3. Основные характеристики осветительных приборов
В соответствии с ГОСТ 16703-79 световым прибором (СП) называют устройство, содержащее одну или несколько электрических ламп и светотехническую арматуру, перераспределяющее свет электрических ламп или преобразующее структуру света и предназначенное для освещения или сигнализации.
Различают следующие типы световых приборов:
Светильник – световой прибор ближнего действия;
Прожектор – световой прибор дальнего действия;
Проектор — световой прибор перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности с малым объемом или в малом объеме.
Для систем внутреннего и наружного освещения промышленных предприятий в качестве световых приборов, как правило, применяются светильники.
Важнейшей светотехнической характеристикой светильника является светораспределение, т.е. распределение его светового потока в пространстве. В зависимости от отношения светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, к полному световому потоку светильники подразделяются на пять классов (табл. 6)
Распределение в пространстве силы света светильника характеризуется его фотометрическим телом – частью пространства, ограниченного поверхностью, проведенной через концы радиус-вектора силы света. Сечением фотометрического тела плоскостью, проходящей через ось симметрии источника света, определятся его кривая силы света (КСС). Симметричные светильники в зависимости от формы КСС подразделяются на семь типов. Для описания всего многообразия световых приборов недостаточно только световых КСС, поэтому их уточняют по зоне направлений максимальной силы света и коэффициенту формы КСС, под которым понимается отношение максимальной силы света к среднеарифметической в данной плоскости.
Важной светотехнической характеристикой светильника является коэффициент полезного действия, под которым понимается отношение светового потока светильника, работающего в данных условиях, к световому потоку установленной в нем лампы (ламп).
Защитный угол светильника (γ, γ1 на рис. 8) характеризует зону, в пределах которой глаз наблюдателя защищен от прямого действия лампы. Он заключен между горизонтальной линией, и касательной к святящемуся телу лампы и к краю отражателя или непрозрачного экрана.
Рис. 8. Защитный угол светильников
Конструкция светильников должна соответствовать условиям среды. Минимально допустимую степень защиты светильников для освещения помещений с разными условиями среды (за исключением пожаро- и взрывоопасных зон) следует принимать в соответствии с табл. 7. 14 15
Прожектор представляет собой герметичную рефлекторную осветительную электроустановку. Для обеспечения большей безопасности и возможности использования на улице, прожекторы защищены от повышенного уровня влажности и пыли, от динамического воздействия потоков воды и сильной струи воды. Современные прожекторы проектируются таким образом, чтобы ни сильная струя воды, ни морская волна не могли проникнуть в корпус светильника. Поэтому прожекторы мощностью 1 кВт и 2 кВт, с повышенной степенью защиты , используются для освещения больших открытых пространств. Для освещения железнодорожных и автомобильных развязок, перронов аэровокзалов, морских портов, бассейнов, футбольных полей используются металлогалогенные прожекторы.
Прожектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы (ламп) внутри малых телесных углов и обеспечивающий угловую концентрацию светового потока. В прожекторе световой поток лампы концентрируется в ограниченном пространственном угле с помощью зеркальной или зеркально-линзовой оптической системы
Прожекторы подразделяются на:
Прожекторы дальнего действия (используются в военном деле), подающие круглые, чуть вытянутые, в форме конуса, световые пучки света, вырабатываемые стеклянными параболоидными отражателями диаметром до 3 м.;
Прожекторы заливающего света (для освещения зданий, стадионов, сцен и пр.);
Сигнальные прожекторы (для передачи информации);
Акцентные прожекторы (для акцентного освещения различных объектов).
По типу лам прожекторы бывают: Светодиодные, Металлогалогенные, Ксеноновые, Ртутные; а по применению: театральные, промышленные.
Прожекторы могут служить как для освещения внутри помещения (к примеру, гаражный бокс), так и для наружного освещения.
Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.
Виды проекционных приборов:
Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи лучей света, проходящих через светопроницаемый носитель с изображением. Это самый распространённый вид проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.
Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём проецирования отраженных лучей света. К ним относятся эпископы, мегаскоп.
Эпидиаскопический проекционный аппарат — формирует на экране комбинированые изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов.
Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств:
На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.
Лазерный проектор — выводит изображение с помощью луча лазера.
Выбор осветительных приборов в наше время широк и разнообразен. Приборы различны по своим качествам, видам, функциональности, источникам и типу освещения. Существуют как многофункциональные светильники, так и приборы, предназначенные для освещения отдельных объектов. 16
Основные характеристики светильников
К основным характеристикам светильников относятся: световой поток, сила света, световая отдача, освещенность, цветовая температура, индекс цветопередачи, яркость, светимость, коэффициент пульсаций, показатели ослепленности.
Световой поток представляет собой мощность светового излучения, воспринимаемого человеком как видимый свет. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). Световой поток обычно указывают в характеристиках ламп. Так для люминесцентной лампы мощностью 18 Вт световой поток может достигать 1350 лм, при мощности лампы 36 Вт – 3350 лм и при мощности лампы 58 Вт – 5200 лм.
Сила света представляет собой отношение направленного светового потока, распространяющегося внутри телесного угла, к величине этого телесного угла. Обозначается буквой I и имеет размерность кандела (кд).
Световая отдача (энергоэффективность). Определяется как отношение светового потока, исходящего от светильника, к электрической мощности, потребляемой светильником от электросети. Измеряется в лм/Вт. Параметр напрямую связан с кпд источника света. Следует иметь в виду, что часто под кпд светильника подразумевают не кпд источника света, а только потери светового потока в плафонах и других конструкциях светильника. У люминесцентных светильников энергоэффективность как правило не менее 30 – 35 лм/Вт, у светодиодных не менее 50 лм/Вт.
Освещенность. Это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Обозначается буквой Е, имеет размерность люкс (лк). 1лк=1лм/м2. В отличие от таких характеристик, как световой поток и световая отдача, которые являются характеристиками непосредственно источника света, параметр освещенности показывает, насколько правильно подобраны светильники для данного конкретного помещения. Достаточно освещено рабочее место или нет. При проектировании освещения рассчитывается именно освещенность, которая нормируется в зависимости от вида зрительных работ.
Цветовая температура. Любое тело, температура которого выше температуры абсолютного нуля (ноль градусов по Кельвину, или минус 273 градуса по Цельсию) излучает электромагнитные волны, в том числе и видимого глазом диапазона частот. Цветовая температура характеризует спектр излучения исследуемого источника света. Измеряется в градусах Кельвина и показывает, до какой температуры необходимо нагреть абсолютно черное тело, что бы спектр излучения этого абсолютно черного тела соответствовал спектру излучения источника света. Абсолютно черное тело предполагает такое свойство его поверхности, при котором все падающие на него световые лучи поглощаются им без отражения.
Индекс цветопередачи. Этот индекс характеризует естественность и правильность передачи цветов. Обозначается Ra. Имеет максимальное значение 100 (для разных источников света принимает значение от 0 до 100), при котором мы видим цвета такими, как и при солнечном свете. Он показывает, действительно ли мы зеленое увидим как зеленое, а красное как красное. Попробуйте осветить, светлую прозрачную штору экраном телевизора – при изменении картинки на экране цвет штор будет менять оттенок. А для нас важно, что бы мы видели все цвета естественно без искажений.
Хотя в некоторых случаях наоборот важно подчеркнуть некоторые цвета. В таких случаях используют светильники либо с определенной цветовой температурой, либо с цветным излучением.
Яркость. Это отношение силы света в заданном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Определяется как отношение кд/м2.
Страница обновлена: 20.12.2022
Отзывы и пожелания можно направлять по адресу energ2010@yandex.ru
Информация предоставлена для ознакомления и не является официальным источником.
Характеристики светильников.
Есть такие осветительные устройства, которые потоки света распределяют от источников туда, куда требуется. Они называются Осветительные Приборы (ОП) и делятся на светильники, прожекторы и проекторы.
К светильникам относят те ОП, которые поток света от источника распространяют недалеко. Поэтому освещаются объекты, находящиеся от этих источников света рядом, на близком расстоянии. Светильниками пользуются для освещения чего-либо внутри и снаружи помещения.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп.
Прожекторы испускают свет от источника под узким углом освещения. Это позволяет чётко осветить объекты, которые находятся на большом расстоянии и больших размеров. Прожекторами освещают предметы на улице.
У проекторов назначение не только в том, чтобы осветить поверхность, но и передать на эту поверхность изображение. Ярким примером может служить кинопроектор. Он освещает чётко определённую площадь с заданного пространства. С помощью оптических систем проектор равномерно освещает необходимую поверхность и создаёт на этой поверхности чёткое изображение различного масштаба из одного места в другое.
Параметры приборов освещения.
Первой характеристикой светильников являются кривые силы света. Распределение светового потока определяет его назначение. А оценивается распределение светового потока в пространстве при помощи кривой силы света. Изображается кривая сила света в виде графика I (a,b). А и в – углы распространения потока света в продольной и поперечной плоскостях. Чем крупнее овал от потока света, тем уже кривая сила света и тем выше освещённость в центре светового пятна. Это важный показатель светового прибора.
По типовым кривым силы света выделяют 7 видов ОП: концентрированная (К), глубокая (Г), косинусная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), равномерная (М), синусная (С). Типовые кривые силы света (в кд) светильника рассчитаны на значение силы света при световом потоке лампы Fcв = 1000 лм. Основным признаком, определяющим тип кривой, является отношение максимальной силы света светильника к средней арифметической для данной плоскости.
Второй светотехнической характеристикой является соотношение потоков, излучаемых в нижнюю и верхнюю полусферы. В зависимости от этого, световые приборы делятся на классы, в зависимости от того, какую долю всего потока светильника составляет световой поток нижней полусферы. Поток в пространстве может распределяться преимущественно вниз (светильники прямого света), преимущественно вверх (светильники отраженного света), равномерно во все стороны (светильники рассеянного света).
Осветительные приборы рассеянного света подходят лучше для общего освещения помещения, так как они дают равномерное распределение яркости Достаточное насыщение светом обеспечивает зрительный комфорт.
Осветительные приборы отраженного света обеспечивают комфортное и равномерное освещение, так как полностью соответствуют нормам ограничения слепящего эффекта и дискомфорт. Они насыщают светом пространство, хорошо сочетая с верхним или боковым дневным светом.
Осветительные приборы прямого света применяются для помещения с невысокими потолками. Это приборы потолочные или встроенные в потолок. Они экономичны, подсвечивают нужное место, используются для подсветки картин, предметов, скульптур.
Типы и виды осветительных приборов.
Осветительные приборы делятся на 5 классов, в зависимости от размера светового потока, падающего на нижнюю полусферу: прямого света (доля 80% — П), преимущественно прямого (60-80%-Н), рассеянного (40-60%-Р), преимущественно отражённого (20-405-В), отражённого (менее 20%-О). Эти параметры можно найти в сопроводительных документах на ОП.
Важной светотехнической характеристикой ОП является коэффициент полезного действия. По своему основному назначению осветительные приборы делятся на группы. Для освещения помещений производственного назначения, административных, офисных и других помещений общественного назначения, сельскохозяйственных помещений, спортивных сооружений; для функционального и декоративного наружного освещения; для внутреннего освещения средств транспорта и для архитектурно-художественного освещения зданий, сооружений, памятников, фонтанов и т.д., а так же для аварийного освещения.
Классификация эта условна, так как одинаковый светильник может использоваться в разных ситуациях.
Оп отличаются по конструктивному применению и способу установки. Согласно ГОСТ17677 имеются встраиваемые (В), потолочные (П), подвесные (С), настенные (Б), напольные (Н), венчающие (Т), консольные (К), переносные (Р). Конструктивная особенность светильника задаёт ему положение в пространстве для получения наилучшего эффекта.
Светильники любого назначения — это искусственное освещение. Сегодня огромная роль отводится искусственному освещению. С этим освещением человек проводит большую часть своей жизни. Осветительными приборами человек пользуется и в дневное время. Сегодня искусственный свет перестал быть просто освещением. Он стал еще и светодизайном в общем интерьере. По ночам города сверкают от различных типов осветительных приборов. Поэтому очень важно знать особенности и характеристики приборов освещения, чтобы не навредить здоровью человека и разумно экономить электрическую энергию.
Светильники и их основные характеристики
Световые приборы подразделяются на две большие группы:
1. Осветительные приборы, которые включают:
– светильники, т.е. осветительные приборы ближнего действия – перераспределение светового потока происходит внутри больших телесных углов;
– прожекторы, т.е. осветительные приборы дальнего действия, перераспределяющие световой поток внутри малых телесных углов.
2. Светосигнальные приборы, к которым относятся семафоры, маяки, сигнальные светильники и прожекторы.
Светильники состоят из источника света и осветительной арматуры.
Осветительная арматура выполняет следующие функции:
– перераспределяет световой поток ИС;
– защищает глаза человека от слепящего действия ИС;
– служит для крепления ИС и защиты его от механических повреждений и воздействия окружающей среды;
– является переходным устройством для подключения ИС к сети.
Основными характеристиками светильников являются:
1. Кривые силы света (КСС), являющиеся характеристикой их светораспределения. Принято различать типовые КСС (рис. 63):
Чем больше степень концентрации КСС, тем выше располагаются светильники.
2. Изолюксы – кривые равных значений освещённости строятся в прямоугольных координатах для светильника с типовой КСС, освещающего горизонтальную плоскость (рис.64). Предполагается, что в светильнике расположена условная лампа (со световым потоком 1000 лм).
Изолюксы (рис. 65) позволяют найти освещённость, создаваемую светильником в любой точке А помещения.
3. КПД светильника
где ФСВ и ФИС – световые потоки светильника и источника света соответственно, лм.
КПД светильников зависит от используемых для отражающих и преломляющих систем материалов, степени закрытости ИС и колеблется в широких пределах от 35 до 95 %.
4. Защитный угол показывает, на сколько хорошо светильник защищает глаз человека от слепящего действия ИС.
Для ламп с прозрачной колбой защитный угол γ заключён между горизонталью и линией, соединяющей дальнюю видимую часть тела накала с противоположным краем отражателя (рис.66а).
Для ИС с матированными, молочными или покрытыми люминофором колбами наклонная линия проводится по касательной к колбе (рис. 66б).
Чем больше защитный угол, тем лучше защищены глаза от ослеплённости. Защитный угол возрастает с увеличением глубины погружения ИС в отражатель и с уменьшением выходного отверстия отражателя.
5. Коэффициент усиления светильника показывает насколько светильник, концентрируя световой поток, усиливает силу света ИС:
где Imax сВ , Iср ис, – максимальная сила света светильника и средняя сила света ИС соответственно, кд.
где ФИС – номинальный световой поток ИС, лм.
Коэффициент усиления светильников не может превышать 30. Особенно важной является эта характеристика для прожекторов, принимая значения от 15 до нескольких тысяч (у зенитных прожекторов).
Классификация светильников
Светильники классифицируются с различных позиций.
1. По основному назначению:
– для производственных помещений, в маркировке светильника обозначаются буквой П;
– для общественных и административных помещений, буква О в маркировке;
– для жилых (бытовых) помещений, буква Б в маркировке;
– для открытых пространств, буква У в маркировке;
– для экстремальных сред (подводные, рудничные и т.п.), буква Р в маркировке;
– для транспортных средств.
2. По типу источника света:
– для ЛН (буква Н в маркировке);
– для галогенных ЛН (буква И в маркировке);
– для ламп-светильников (буква С в маркировке);
– для прямых трубчатых ЛЛ (буква Л в маркировке);
– для фигурных ЛЛ (буква Ф в маркировке);
– для ламп ДРЛ (буква Р в маркировке);
– для металлогалогенных ламп (буква Н в маркировке);
– для натриевых ламп (буква Ж в маркировке);
– для ксеноновых ламп (буква К в маркировке).
3. По способу установки:
– подвесные – имеют свес более 0,1 м, в маркировке обозначаются буквой С;
– потолочные (плафоны) – имеют свес менее 0,1 м, буква П в маркировке;
– настенные (бра), буква Б в маркировке;
– встраиваемые (в потолок), буква В в маркировке;
– пристраиваемые (к столу), буква Д в маркировке;
– опорные, которые включают:
– напольные (торшеры) и венчающие (на высокой стойке, например, для наружного освещения), буква Т в маркировке;
– настольные, буква Н в маркировке;
– консольные, буква К в маркировке;
– переносные, включающие ручные (буква Р или Ф) и головные (буква Г).
В обозначении светильника указываются сначала тип ИС, потом его назначение и, наконец, способ установки, например: НСП – для ламп накаливания, подвесной, для производственных помещений.
4. По классу светораспределениясветильники разделяются (ГОСТ 17677-82) на классы в зависимости от отношения светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, к общему потоку светильника (Табл. 1).
Классы светораспределения светильников
| Обозначение классов светильников по светораспределению | Наименование классов светильников по светораспределению | Доля светового потока, (%), направленного в нижнюю полусферу, от всего потока светильника |
| П | Прямого света | Более 80 |
| Н | Преимущественно прямого света | 60…80 |
| Р | Рассеянного света | 40…60 |
| В | Преимущественно отраженного света | 20…40 |
| О | Отраженного света | 20 и менее |
5. Важной характеристикой светильников является степень их защиты от воздействия окружающей среды (пыли, воды, агрессивных сред). Она обеспечивается, главным образом, герметизацией внутренних полостей светильника и применением тех или иных конструкционных и светотехнических материалов.
Степень защиты электрооборудования в соответствии международной системой обозначается двумя цифрами, перед которыми ставятся буквы IP (International Protection), например, IP 54. Первая цифра указывает степень защиты от попадания внутрь него твёрдых посторонних тел (в частности, пыли), вторая – от воздействия воды (увеличение цифр соответствует большей степени защиты).
Однако во многих светильниках источник света и токоведущие части имеют не одинаковые степени защиты. Поэтому в российскую классификацию светильников (табл. 2) введены подклассы конструкций по степени защиты от пыли, обозначенные цифрами со штрихами (в этих случаях буквы IP не ставятся).
Степени защиты светильников от попадания пыли
| Класс светильников | Подкласс светильников | Характеристика защиты | Цифровое обозначение (1-я цифра) |
| Пыленезащищённые | Открытые | Специальная защита от пыли отсутствует | |
| Перекрытые | То же, попадание пыли ограничивается неуплотнёнными светопропускающими оболочками | 2¢ | |
| Пылезащищённые | Частично пылезащищённые | Токоведущие части защищены от попадания пыли в количестве, достаточном для нарушения работы | 5¢ |
| Полностью пылезащищённые | Токоведущие части и колба лампы защищены от попадания пыли в количестве, достаточном для нарушения работы | ||
| Пыленепроницаемые | Частично пыленепроницаемые | Токоведущие части полностью защищены от попадания пыли | 6¢ |
| Полностью пыленепроницаемые | Токоведущие части и колба лампы полностью защищены от попадания пыли |
Степени защиты светильников от попадания пыли, характеризуют также защиту персонала от соприкосновения с частями светильника, находящимися под напряжением:
— светильники класса 2 и 2¢ защищают от возможности прикосновения пальцами или предметами длиной не более 80 мм и толщиной не более 12 мм;
— светильники остальных классов обеспечивают полную защиту от возможности прикосновения с помощью любого вспомогательного устройства (например, проволоки).
Вторая цифра цифрового обозначения (табл. 3) совпадает с классификацией другого электрооборудования по защите от воздействия воды.
Степень защиты светильников от воздействия воды
| Степень защиты светильников от воды | Характеристика защиты | Цифровое обозначение (2-я цифра) |
| Водонезащищённые | Защита отсутствует | |
| Каплезащищённые | Защита от попадания капель, падающих сверху под углом к вертикали, равным или большим 15° | |
| Дождезащищённые | Защита от попадания капель или струй, падающих сверху под углом к вертикали, равным или большим 60° | |
| Брызгозащищённые | Защита от попадания капель или брызг, падающих под любым углом | |
| Струезащищённые | Защита от струй воды, падающих под любым углом | |
| Волнозащищённые | Защита от непродолжительного погружения в воду | |
| Водонепроницаемые | Защита от попадания воды при погружении на определённую глубину и время | |
| Герметичные | Защита от попадания воды при неограниченно долгом погружении на заданную глубину |
6. Важной характеристикой светильников являются их эксплуатационные группы, подробно описанные в Приложении Г СНИП 23-05-95[23]. Светильники разделены на 7 эксплуатационных групп в зависимости от конструктивно-светотехнической схемы, степени защиты от пыли, твердости светотехнических материалов и покрытий. Чем больше номер группы, тем менее подвержены светильники воздействию среды, и тем в более тяжёлых условиях целесообразно их использовать (количество плановых чисток светильников в течение года тем меньше, чем больше номер эксплуатационной группы).
7. По уровню взрывозащищённости различают четыре группы светильников:
– взрывонезащищённые;
– повышенной надежности против взрыва, в которых предусмотрены меры затрудняющие возникновения взрыва в нормальных условиях эксплуатации (взрывонепроницаемая оболочка, искробезопасные цепи и др);
– взрывобезопасные, в которых наряду с мерами, предусмотренными в предыдущей группе, приняты меры от возникновения взрыва и при повреждениях светильника, в частности, они не допускают распространения взрыва в окружающую среду при возникновении внутреннего взрыва;
– особо взрывобезопасные, приняты дополнительные меры защиты сверх указанных для предыдущей группы.