Справочная книга по светотехнике

Справочная книга по светотехнике

Пол ред. Ю. Б. Айзенберга.

Перпос издание Справочной книга вышло п 1983 году тиражом 65 тыс. экземпляров, второе — исправ­ленное и дополненное — в 1995 году тиражом 5 тыс. экземпляров. За 20 лег с момента первою издания «Справочная книга но светотехнике» стала без преуве­личения настольной книгой всех специалистов, рабо­тающих в нашей области. За этот же период темпы на- учно-техпического прогресса сильно возросли, появи­лось много нового в номенклатуре и характеристиках изделий, нормативной документации, методах проек­тирования светотехнических установок, сильно изме­нилась значимость проблем «Свет и здоровье», «Энер­госбережение в освещении», «Световой дизайн», «Фо- тобиологическое воздействие ультрафиолетовою излу­чения» и др.

Наряду с этим произошли кардинальные изменения в организации светотехнического производства, в структуре и функционировании светотехнического рынка, связанные с переходом от социалистической системы планирования и распределения к свободному рынку и капиталистической системе хозяйства.

На российский рынок получили широкий доступ зарубежные, как ведущие светотехнические фирмы (Philips, Osram, General Electric, Zumtobel. Trilux, Thorn, Silcco, SLI и др.), так и сотни средних и мелких производителей из стран Европы и Азии.

Важным фактором современной светотехники стал фронтальный переход от ручных, инженерных методов расчета осветительных установок и приборов к компь­ютерным методам расчета не только светотехнической, но и электротехнической частей проектов.

Все это приводит к необходимости переиздания «Справочной книги по светотехнике», приведения се структуры и содержания к новым реалиям. К их числу относится исключение из Справочной книги много­численных таблиц с номенклатурой и техническими характеристиками отечественных изделий, которые длительное время выпускались оіраниченньїм числом специализированных отечественных предприятий.

В новом. 3-м издании, которое готовилось коллек­тивом авторов в 2004-2006 голах, сильно расширены разделы «Источники света» (за счет введения материа­лов об энергоэффективных люминесцентных лампах, включая компактные и тонкие, ме галлогалогенных лампах, светодиодах, о высоко - и сверхвысокочастот­ных безэлектродных лампах, лазерах), «Пускореіули- руюшие устройства» (за счет материалов но электрон­ным аппаратам и системам автоматического управле­ния освещением), «Нормирование» (за счет использо­вания новых редакций СНиП. МГСН, СанПиН и

ПУЭ). Пересмотрены методы расчета и проектирова­ния на основе широкого использования компьютерной техники (в частности, методов компьютерного модели­рования и визуализации).

В связи с расширяющейся интеграцией нашей стра­ны в мировое сообщество в Справочной книге по све­тотехнике широко отражены современные документы МКО, МЭК. ЕЭС, нормы и стандарты технически пе­редовых стран и фирм, наиболее важные публикации в отечественной и зарубежной светотехнической литера­туре.

Важным является также введение новых разделов «Световой дизайн», «Свет и здоровье», «Энергосбере­жение и экология в осветительных установках». «Под­водное освещение», «История светотехники».

«Справочная книга по светотехнике» предназначена для широкого круга спсциалистов-светотехпиков. элек­триков, архитекторов, гигиенистов, врачей, работников охраны груда, связанных с применением естественного и искусственного освещения, разработкой и производ­ством светотехнических изделий, проектированием, монтажом и эксплуатацией светотехнических устано­вок, работников коммерческих фирм, действующих на светотехническом рынке.

Книга дает достаточно полное представление о со­временном состоянии светотехнической пауки, техни­ки и производства: излагает физические основы работы светотехнических изделий; содержит сведения о прип - пипах нормирования, расчета, проектирования, изме­рений и эксплуатации светотехнических установок: в пей приведены рекомендации по освещению промыш­ленных предприятий, общественных зданий, улиц и площадей городов и поселков, трапспортпых средств, по созданию облучательных установок. Книга содержит большой объем справочного материала, необходимого для повседневной работы специалистов. «Справочная книга по светотехнике» (3-є издание) во многих случа­ях может быть использована в качестве учебного посо­бия в связи с отсутствием современной специальной литературы по ряду вопросов.

Третье издание «Справочной книги по светотехни­ке» имеет значительно увеличенный объем и современ­ное полноцветное исполнение.

Для удобства пользования Справочной книгой она снабжена тремя приложениями:

1) П1 Публикации МКО

2) П2 Список стандартов

3) ПЗ Международная система обозначений типов и модификаций источников света (ILCOS).

Спрапочпая книга по спстотехпике (3-є издание) — результат тнорческого труда большою числа высоко­квалифицированных спсниалистон, среди которых 10 докторон и 16 кандидатов наук.

В книге бережно сохранен (хотя и осовременен) ма­териал авторов второго издания Книги, которых, к со­жалению, уже нет с нами: М. М. Гуторова и Е. А. Ники­тиной (раздел 1), И. И. Кроль и Е. И. Мясоедовой (раз­делы 7 и 11), С. А. Клюева и J1.A. Ципсрмана (разде­лы 9, 10, 12, 14), Н. Л. Брянского (§ 12.3.5) и др. В кон­це работы над этим изданием Книги скончался нроф. Рохлин Г. Н., много сделавший ;иія подготовки разде­ла 3 «Источники оптическою излучения» всех трех из­даний. Нельзя не отмстить большой вклад в подготовку предыдущего издания (часті, материалов которого пе­решла в настоящую Книіу) М. А. Фасрмарк, Г. Д. Варса - нофьсвой, Н. І1. Дмитриевской, Ю. Б. Оболснцева.

Активное участие в подготовке раздела 4 приняли проф. А. Е. Краснопольский (§4.1.2.10), Т. Н. Никифо­рова (§ 4.1.7) и J1.H. Ольшанская (§ 4.1.8).

В Редколлегию Справочной книги, оказавшую большую помощь при подготовке издания, входили известные специалисты, кандидаты технических наук Л. П. Варфоломеев, А. А. Коробко, Н. В. Рожкова,

В. Н. Степанов и Г. В. Федюкина.

Большой вклад в научно-техническое редактирова­ние издания внесли редакторы, кандидаты технических паук Л. П. Варфоломеев и В. Н. Степанов.

Рецензирование книги осуществляли в основном члены редколлегии Справочной книги и ее редакторы, а также проф. В. П. Будак и проф. И. А. Зелепков. Об­щий просмотр рукописи осуществил директор ВНИСИ Г. Р. Шахпарупяпп.

Впервые к участию в работе был привлечен ино­странный автор — М. Раймонди (Италия, фирма

Slucci), подготовивший пятый раздел «Светотехниче­ские электроустаповочные устройства».

Отдельно необходимо остановиться на тех фирмах и лицах, которые своей спонсорской помощью обеспечи­ли возможность появления на свет настоящего изда­ния. Они указаны в начале книги, а реклама фирм - спонсоров приведена в конце книги.

Всем спонсорам выражается искренняя благодар­ность за поддержку третьего издания Справочной кни­ги по светотехнике, за понимание потенциальной роли этого издания в развитии отечественной науки, техни­ки и образования, за проявленную высокую благотво­рительность. Особо важно подчеркнуть роль предста­вительств зарубежных фирм — ведущих мировых кон­цернов Philips, Osram, General Electric Lighting, Thorn, действующих на российском светотехническом рынке.

Справочная книга (3-є издание) опубликована при исключительно важной партнерской поддержке НГ1СП «Светосервис» (руководитель Е. В. Лирина), приобрет­шим права па переиздание этой книги.

Отдельная благодарность всем, кто помогал при подготовке третьего издания книги: редакции журнала «Светотехника» (заведующая редакцией А. Н. Вердерен - ская), редакции «Техника» «Большой российской эн­циклопедии».

Исключительно велика ролі. М. И. Титаренко (Дом Света) в подготовке рукописи к печати и И. И. Шиль - штейна, осуществившего огромную работу по компь­ютерной верстке книги, выполненную на высоком уровне.

Большая работа по изданию Справочной книги была выполнена издательством «Знак» под руковод­ством Л. С. Слупкина.

Всем этим лицам выражается огромная благодар­ность.

Светотехника — область науки и техники, предме­том которой являются исследование принципов и раз­работка способов генерирования, пространственного перераспределения и измерения характеристик оптиче­ского излучения, а также преобразование его энергии в другие виды энергии и использование в различных це­лях. Светотехника включает в себя также копегруктор- скую и технологическую разработку источников излу­чения и систем управления ими. осветительных, облу­чательных и светосишальных приборов, устройств и установок, нормирование, проектирование, монтаж и эксплуатацию светотехнических установок.

«Если 20-й век прошел под знаком электрона, то сегодня мы стоим перед эпохой фотона» (книга «Опти­ческие технологии 21-го века»). Новые технические возможности позволяют создавать принципиально но­вые условия жизненной среды человека.

Современное человеческое общество немыслимо без повсеместного использования света. Осветительные установки создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (виде­ние), дающее около 90% информации, получаемой че­ловеком ог окружающего его мира. Свет создает нор­мальные условия для работы и учебы, улучшает наш быт. Вез современных средств освещения невозможна работа шахт и рудников, предприятий в бссфонарпых и безоконных зданиях, метрополитена. многих взрыво - и пожароопасных производств. Без искусственного света не может обойтись современный город, невозможны строительство, сельскохозяйственные работы, а также работа транспорта в темное время суток. Свет обеспе­чивает возможность космических полетов, освоения мирового океана. Оптическое излучение все в большей степени используется в современных технологических процессах в промышленности и сельском хозяйстве для обеззараживания помещений и волы, становится не­отъемлемой частью фотохимических производств, иг­рает все возрастающую роль в повышении продуктив­ности животноводства и птицеводства, урожайности растительных культур. Световая сигнализация является одним из распространенных средств связи, особенно па всевозможных видах транспорта.

Эффективное использование света с помощью дос­тижений современной светотехники — важнейший ре­зерв повышения производительности труда и качества продукции, снижения травматизма и сохранения здо­ровья людей.

О масштабах современной светотехники можно су­лить по следующим цифрам. В нашей стране в настоя­щее время только в промышленности и сельском хо­зяйстве, в общественных и жилых зданиях и па улицах городов установлено более 1,0 млрд. световых точек суммарной мощностью около 100 млн. к Вт. На освеще­ние ежегодно расходуется свыше 110 млрд. кВт ч элек­троэнергии, т. е. примерно 13% вырабатываемой в стра­не электроэнергии (поданным 2000 г.).

Светотехническими исследованиями и разработка­ми в России систематически занимались многие науч­ные и учебные центры. Среди них Всероссийский на - учпо-исследовательский светотехнический институт им. С. И. Вавилова (ВНИСИ, Москва), Всероссийский научно-исследовательский институт источников света им. А. Н. Лодыгина (ВНИИИС. Саранск), светотехни­ческие лаборатории научно-исследовательских инсти­тутов охраны и гигиены труда, кафедры светотехники ряда учебных институтов (Московского энергетическо­го института, Мордовского государствен і юго универси­тета им. Н. ГІ. Огарева, Томского политехнического университета), НПО ЛИТ, светотехнические лаборато­рии институтов Госстроя СССР и Госкомархитсюуры СССР (НИИСтройфизики, ЦНИИЭП инженерного оборудования, жилых зданий, учебных и лечебных зда­ний и др.). Работы по светотехническому проектирова­нию возглавлялись ВНИІ1И «Тяжпромэлектропроект», НПСП «Светоссрвис». ГПИ «Электропроект» и их от­делениями, управлениями Моспроскт-1, 2, 3 и 4.

Становление и развитие светотехники неразрывно связано с прогрессом в области физиологии зрения, оптики, учения об электричестве. Большое значение для формирования светотехники имели работы И. Ньютона, И. Ламберта, М. В. Ломоносова, П. Буге­ра, В. В. Петрова. Я. Пуркинс, Г. Гельмгольца. Новая эра в истории развития светотехники от крылась с пере­ходом па использование электрических источников света. Работы А. Н. Лодыгина. Т. А. Эдисона, П. Н. Яб­лочкова, приведшие к созданию электрических ламп, послужили основой прогресса светотехники. Важными вехами на этом пути явились разработка и внедрение люминесцентных ламп, разрядных ламп высокого дав­ления, галогенных ламп накаливания.

В последние годы особое значение имели работы по созданию и освоению производства мсталдогалогепных ламп, натриевых ламп высокого давления и компакт­ных люминесцентных ламп, безэлсктродных ВЧ и СВЧ-ламп, светодиодов, открывших новые перспекти­вы высококачественного освещения и эффективного использования электроэнергии.

Российская светотехническая школа внесла значи­тельный вклад в прогресс мировой светотехники. Рабо­ты С. И. Вавилова (люминесценция, действие света).

М. А. Шатслена (фотометрия. нормирование),

С. О. Майзеля (физические основы процесса зрения).

A. А. Гершуна (теоретическая фотометрия), П. М.Тихо - деева (нормирование, световые эталоны и измерения),

B. В. Мешкова (принципы нормирования и проектиро­вания). В. А. Фабриканта (теория и создание люминес­центных ламп, открытие принципа действия квантовых генераторов), Г. М. Кнорринга (принципы светотехни­ческих расчетов и проектирования осветительных уста­новок) сыграли большую роль в развитии отечествен­ной и мировой светотехники.

Главной задачей современной светотехники являет­ся создание комфортной световой среды для труда и отдыха человека, сохранения здоровья, а также эффек­тивное применение оптического излучения в техноло­гических процессах при рациональном использовании электрической энергии.

На современном этапе развития светотехнической науки и техники становится возможным создание та­кой жизненной среды обитания, которая обладает практически всей совокупностью параметров, необхо­димых для человека. Световая среда (СС) является од­ной из важнейших составных частей жизненной среды.

Комплексный подход к СС был сформулирован в 70-80-х годах при изучении проблем «Свет как элемент жизненной среды человека» (С. Г. Юров. Н. С. Иванова, ВНИИТЭ). «Человек и свет» (МГУ им. Н. П. Огарева). «Бытовые многофункциональные световые комплек­сы» (ВНИСИ). Было предложено использование мно­гофункциональной природы света, который призван обеспечивать не только условия видения предметной среды, но и выполнять многие другие функции: психо­логические, биологические, эстетические и лр. Именно тої да была высказана идея комплексного проектирова­ния СС управляемыми установками осветительного, облучательного и декоративного действия и их комби­нацией. Однако технические возможности светотехни­ки тогда были ограничены, и теоретические исследова­ния пе всегда могли быть подкреплены практикой. Дальнейшее совершенствование светотехнических средств привело в 90-х гг. к широким возможностям создания комфортной динамичной СС. Так были раз­работаны многофункциональные осветителыю-облуча - гельные лампы, спектр излучения которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным ближ­ним УФ. Созданы «интеллектуальные» инженерные системы освещения, которые обеспечивают широкие возможности управления СС, где человек вступает с пей в диалоговое взаимодействие. Новые способы пе­рераспределения светового потока в ОУ — полые про­тяженные световоды для общего освещения и волокон­ные световоды для архитектурного и местного освеще­ния. приборы со светодиодами (СД), модульные систе­мы с трубчатыми ЛЛ и шинопроводы с ГЛН, точечные светильники с зеркальными отражателями с ГЛН и КЛЛ. светильники отраженного света — позволили широко варьировать количественные и качественные характеристики освещения, полностью воссоздавая требуемые комфортные условия.

Изменились наши представления о функциональ­ном освещении, широко внедрились в практику мето­ды и приемы, ранее использовавшиеся только в таких специальных видах «художественного» освещения, как в театре, кино, телевидении. Стали обычными смелые в прошлом эксперименты с цветом, изменилось соот­ношение обшего и местного освещения, широко ис­пользуются тенеобразуюшие свойства в установках и другие. В результате появились установки, которые по праву можно назвать произведениями искусства. Ди­зайн в освещении как самостоятельное направление связан с комплексным решением эстетических, функ­циональных и технико-экономических задач. И если раньше эго проявлялось в основном по отношению к наружному архитектурному освещению, то сейчас всем объектам требуется придавать неповторимый облик с помощью света. Нет сомнений в дальнейшем развитии дизайна в освещении, как важнейшего компонента создания оптимальной световой среды для современ­ного человека.

Развитие светотехники базируется па компьютери­зации процессов исследований, конструирования изде­лий и проектирования установок, электронизации са­мих изделий и систем управления ими, а также исполь­зовании новых конструкционных и светотехнических материалов и технологий их переработки.

Столь значительные успехи светотехники последнего десятилетия XX века не могут не привести в будущем к качественным изменениям — возрастанию роли светотех­ники в жизни общества, неизбежному ее влиянию на его развитие.

Проявление этого процесса следует ожидать в сле­дующих направлениях. Во-первых, это дальнейшее раз­витие проблемы световой среды, когда свет становится одним из эликсиров для человека, занимая важное, за­ново осмысленное место в профилактике и охране здо­ровья, улучшении условий труда. Здесь следует отметить выявленные в недавних исследованиях незрительные влияния света на настроение и поведение человека, стиму­ляцию его жизнедеятельности на совершенно новом уров­не. Результаты подобных работ по исследованию незри - тельных функций света могут изменить подходы к нор­мированию освещения, а их реализация — привести к более совершенному развитию отдельной личности че­ловека и общества в целом. Успехи технологии, а осо­бенно электронизации, позволят создать гибкую управ­ляемую световую среду, где вместо того, чтобы человек приспосабливался к освещению, становится возможным освещение подчинить человеку.

Можно предполагать, что ближайшее десятилетие,

i. e. годы активного использования настоящей Спра­вочной книги, станет периодом революционных изме­нений: светодиоды и светящие материалы вступают в светотехнику. Постепенно будут стираться границы ме­жду освещением, информацией и развлечением. Осве­тительные установки па базе СД могут служить осно­вой для Интернета, телевидения, видеотелефона.

Будущие ОУ — эго lie только комфортные много­функциональные световые комплексы, но и энергоэко­номичные, эффективные и экологичные ОУ, производя­щие высококачественный свет только в таком количестве и в то время, сколько, где и когда это требуется. Это

главное направление светотехники, подчеркивающее ее важное значение.

Проблема энергосбережения в ОУ всех стран мира, не только персловых, но и развиваюшихся. приобрела за последние годы исключительное значение. При этом от успехов в решении этой проблемы во многом зави­сит будущее человеческой цивилизации не только в связи с постепенным исчернывапием горючих иско­паемых, идущих на выработку электроэнергии, но и из-за быстро происходящего заірязнения окружающей среды выбросами в атмосферу вредных веществ (диок­сидов углерода и серы, а также ртути), образуемых в ре­зультате сжигания топлива нри производстве электро­энергии.

В этой связи во многих государствах мира приняты и реализуются специальные программы энергосбереже­ния, включающие самостоятельные разделы примени­тельно к ОУ. Задачей этих программ является резкое снижение расхода ЭЭ в ОУ (на 20—50%) и выброса вредных веществ в атмосферу. Снижение энергопо­требления при реализации этих проірамм является ре­зультатом разностороннего воздействия как на структу­ру производства светотехнических изделий, так и на качество выпускаемой техники и эффективность ее ис­пользования. Основная ставка при этом делается на компактные люминесцентные лампы (KJ1J1) и тонкие J1J1 типа Т5. а также электронные ПРА (ЭПРА) и их внедрение в наиболее важных и «отзывчивых» сферах применения — в жилом секторе, а также в коммерче­ских и общественно-административных зданиях, преж­де всего государственного подчинения. В ближайшем будущем в решении этой проблемы все большую роль будут играть светодиоды.

Общая программа энергосбережения принята и в России, а также в некоторых регионах страны. Ее реа­лизация осуществляется недостаточными темпами. От­дельной программы в области освещения в стране до сих пор нет. хотя се необходимость совершенно оче­видна.

Проіресс в области светотехники за последние годы в нашей стране выражается не только в темпах роста светотехнической продукции, но и в появлении новых производителей и в разработке и внедрении новых из-

делий, многие из которых соответствуют всем совре­менным требованиям, и в появлении осветительных установок различного назначения, выполненных па са­мом высоком мировом уровне, а также и в других про­явлениях, папример, в лучшей организации светотех­нического рынка, большей его цивилизованности.

Российская светотехника всегда была интегрирова­на в мировую. Участие отечественных специалистов в деятельности Международной комиссии по освещению (МКО), Международной электротехнической комис­сии (МЭК), Люкс-Европа, Люкс-Пасифика и в др. ме­ждународных организациях, позволяет, с учетом осо­бенностей нашей страны, выбирать наиболее правиль­ные направления развития, лежащие в русле прогресса мировой светотехники. Это, в свою очередь, позволяет создать более благоприятный инвестиционный климат как важный фактор дальнейшего развития.

Одним из важных и, как правило, недоучитываемых направлений энергосбережения в ОУ, является всемер­ное расширение использования естественного света и, прежде всего, прямого солнечного излучения.

В заключение нельзя пе упомянуть необходимость и полную возможность в XXI веке комплексного реше­ния всех инженерных систем зданий: ограждающих конструкций, освещения (естественного и искусствен­ного), отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха. Только комплексное, взаимосвязанное рас­смотрение и решение этих проблем в процессе проек­тирования и строительства зданий и сооружений может позволить выйти на качественно новый уровень гехни - ко-экопомических характеристик и комфорта окру­жающей человека среды.

Новое (третье) издание Справочной книги по све­тотехнике ставит перед собой задачу представления различных граней пашей отрасли науки и техники с со­временных позиций и в тесной связи с уровнем ее меж­дународного развития.

Содействие наиболее полному и квалифицирован­ному использованию современных достижений свето­технической науки и промышленности для решения указанных задач — цель «Справочной книги по свето­технике».

Ю. Б. Айзенберг

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ВЕЛИЧИНЫ

Развитие светотехники, как самостоятельной облас­ти пауки и техники, неразрывно связано с фундамен­тальными достижениями оптики, электротехники, фи­зиологии зрения. Как хорошо видно из раздела «Исто­рия светотехники», вклад И. Ньютона, И. Ламберта, М. В. Ломоносова, П. Бугера, Я. Пуркине, Г. Гельм­гольца в развитие основ светотехники трудно переоце­нить. Российские ученые С. И. Вавилов, М. А. Мешков,

В. А. Фабрикант, С. В. Кравков и др. |1-11| сыграли большую роль в формировании существующей системы основных понятий и величин, в развитии отечествен­ной и мировой светотехники.