СВЕТОТЕХНИКА

Параметры осветительных приборов

Сегодня в мире ежегодно производятся сотни миллионов ОП, а количество их типов исчисляется тысячами. Как же из этого множе­ства правильно выбрать такой прибор, который наилучшим образом соответствовал бы предъявляемым к нему требованиям?

Прежде всего, необходимо понимать, по каким параметрам сле­дует сравнивать различные ОП. Рассмотрим эти параметры.

8.1.1. Светотехнические параметры осветительных

приборов

Любой ОП — это устройство, перераспределяющее в простран­стве световой поток источника света. Обычно источники света излу­чают его во всех направлениях, а нам часто надо осветить какое-то конкретное место, например, рабочий стол. В этом случае полезным является световой поток, попадающий на нужное место (рабочий стол), а остальной — практически бесполезным. Таким образом, можно го­ворить о коэффициенте полезного действия (кпд) ОП. Так как за­дача любого ОП — это перераспределение светового потока источ­ника света требуемым образом, то под кпд ОП принято понимать от­ношение светового потока, выходящего из ОП, к световому потоку источника света:

Кпд — Фоп/Фис •

Однако очевидно, что далеко не весь световой поток, выходя­щий из ОП, попадает на нужное место — обычно большая его часть уходит «на сторону», освещая стены, потолок, но не заданную пло­щадь. Для того чтобы оценить долю светового потока, попадающую на нужное место, необходимо знать характер распределения свето­вого потока, вышедшего из ОП, в пространстве. Этот характер свето - распределения описывается с помощью кривых сил света, являющихся важнейшим параметром любого ОП.

Кривая сил света (КСС) ОП — это графическое изображение зависимости силы света прибора от направления распространения света. Обычно КСС изображаются в полярных координатах (рис. 41,а), однако для ОП с очень малыми углами излучения иногда использует­ся и прямоугольная система координат (рис. 41,б). Для удобства пользования в каталогах ОП приводятся условные КСС, рассчитан-

t-ОП реал ІОП 1000

Если ОП многоламповый, то Фис — это сумма световых потоков всех ламп.

Кривые сил света ОП с компактными одноцокольными источни­ками (лампы накаливания, ДРЛ), как правило, одинаковы во всех плос­костях, проходящих через оптическую ось прибора, то есть через ус­ловную прямую линию, проведенную через световой центр прибора перпендикулярно плоскости его выходного окна. А световой центр ОП — это точка внутри прибора, в которой находится источник света, если его размеры малы по сравнению с размерами ОП, или центр источника света, если он достаточно велик.

В ОП с двухцокольными источниками света (линейные люми­несцентные лампы, линейные ГЛН, МГЛ софитного типа) или с одно­цокольными источниками, имеющими вытянутую форму (КЛЛ, НЛВД и НЛНД, МГЛ) и расположенными не вдоль оси оптического при­бора, КСС различны в разных плоскостях. В каталогах для таких ОП даются две КСС — в главной продольной и главной попереч­ной плоскостях. Продольная плоскость — это плоскость, проходя­щая через продольную оп­тическую ось ОП; попереч­ная плоскость — это плос­кость, перпендикулярная продольной оптической оси ОП. Очевидно, что таких плоскостей — множество, поэтому выделяют главные плоскости, которые прохо­дят через центр источника света перпендикулярно вы­ходному окну ОП (рис. 42). Рис. 42. Главные плоскости осветительных При круглосимметричном приборов
светораспределении ОП КСС одинаковы во всех плоскостях, поэтому в каталогах для таких ОП приводится только одна кривая.

Отсчет углов начинается от оптической оси ОП. Поскольку опти­ческая ось является линией пересечения продольной и поперечной главных плоскостей, то в направлении оптической оси (то есть под углом ноль градусов) значения сил света в этих плоскостях всегда совпадают.

По характеру светораспределения в соответствии с ГОСТ 13828 ОП делятся на пять классов: прямое (П), преимущественно прямое (Н), рассеянное (Р), преимущественно отраженное (В) и отраженное (О). Все ОП прожекторного типа имеют только прямое светораспре - деление. Светильники прямого светораспределения — это те, у кото­рых не менее 80 % светового потока направлено в сторону выходного отверстия. Преимущественно прямым светораспределением называ­ется такое, при котором в сторону выходного отверстия направлено от 60 до 80 % светового потока. Если свет направляется от светиль­ника примерно поровну «вперед» (в сторону выходного отверстия) и «назад» (в обратную сторону), то такое светораспределение называ­ется рассеянным. При преимущественно отраженном светораспре­делении доля светового потока, направляемого «вперед», составляет 20 -40 %, а от 60 до 80 % направляется «назад». Если же «назад» направляется более 80 %, то такое светораспределение называется отраженным (рис. 43).

В последние годы в странах Западной Европы получили ши­рокое распространение подвесные и напольные светильники, ха­рактер светораспределения которых не укладывается в названные пять классов. В отличие от светораспределений классов Н и В, в которых оптическая система светильников формирует КСС только в одну сто­рону, а световой поток, направленный в проти­воположную сторону, специально не перерасп­ределяется, у новых светильников световой по­ток четко формируется по обе стороны плоско­сти выходного отверстия («вперед» и «назад», Рис. 44. «Авойное» рис. 44). Поскольку ГОСТ такой класс светорас - светораспрелеление
пределения не предусмотрен, будем называть его «двойным».

В светотехнической литературе при описании характера свето- распределения обычно употребляются термины «верхняя» и «нижняя» полусферы. Однако это справедливо только для потолочных светиль­ников. Ко многим другим типам светильников лучше применять тер­мины «передняя» и «задняя» полусферы, так как понятия верха и низа для них весьма условны. К таким светильникам относятся встраивае­мые, напольные, настольные, консольные и многие типы подвесных светильников. Например, подвесные акцентирующие светильники могут светить в любую сторону и с любого направления, но ни класс светораспределения, ни тип КСС при этом у них, естественно, не из­меняются.

Российским ГОСТ 13828 установлены семь типов КСС: концент­рированная (К), глубокая (Г), косинусная или диффузная (Д), полуши - рокая (Л), широкая (Ш), синусная (С) и равномерная (М) (рис. 45). У светильников с кривыми сил света типа К, Г и Д направление мак­симальной силы света совпадает с оптической осью или близко к ней, у типа С — перпендикулярно оптической оси. При «широком» типе

КСС максимальная сила света создается све­тильниками в направлениях, лежащих под уг­лом от 55 до 85о к оптической оси, при «полу - широком» — от 35 до 55о. Следует сказать,

что КСС типов Ш, Л и Д могут быть «вывернутыми», поскольку они присущи светильникам не только с прямым или направленным харак­тером светораспределения, но и с отраженным и преимущественно отраженным. В этих случаях направление максимальной силы света относительно оптической оси соответствует углам 180о (Д), 95 - 125о (Ш) и 125 - 145о (Л).

К светотехническим параметрам светильников относятся еще две величины: яркость видимых частей светильников и защитный угол.

Задачей ОП является не только перераспределение светового потока, но и защита глаз от воздействия на них высокой яркости. Как было сказано выше, яркость является именно той светотехнической величиной, на которую реагирует глаз, а наличие в поле зрения пред­метов с высокой яркостью вызывает определенные неудобства (дис­комфорт), снижение функций зрения и ослепленность. Поэтому в тех­нической документации часто регламентируется максимально допус­тимая яркость видимых частей светильников. В частности, такое тре­бование обязательно для светильников, устанавливаемых в помеще­ниях с большим количеством персональных компьютеров.

Совершенно очевидно, что ограничивать яркость надо не по всем направлениям, а только в определенных угловых зонах. Обычно это углы от 0 до 30о к горизонтальному направлению.

Снижение яркости осуществляется путем экранировки источни­ков света с помощью отражателей и специальных экранирующих ре­шеток или пластин, а также с помощью рассеивателей.

Угол, в пределах которого глаз защищен от попадания на него прямого света ламп, называется защитным углом светильника (рис. 46).

Если отражатели и экранирующие решетки из непрозрачных мате­риалов действительно защищают глаз от пря­мого воздействия высо­кой яркости источников света, то рассеиватели разных типов или экра­нирующие решетки из светопропускающих рассеивающих материалов лишь уменьшают эту яркость. При этом необходимо иметь в виду, что призматические рассеиватели из прозрачных материалов практически не изменяют яркость источ­ников света, а лишь «размазывают» их очертания. Поэтому све­тильники с призматическими преломлятелями не должны исполь­зоваться там, где они попадают в поле зрения непосредственно или в виде отражений («бликов») на блестящих предметах (стекло, полированный металл), а также на экранах персональных компью­теров.