ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Некоторые характеристики осветительных приборов

Коэффициент усиления силы света

При оценке ОП, имеющих КСС с явно выраженным максимумом (светильников с зеркальными отражателями, большинства прожекторов), может представлять интерес такая характеристика, как коэффициент уси­ления Ку. Он показывает, во сколько раз увеличивается сила света лампы в данном направлении за счет концентрации светового потока оптическими элементами светильника.

Для светильников с круглосимметричной КСС коэффициент усиле­ния определяется следующим соотношением:

Ку = !а / /лб = /а'4п/фл,

где /а - сила света ОП под углом а к оптической оси; /л0 = Фл/4п - средне­сферическая сила света круглосимметричной лампы (ЛН, ДРЛ и т. д.); Фл - световой поток лампы.

Для ОП с двумя плоскостями симметрии (например, светильников с линейными ЛЛ) коэффициент усиления выражается отношением /а к силе света лампы (ламп) в этом же направлении а: Куа = /а / /ла.

Чаще всего применяют понятие максимального коэффициента уси­ления:

Ку max = /о max 4п/Фл - для круглосимметричных светильников, у кото­рых осевая сила света /о имеет максимальное значение;

Ку max = /о max / /л max - для светильников с двумя плоскостями симметрии.

Защитные углы

Применение открытых (незаэкранированных) источников света лю­бого типа, как правило, недопустимо из-за возникновения слепящего дей­ствия, для исключения которого в светильниках внутреннего освещения используются два основных способа:

- применение рассеивателей (опаловых или призматических), сни­жающих видимую яркость ламп;

- экранировка слепящих частей источников света краями отражате­лей или решетками в определенных угловых зонах.

Угол, в пределах которого исключена прямая видимость ярких час­тей ламп (спирали ЛН, трубки ЛЛ, колбы лампы ДРЛ, горелки МГЛ и НЛВД), называется защитным углом светильника (у).

Понятие защитного угла наглядно разъяснено на рис. 12.6 и 12.7.

Для круглосимметричных светильников с отражателями, имеющими открытое выходное отверстие, защитный угол заключен между горизонта­лью и линией, касательной к светящему телу лампы и краю отражателя; он

определяется из следующего соотношения (см. рис. 12.6): у = arctg h/R.

У светильников с линейными источниками света (с трубчатыми ЛЛ и компактными 2-канальными ЛЛ типа ТС-L, РЬ-L, DULUXL и т. п.) защит­ные углы, в отличие от круглосимметричных светильников, различны в разных плоскостях. Так, например, в светильниках с ЛЛ и открытыми от­ражателями (рис. 12.7, а) защитный угол у в поперечной плоскости боль­ше защитного угла у' в продольной плоскости.

Наиболее эффективным способом исключения слепящего действия светильников общего освещения с ЛЛ является применение экранирующих решеток, с помощью которых можно обеспечить практически любые необ­ходимые защитные углы в обеих основных плоскостях (рис. 12.7, б).

Защитный угол, создаваемый экранирующей решеткой, в общем случае определяется выражением у = arctg h/a, где h - высота планок ре-

шетки, а - сторона ячейки решетки.

Величины защитных углов для ОП общего и местного освещения нормируются в зависимости от типа светильника, высоты его размещения, системы освещения и назначения помещения и обычно лежат в пределах Y = 15 - 30°, в некоторых специальных случаях у = 45°.

Для светильников с рассеивателями используется понятие условного защитного угла. Этот угол характеризует зону, в которой яркость лампы (ламп) должна быть уменьшена до допустимых значений с помощью рас­сеивателей из замутненной или призматической пластмассы или стекла.

Яркостные характеристики

Ограничение яркости L видимых поверхностей светильников - это важный показатель качества освещения, так как именно яркость является той световой величиной, на которую непосредственно реагирует глаз чело­века. Превышение предписанных нормами и стандартами величин L недо­пустимо в связи с вероятностью возникновения слепимости.

Чаще всего нормируется значение средней (габаритной) яркости, ко­торая является отношением силы света светильника в направлении, харак­теризуемом углом а, к площади проекции видимой светлой поверхности светильника s на плоскость, перпендикулярную этому направлению (LT = = Ia/sa). Когда светящая поверхность под определенными углами наблюде­ния имеет резкие перепады яркости, например у светильников с зеркаль­ными решетками, то необходимо учитывать и максимальные значения яр­кости Lmax.

Слепящее действие осветительной установки (ОУ) не остается по­стоянным при изменении расположения светильников относительно линии зрения работающих. Кроме того, вероятность восприятия ярких зон све­тильников под различными углами также неодинакова. В связи с этим мак­симально допустимые значения LT различны для разных направлений в пространстве.

Ограничение яркости светильников имеет особое значение при ос­вещении помещений, где выполняются длительные и напряженные зри­тельные работы (административные и конструкторские бюро, школьные классы, аудитории), а также в ОУ детских и лечебных учреждений. Огра­ничение яркости чаще всего нормируется в угловой зоне от 60 до 90° (от­счет от вертикали). Предельно допустимые величины яркости светильни­ков при этом (в зависимости от назначения помещения) обычно лежат в пределах: Lr = (2 - 4)-103 кд/м2, Lmax = (5 - 8)-103 кд/м2.

В ряде специальных случаев требуется более жесткое ограничение яркости ОП внутреннего освещения, например в помещениях с видеотер­миналами (персональными компьютерами, телемониторами). Для исклю­чения мешающих зеркальных отражений в дисплеях яркость потолочных или встраиваемых светильников хотя бы в: двух основных плоскостях не должна превышать 200 кд/м. Это требование выполнимо в светильниках с ЛЛ только при применении в них зеркальных экранирующих решеток с параболическим профилем продольных и поперечных элементов. Указан­ная выше предельная величина яркости выходных отверстий светильников нормируется в угловой зоне а = 60 - 90 °. Ограничение яркости величиной 200 кд/м гарантирует отсутствие не только отраженной блескости в дис­плеях, но и надежно исключает прямое слепящее действие светильников по направлению к линии зрения оператора видеотерминала.

Коэффициент полезного действия

Световой поток Фсв, выходящий из светильника, всегда меньше све­тового потока Фл установленной в нем лампы (ламп). Это вызвано неиз­бежным поглощением света элементами светильника: отражателями, экра­нирующими решетками, рассеивателями, защитными стеклами, фильтра­ми. Чем меньше эти потери, тем экономичнее ОП.

Отношение вышедшего из светильника светового потока к номи­нальному световому потоку установленной в нем лампы (ламп) определяет коэффициент его полезного действия П = Фсв/£Фл • 100 %.

Для светильников общего освещения помещений необходимо знать,

какая доля Фл излучается в нижнюю ( ~ ) и верхнюю ( ^ I) полусферы про­странства, поэтому общий КПД иногда разделяется на две составляющие:

Л = Л ^ + Л ^ . где р ^ = Фсв ^ /£ФЛ, ц^ = Фсв ^ /^Фл.

В каталогах зарубежных фирм указываются доли светового потока светильников, направляемые в нижнюю и верхнюю полусферы:

Ф " = ФС|! " /Фсь Ф ^ = Фсв ^ /Фсв- Как известно, световой поток обычных ЛЛ зависит от окружающей лампу температуры ^кр и снижается в той или иной степени, если ^кр уменьшается или повышается относительно оптимальной (номинальной) температуры окружающего воздуха (tn « 25°С). У компактных ЛЛ световой поток зависит как от ^кр, так и от положения горения. Поэтому светильни­ки с линейными, кольцевыми, Н-образными и компактными ЛЛ правиль­нее характеризовать эксплуатационным КПД:

Пэ = Фсв^)/£Фл (tn)‘100 %, где Фсв(t) - световой поток, вышедший из светильника при данных услови­ях эксплуатации (^кр для ЛЛ, для КЛЛ - ^кр и положение горения); ИФл (tn) - световой поток ламп, измеряемый вне светильника при tn = 25 °С; эта ве­личина Фл указывается в каталогах фирм-изготовителей.

Характерные величины эксплуатационных коэффициентов полезно­го действия ряда типовых конструкций светильников с ЛЛ для освещения помещений приведены ниже:

(излучение в нижнюю и верхнюю полусферы пространства)

1) температура окружающего воздуха, 2) напряжение и частота тока питающей сети, 3) пыль и другие построение тела, химически агрессивные и взрывоопасные жидкости и газы, 4) влажность воздушной среды, 5) вибрационные и ударные нагрузки, 6) УФ-излучение источника света и естественный УФ, 7) механические воздействия на узлы уплотнения при обслуживании (пластическая деформация пластмасс, старение прокладок и т. д.).

Основными функциональными показателями, определяющими экс­плуатационную надежность осветительного прибора как электротехниче­ского изделия, являются следующие виды безопасности:

- электрическая (защита пользователя или обслуживающего персо­нала от поражения током, от проникновения в объем светильника или прожектора воды, пыли и любых посторонних тел);

- пожарная (ограничение нагрева осветительного прибора до темпе­ратуры, не вызывающей возгорания материалов опорных поверхностей, а также пыли или волокон, осевших снаружи на корпус);

- взрывобезопасность (защита от воспламенения или взрыва окру­
жающей осветительный прибор взрывоопасной смеси).