЕ» — белая естественная, «Ф» — фотосинтетическая, «Р» — рефлекторная, «У» — И-образная, «К» — кольцевая, «А» — амальгамная. Лампы с указанием цветности («Ц») отличаются улучшенным спектральным составом излучения, обеспечивающим хорошую цветопередачу освещаемых предметов.

Люминесцентные лампы являются прекрасным выбором для общего "заливающего" освещения в помещениях с высотой потолков до 8 метров. Благодаря своим размерам они могут создать "омывающий" эффект подсветки стен или потолка. Они обладают хорошими энергосберегающими качествами и самым широким выбором цветности. Стандартные люминесцентные лампы прослужат 9 тыс. часов, лампы с 3-хполосным люминофором - 15-20 тыс. часов. Срок службы компактных люминесцентных ламп - 10-15 тыс. часов. (для сравнения — номинальный срок службы лампы накаливания — 1000 часов).

 Люминесцентные лампы  так же, как и металлогалогенные,  требуют применения специальных  пускорегулирующих устройств. Как  правило, при применении электронных  устройств (в отличии от электромагнитных) можно добиться больших сроков  эксплуатации ламп.

Недостатки люминесцентных ламп

Более высокая цена

- содержание ртути

- зависимость световых  характеристик от температуры  окружающей среды

- значительное снижение  светового потока к концу срока  службы

- пульсации светового  потока

- мерцание ламп, что  повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении

- относительно долгий  запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается  по мере износа лампы)

- большее потребление  энергии по сравнению с электронным  балластом

- дроссель может издавать  низкочастотный неприятный гул.

 

2.3.3 Галогенные лампы.

В сравнении с лампами  накаливания галогенные лампы могут быть более миниатюрными и, долговечными (2-6 тыс. часов), а также потреблять в два раза меньше энергии. Зеркальные галогенные лампы предоставляют большой выбор ширины угла пучка света, что является важным для акцентирующего освещения. Они также дают искристый белый свет необходимый для эффектной подсветки товаров. Следует отметить, что при горении галогенных ламп выделяется много тепла, а также ультрафиолетовый (UV) свет, от которого ткани могут выгорать, как на солнце, а пластик желтеть. Качественные галогенные лампы используют специальное кварцевое стекло, отсекающее UV часть спектра. Также используются специальные технологии для преобразования части тепла в видимый свет, для поддержания высокого уровня светового потока (у дешевых галогенных ламп к концу срока службы он опускается до 60% от начального). При относительной дешевизне галогенные лампы являются идеальным выбором для подсветки небольших витрин и дисплеев.

В освещении витрин и  больших торговых площадей галогенные лампы все больше вытесняются  более дорогими металлогалогенными лампами. Их основные преимущества состоят  в следующем:

• значительно больший срок службы - 6-15тыс. часов;
• потребление энергии в два-три раза меньше, чем у галогенных ламп;
• более широкий выбор цветности.

Следует заметить, что  только металлогалогенные лампы  с керамической горелкой обеспечивают высокую надежность. На данный момент они являются наиболее перспективными и испытывают наибольший рост применения в различных областях. Старые лампы с кварцевой горелкой не обеспечивают однородность цветности от лампы к лампе, которая еще больше ухудшается со сроком службы. При освещении такими лампами ряда витрин (или установке светильников в линию) некоторые из них будут неприятно выделяться различными оттенками света.

 

2.3.4 Светодиоды.

Светодиоды основаны на полупроводниках. Когда диод включают, электроны начинают повторно объединяться с дырками, испуская энергию в  форме света. Этот эффект называют электролюминесценцией, и цвет света определен энергетическим кризисом полупроводника.

Светодиоды предоставляют  много преимуществ в сравнении  с традиционными источниками  света включая более низкое потребление  энергии, более длинную продолжительность  жизни, повышенную надежность, меньший  размер и более быстрое переключение. Однако, они относительно дороги и требуют более точного потока и управления высокой температурой чем традиционные источники света.

Применение светодиодов разнообразно. Они используются не только как индикаторы с низким применением энергии, но также и для замены традиционных источников света в общем и автомобильном освещении. Компактный размер светодиодов сделал более совершенными текстовые и видео дисплеи, в то время как их высокие нормы переключения полезны в технологии коммуникаций

Для обычного освещения  интерес представляют светодиоды, которые излучают белый свет. В настоящее время существуют следующие способы создания таких светодиодов. Первый способ предполагает смешение излучения трех или более цветов. Смешиваясь, эти цвета дают свет, близкий по спектру к белому. Кристалл покрывается слоем геля с порошком люминофора так, чтобы часть голубого излучения возбуждала люминофор, а часть - проходила без поглощения. Форма держателя, толщина слоя геля и форма пластикового купола рассчитываются и подбираются так, чтобы спектр имел белый цвет в нужном телесном угле (конусе света). В настоящее время существуют около десятка различных люминофоров для белых светодиодов.

Принято следующее деление светодиодов  на группы:

• светодиоды с током питания менее 30 мА, силой света 500-1000 мкд, которые применяются для сигнализации в системах отображения информации;
• светодиоды с током питания 30-100 мА, силой света 1-3 кд, используемые как для сигнализации в системах отображения информации, так и для освещения;
• светодиоды с током питания более 100 мА, световой поток которых составляет более 10 лм, предназначенные для освещения;
• светодиоды со специальными устройствами для оптимизации рабочих режимов.

По достигнутым значениям  световой отдачи светодиоды давно обогнали лампы накаливания и вплотную приблизились к люминесцентным лампам. Так, созданы светодиоды белого цвета со светоотдачей 25-30 лм/Вт, цветовой температурой T с = 6000-8500 К и общим индексом цветопередачи Ra = 80, а цветные (красные) - со световой отдачей 50 лм/Вт.

Преимущества светодиодных ламп:

• Сверхдолгий срок службы

Отсутствие нити накала и газоразрядной среды обусловливает  фантастический срок службы светодиодов  — до 100 тысяч часов, или 11 лет  непрерывной работы! Это в 100 раз  больше, чем у лампы накаливания, и в 5–10 раз больше, чем у люминесцентной лампы.

• Низкое энергопотребление

Светодиоды являются энергосберегающими источниками света, и их использование позволяет  существенно экономить электроэнергию по сравнению с лампами, дюралайтом, неоном.

• Работа при низких температурах

Благодаря полупроводниковой природе светодиодов их яркость обратно пропорциональна температуре окружающей среды, что делает их применение особенно актуальным в наших климатических условиях. Диапазон температуры эксплуатации светодиодов от -50...+60 град С.

• Стойкость к механическим воздействиям

Отсутствие стеклянных деталей, нитей накаливание делает светодиоды устойчивыми к механическим воздействиям, ударам и вибрации.

• Высокая светоотдача

Яркость светодиодов  сравнима с неоном. Для сравнения: обычная лампа накаливания дает до 10 люмен на 1 Вт потребленной энергии, светодиоды — 50 люмен и выше. Сверхяркие светодиоды обеспечивают сильный световой поток для изделий такого класса, поэтому модули могут применяться не только в декоративных целях, но и для освещения.

• Чистота цвета

Возможность получения  любого цвета и оттенка излучения  светодиодов: например, чистый синий, чистый белый, оранжевый, сине-зеленый и  десятки других чистых цветов и оттенков — чего нельзя получить, используя лампы накаливания.

• Направленность излучения

Выпускается широкий  ассортимент модификации светодиодов  по направленности света с углами рассеяния светового потока от 10 до 140 градусов. Поэтому конструкция  светодиодов и светильников не требует специальных отражателей или рассеивателей.

• Компактные установочные размеры наиболее удобны для воплощения в жизнь любых задумок дизайнеров.
• Простой электромонтаж

А также легкое крепление  к любой поверхности существенно  облегчают монтаж и ремонт, и соответственно расходы связанные с ними.

• Безынерционность

Возможность управления через контроллеры, диммеры, в том  числе с плавным изменением яркости  и цвета свечения. Управляя интенсивностью и режимом свечения можно достичь  фантастического эффекта «живого света».

• Замена существующих источников света

Светотехнические и  электрические параметры модулей  позволяют легко заменить любые  ранее установленные источники  света и значительно сократить  расходы на эксплуатацию и обслуживание.

• Экологическая и пожарная безопасность

Не содержат вредных  веществ, побочного ультрафиолетового  или инфракрасного излучения  и почти не нагреваются.

По сравнению с другими  электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

Высокая начальная цена: светодиоды в настоящее время  более дороги, цена люмена, на начальной  стадии затрат, выше чем большинство  обычных технологий освещения. Однако, рассматривая общую стоимость подключения (включая энергию и затраты обслуживания), светодиоды далеко превосходят лампы накаливания или источники галогена и начинают угрожать компактным люминесцентным лампам

Температурная зависимость: Работа светодиодов в значительной степени зависит от окружающей температуры окружающей среды. Перегрев светодиодов в высоких окружающих температурах может привести к отказу устройства. Адекватное понижение высокой температуры обязано увеличить сроки эксплуатации. Это особенно важно, рассматривая автомобильные, медицинские, и военные применения, где устройство должно работать в большом диапазоне температур, и обязано иметь низкую ступень отказа.

Чувствительность напряжения: светодиоды должны питаться напряжением  выше порога и тока ниже предела. Это  требует добавочные резисторы или отрегулированные токи электропитания.

Опасность ультрафиолета: Беспокоит то, что синий и прохладно-белый  светодиоды при сбое оборудования могут  превысить безопасные пределы в  глазных спецификациях безопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4. Проблемы и способы создания комфортной среды с помощью освещения.

 

4.1 Снижение уровня блескости

 Блескость -  это яркий пучок света, отраженный от зеркальных, глянцевых или иных гладких поверхностей, слепящий и приводящий к зрительному дискомфорту.

Можно дать несколько  общих рекомендаций с целью уменьшения блескости:

- прошедший через окна  солнечный свет может служить  главным источником блескости  при непосредственном попадании  в глаза или после отражения.  В каждом из таких случаев следует предусматривать систему экранирования солнечных лучей;

- степень дискомфорта,  вызванная блескостью, создаваемой  окном, зависит главным образом  от яркости неба, видимого через  окно, и в очень малой степени  от размеров окна, за исключением  случая, когда оно очень маленькое или значительно удалено от наблюдателя;