Виды производственного освещения. Источники света

Освещение рабочих мест может быть естественным и искусственным.

Естественное освещение может осуществляться через окна или световые проемы в наружных стенах( боковое освещение), через застекленные световые фонари и перекрытие (верхнее) или через фонари и окна одновременно.

Естественное освещение резко изменяется в течение дня, времени года и существенно зависит от атмосферных условий. От этих недостатков свободно искусственное освещение, т. е. освещение с помощью электрических ламп. Искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное, эвакуационное и охранное.

Рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий или территорий.

Дежурное освещение включается во внерабочее время.

Аварийное освещение применяется в тех случаях, когда отключение рабочего освещения может привести к взрыву, пожару, длительному нарушению технологического процесса или нарушению работы таких важных объектов, как узлы радиопередачи и связи, электростанции и т. п. При аварийном освещении часть светильников общего освещения питается током от автономного источника и в случае отключения основной сети продолжают работать. Освещенность в этом случае должна составлять не менее 5% от величины рабочего освещения для данного вида работ, но не менее 5 лк при использовании газоразрядных ламп и 2 лк – при лампах накаливания.

Эввакуационное освещение включается при аварийной обстановке для эвакуации людей. Оно устанавливается в помещениях с числом работающих свыше 50 человек. Освещенность в помещениях составляет 0,5 лк (люкс), на открытой территории – 0,2 лк.

Охранное освещение размещается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Искусственное освещение может быть общим, местным и комбинированным.

Общим называется освещение, при котором осветительные устройства размещаются в верхней зоне помещения и равномерно освещают всю площадь, занятую рабочими местами и оборудованием. Если светильники концентрируют световой поток непосредственно на рабочих местах, то такое освещение называется местным .

Комбинированным называется освещение, при котором наряду с общим искусственным освещением используются светильники местного освещения для создания на рабочих местах освещенности более высоких уровней.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы.

К основным характеристикам источников света относятся: удельная световая отдача и средний срок службы, а также мощность ламп, напряжение сети и излучаемый лампой световой поток.

В лампах накаливания свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высоких температур. Световая отдача таких ламп невелика (не более 20 лм/Вт) и срок их службы ограничен (1000 ч). Лампа накаливания излучает свет желтых и красных тонов, что затрудняет цветоразличение. Их можно использовать в тех случаях, когда искусственный свет требуется лишь изредка или по характеру труда необходим концентрированный пучок света. Крайняя неэкономичность этих ламп способствовала созданию энергосберегающих источников света, которые призваны заменить лампы накаливания в ближайшие годы. С 2010 г. страны ЕС полностью отказываются от ламп накаливания мощностью 100 Вт и переходят на энергосберегающие источники света.

Газоразрядные лампы излучают свет благодаря электрическим разрядам в парах газа. На внутреннюю поверхности колбы наносится слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) обладают рядом достоинств:

значительная световая отдача (до 750 лк/Вт);

продолжительный срок службы (до 10 тыс. ч):

благоприятный спектральный состав света;

малая яркость светящихся поверхностей.

Такие лампы широко применяются для освещения рабочих мест при выполнении точных работ и работ, предъявляющих повышенные требования к цветоразличению.

К недостаткам люминесцентных ламп можно отнести довольно сложную схему включения, невозможность использования при низких температурах, пульсацию светового потока, вызывающую стробоскопический эффект и т. п.

Стробоскопический эффект представляет собой искажение зрительного восприятия движущихся предметов, например, вращающиеся части оборудования могут восприниматься как неподвижные или движущиеся в обратную сторону. Стробоскопический эффект опасен, так как затрудняет человеку контроль скорости и направления движения, что может привести к возникновению травм. Кроме того, пульсация светового потока отрицательно сказывается на самочувствии человека и значительно утомляет зрение. Стробоскопический эффект присущ всем газоразрядным лампам, что ограничивает их применение.

В зависимости от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов люминесцентных ламп: ЛБ – лампы белого света, ЛД – лампы дневного света, ЛТБ – лампы тепло-белого света, ЛХБ – лампы холодного света, ЛДЦ – лампы дневного света правильной цветопередачи.

Лампы высокого давления – дуговые ртутные лампы (ДРЛ) позволяют создавать большие уровни освещенности без значительных затрат на электроэнергию и применимы в высоких цехах при наличии дыма, пыли и копоти в воздухе. Лампы высокого давления обладают значительной светоотдачей и большим сроком службы – до 20 тыс. ч.

Металлогалогенные дуговые ртутные лампы высокого давления используют излучение от разряда в среде щелочных и редкоземельных металлов. Они обладают высокой светоотдачей – до 100 лм/Вт и улучшенным спектральным составом. Срок службы составляет 1–5 тыс. ч.

Отметим особо энергосберегающие лампы. Долгое время широкое использование стандартных люминесцентных ламп в домашних условиях (для освещения жилья) было ограничено из-за собственных габаритных размеров ЛЛ. В начале 80-х гг. прошлого столетия появились многочисленные виды компактных люминесцентных ламп – КЛЛ, мощностью от 5 до 25 Вт со световой отдачей от 30 до 60 лм/Вт и сроком службы от 3 до 10 тыс. ч.

Разработка КЛЛ стала возможна только в результате создания высокостабильных узкополосных люминофоров, активированных редкоземельными металлами, которые могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения, чем стандартные ЛЛ. За счет этого удалось значительно уменьшить размер разрядной трубки. Так, например, вопрос уменьшения длины трубки решили путем разделения трубок на несколько более коротких участков, расположенных параллельно.

Энергосберегающие лампы (ЭСЛ) представляют собой разновидность газоразрядных ламп низкого давления, а именно компактных люминесцентных ламп. Существенным отличием ЭСЛ от КЛЛ является наличие встроенного электронного пускорегулирующего устройства – балласта, обеспечивающего режимы зажигания, разогрева и работы газоразрядных ламп. Основным элементом его является ВЧ-генератор, вырабатывающий высокочастотное напряжение (50 кГц) – что исключает пульсацию светового потока, а значит, и стробоскопический эффект.

Колба энергосберегающей лампы представляет собой запаянную с двух сторон трубку, заполненную парами ртути и аргона. Внутренняя поверхность трубки покрыта слоем люминофора. Электроды лампы, расположенные в двух противоположных концах колбы, представляют собой тройную спираль, покрытую оксидным слоем. Именно этот слой придает электродам свойства создавать термоэлектродную эмиссию. В колбе происходит достаточно интенсивное движение электронов и ионов, которые бомбардируют тяжелые ионы ртути, вызывая ультрафиолетовое свечение, которое, попадая на люминофор, преобразовывается в видимый свет.

Стоит отметить, что, с одной стороны, в колбе применяются пары ртути, а ртуть является очень токсичным веществом, с другой стороны, ртути в колбе содержится крайне мало (не более 3 мг, что в сотни раз меньше, чем в бытовом градуснике).

Газ внутри колбы находится под очень низким давлением, и незначительное изменение окружающей среды приводит к изменению давления внутри колбы и, как следствие, к снижению светового потока. Для уменьшения степени влияния температуры окружающей среды, некоторые производители применяют вместо ртути амальгаму – соединение ртути с металлом, что делает световой поток более стабильным.

Преимущества энергосберегающих ламп перед лампами накаливания:

потребляют в 5 раз меньше электроэнергии. Экономия при этом достигает 80%;

служат более чем в 10 раз дольше;

хорошо работают при пониженном до 180 В напряжении;

характеризуются полным отсутствием пульсации светового потока.

При выборе источников света необходимо обращать внимание на спектральный состав света, так как он не только способствует цветоразличению, но и оказывает существенное влияние на психофизиологическое состояние человека и ощущение им светового комфорта.

Желательно, чтобы спектр искусственного освещения приближался к спектру естественного света.