Экономичные источники света и их использование

Свет, как естественный, так и искусственный, играет важную роль в жизни человека и влияет на его эмоциональное состояние и производительность через визуальное восприятие. Поэтому искусственные источники света призваны помочь создать приемлемую световую среду для людей в комнате: отдыхающих или любого другого вида деятельности.

Чтобы правильно спланировать систему освещения для всего дома или отдельных его комнат, важно хотя бы приблизительно представить, из чего складывается так называемый световой климат.

Одна из основных задач искусственного освещения - поддерживать уровень освещенности определенной функциональной зоны, рабочей поверхности или помещения на определенном стандартизированном уровне. Чем сложнее выполняемая работа, тем выше освещенность. Для работы на компьютере требуется освещенность порядка 300 - 400 люкс, для чтения - 200 - 300 люкс и, например, для шитья черной ткани черными нитками - до 3000 люкс.

Насыщенность комнаты светом можно считать достаточной, если нет необходимости добавлять или убирать свет. У обычных ламп накаливания мощность источников света должна быть не менее 20-25 Вт / м2, у галогенных и люминесцентных ламп - 10-15 Вт / м2. Однако равномерное освещение может привести к психологическим жалобам и быстрой утомляемости, поэтому рекомендуется установить несколько разных источников света во всех жилых и рабочих помещениях. Чтобы изменить освещенность комнаты и ее насыщенность светом, используются различные типы диммеров, которые можно активировать поворотом ручки или простым прикосновением к ней.

Важной составляющей светового климата является яркость - величина, характеризующая восприятие света. Распределение яркости в комнате должно быть максимально естественным и наименее раздражающим для глаз. Разнообразие полированных поверхностей, интенсивные источники света и яркие насыщенные цвета создают визуальный и психологический дискомфорт.

Каждый источник света имеет определенный цвет, т.е. в видимой части спектра его излучения преобладают определенные тона. Традиционные лампочки излучают свет в теплой, красновато-желтой части спектра; Люминесцентные лампы часто характеризуются светом в холодной сине-зеленой части спектра. Как и обычные лампы накаливания, современные галогенные лампы накаливания являются источниками света теплых тонов, но их спектр излучения ближе к спектру белого света.

Вольфрамовая нить накала в колбе, из которой откачивается воздух, нагревается электрическим током. За более чем 120-летнюю историю ламп накаливания (ЛН) появилось огромное разнообразие - от миниатюрных ламп для фонарей до киловаттных прожекторов. Типичная для LN светоотдача 10-15 лм / Вт очень неубедительна на фоне рекордных показателей других типов ламп. LN больше похожи на нагреватели, чем на осветители: львиная доля электричества, которое питает нить накала, преобразуется не в свет, а в тепло. Непрерывный спектр лампы накаливания имеет максимум в инфракрасном диапазоне и постепенно уменьшается с уменьшением длины волны. Этот спектр определяет теплый тон излучения (Tsv = 2400-2700 K) с отличной цветопередачей (Ra = 100). Срок службы LN обычно не превышает 1000 часов, что очень мало по современным меркам. Почему люди (15 миллиардов в год!) Покупают такие малоэффективные и недолговечные источники света? Помимо привычки и крайне низкой стартовой цены (что, кстати, отнюдь не означает, что использование LN экономично, это связано с тем, что существует огромный выбор декоративных видов стеклянных бутылок LN.

Дизайнерам интерьеров известен «галоген», современный вариант ламп накаливания. Добавление галогенидов в колбу лампы, использование специальных типов кварцевого стекла, «останавливающего» ультрафиолетовый свет, «возврат» теплового излучения в катушку лампы через специальные отражатели - эти технологические инновации позволили сделать шаг вперед. серьезно и относить GLN к особому классу источников света. Световой поток современных номеров GLN составляет прибл. 30 лм / Вт. Типичное значение цветовой температуры Ttsv = 3000 K. Есть еще GLN «Дневной свет» с Ttsv = 4000-4200 K и даже 6000 K. Цветопередача у них отличная (Ra = 100). «Точечная» форма лампы позволяет управлять шириной «луча» на большой площади с помощью миниатюрных отражателей. Получившийся в результате искрящийся, «блестящий» свет стал приоритетом GLN в дизайне интерьеров, где он стал стандартом де-факто. Еще одно преимущество заключается в том, что количество и качество света лампы остается неизменным на протяжении всего срока ее службы.

Особой популярностью пользуются низковольтные ГЛН МР-11 и МР-16 (мощность от 10 до 75 Вт), оснащенные рефлектором, позволяющим фокусировать луч под углом 8-380 градусов. Распространенные в интерьере, благодаря возможности использования миниатюрных светильников, они заменяют обычные прожекторы PAR в уличных системах ландшафтного освещения (освещение растительности, подводное освещение и т. Д.).

Люминесцентные лампы (ЛЛ) - газоразрядные лампы низкого давления - представляют собой цилиндрические трубки с электродами, в которые закачиваются пары ртути. При воздействии электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, которые, в свою очередь, заставляют люминофор, нанесенный на стенки трубки, излучать видимый свет. Два разных типа LL являются классическими примерами технических компромиссов. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны (светоотдача до 104 Лм / Вт), но имеют худшую цветопередачу (Ra = 80), с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra = 90-98.)) С меньшей светоотдачей (до 88 Лм / Вт) ...

LL обеспечивают мягкий, ровный свет, но распределение света в комнате трудно контролировать из-за большой излучающей поверхности. Для работы люминесцентных ламп требуются специальные балласты (балласты). Самые современные и экономичные электронные балласты (ЭПРА), разработка которых является одним из самых перспективных направлений развития современной светотехники.

Сегодня только использование ЭПРА в лампах с LL позволяет:

- исключить пульсации светового потока (менее 2%);

- Создание благоприятных режимов розжига и увеличение светоотдачи на 30%;

- удвоить срок службы люминесцентных ламп;

- Снижение потребления электроэнергии до 30%;

- Снижение затрат на обслуживание до 200%;

- Устранение неприятных акустических шумов:

- Устранение затрат на замену силовых кабелей освещения.

Принцип действия газоразрядных ламп высокого давления заключается в свечении наполнителя в газоразрядной трубке под действием дуговых разрядов. Дуговые газоразрядные лампы намного старше ламп накаливания - дуге уже 200 лет. В лампах используются два основных разряда высокого давления - это ртутный и натриевый. Оба излучают довольно узкополосное излучение: ртуть - в синем спектральном диапазоне, натрий - в желтом, поэтому цветопередача ртутных (Ra = 40-60) и особенно натриевых ламп (Ra = 20-40) оставляет желать лучшего. желать лучшего.

Добавление различных галогенидов металлов внутрь газоразрядной трубки ртутной лампы позволило создать новый класс источников света - металлогалогенные лампы (МГЛ), которые характеризуются очень широким спектром излучения и отличными параметрами: высокой светоотдачей. (до 100 лм / Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra = 80-98, диапазон Tcv от 3000 K до 6000 K, средний срок службы ок. 15000 часов. 

Полупроводниковые светоизлучающие компоненты - светодиоды - известны как источники света будущего. Когда мы говорим о текущем состоянии технологии твердотельного освещения, мы можем сказать, что она зародилась. Достигнутые светодиодами свойства (светоотдача белых светодиодов до 25 лм / Вт при мощности устройства до 5 Вт, Ra = 80-85, срок службы 100 000 часов) уже сделали лидеров в светотехнике, автомобильной и авиационной технике.

Идея прямой замены ламп накаливания на светодиодные «аналоги» долгое время не воспринималась как фантастическая. «Прямая замена» на светодиодах предназначена как для низковольтных «галогенных» МР-11 и МР-16, так и для ламп с другими стандартными цоколями. Быстрее всего процесс «обмена» для «мобильных» приложений (фонарики для всех видов работы, фонарики, велосипедные фонари и т. Д.).

Еще более многообещающими являются светодиодные модули - чрезвычайно гибкий «конструктор» для дизайнера, который включает в себя множество простых геометрических фигур - линии, кольца, звезды, прямоугольники. Подобно разноцветным пластиковым модулям LEGO, светодиодные модули можно легко комбинировать друг с другом и ничто не менее легко прикрепить к любой поверхности ...

Экспансия светодиодов в светотехнику началась с сигнальных устройств, изначально основанных на цветном свете. Вот где проявляются преимущества светодиодов. Например, лампа на основе красных светодиодов AlInGaP потребляет в 100 раз (!) Меньше электроэнергии и служит в 100 раз (!) Дольше, чем лампа накаливания с красным фильтром, дающая тот же эффект.

Светофоры, автомобильные стоп-сигналы, поворотники, габаритные огни и заградительные огни, дорожные знаки, навигационные знаки для водных путей - светодиоды быстро завоевывают лидирующие позиции в этих областях (продажи только в США превысили полмиллиарда долларов и удваиваются быстрее, чем каждые два. годы). Это неудивительно: лампы накаливания в обычных светофорах необходимо заменять ежегодно, а светодиодные устройства служат 5-10 лет и потребляют в 5-10 раз меньше электроэнергии (по тем же американским данным, новые светофоры «экономят» не менее 400 млн. кВтч в год).