Искусственное освещение помещений

В пасмурные дни или вечер­нее время применяется искусственное освещение. Оно бы­вает, как правило, электрическим с применением ламп на­каливания или люминесцентных ламп (эконом лампочек).

Искусственное освещение должно удовлетворять гигие­ническим требованиям. Прежде всего, оно должно быть достаточным на освещаемой поверхности. Это требование зависит от количества светильников. Второе требование — равномерное распределение света по всей площади поме­щения. Для выполнения его необходимо правильно размес­тить светильники — приблизительно на одинаковом рас­стоянии друг от друга. Источники искусственного освеще­ния не должны оказывать слепящее действие. Для этого следует применять соответствующую арматуру и придер­живаться регламентированной высоты подвеса светильни­ков. Осветительная арматура устраняет также образование резких теней и блескость на освещаемой поверхности.

Источники света, заключенные в арматуру, делят на три основные группы: светильники прямого, рассеянного и отраженного света.

Светильники прямого света около 90 % его направляют на освещаемую поверхность, создавая тем самым значи­тельную ее освещенность. Но при этом могут образовывать­ся резкие тени и блескость, возможно также слепящее дей­ствие источника света. Такие светильники применяются для освещения вспомогательных помещений, санузлов, Светильники рассеянного света равномерно рассеивают световой поток (молочный шар). Слепящее действие их весьма незначительно, на освещаемой поверхности не об­разуются резкие тени, что позволяет создать вполне удо­влетворительные условия освещения. В связи с этим рас­сеянный свет применяется для освещения жилых и обще­ственных зданий.

Светильники отраженного света направляют световой поток вверх, который отражается от потолка под разными углами и рассеивается. При этом тени почти полностью устраняются. Однако такие светильники имеют существен­ный недостаток: чтобы обеспечить с их помощью должную освещенность, необходимо увеличить мощность источников света. КПД светильников отраженного света равен 50 %.

Источники искусственного освещения. К ним относятся лампы накаливания и люминесцентные лампы. Лампа накаливания является источником с температурным излучением. Еще в 1802 г. русский ученый В. В. Петров произвел первые опыты по преобразованию электрической энергии в световую. Электрический ток, проходя через тело сопротивления, вызывает повышение его температуры. До­стигнув определенной температуры, тело начинает излу­чать в пространство поток лучистой энергии, содержащей некоторую часть световой энергии. В 1872 г. инженер П. Н. Яблочков разработал конструкцию электрического дугового фонаря, а в 1873 г. А. Н. Лодыгин создал первую лампу накаливания. Телом накаливания в этой лампе яв­лялся угольный стержень.

В современных лампах накаливания в качестве тела со­противления применяется вольфрам, который позволяет по­высить температуру накаливания нити до 2900 К (темпера­тура Кельвина на 273,15° выше температуры Цельсия). Чем выше температура нити накала, тем большая часть излу­чаемой нею энергии воспринимается глазом в виде света, тем выше скорость испарения вольфрама и тем короче срок службы лампы. В связи с этим для уменьшения скорости испарения вольфрама лампы наполняют инертным газом (аргоном, криптоном, ксеноном). Средняя продолжитель­ность службы лампы 1000 ч.

Лампы накаливания имеют ряд недостатков, первым среди которых является малый коэффициент полезного дей­ствия: только 7—13 % общего количества излучаемой энер­гии превращается в световую. Кроме того, лампы накали­вания обладают такой яркостью, которая во много раз превышает допустимую для глаз (для предупреждения вредного влияния яркости нити накала приходится приме­нять специальную арматуру). К недостаткам относят так­же отсутствие ультрафиолетового излучения в световом потоке, вследствие чего лампа накаливания не оказывает биологического действия, свойственного солнечному.

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покры­та веществом, способным светиться (люминофор). Внутри трубки находятся пары ртути и аргон. По краям лампы впаяны электроды (вольфрамовые спирали). После вклю­чения лампы в сеть между электродами образуется ртутная дуга с выделением ультрафиолетового излучения. Послед­нее, воздействуя на люминофор (цинкбериллий), возбуж­дает их и заставляет светиться. Люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания. Под­бором люминофоров можно получить от люминесцентной лампы свет различной окраски, в частности белый, очень близкий к дневному. Кроме того, люминесцентное освеще­ние дает рассеянный свет, не имеет большой яркости и не создает резких теней. Люминесцентные лампы более эконо­мичны, светоотдача люминесцентных ламп в несколько раз превышает светоотдачу электрических ламп накаливания и может достигать 50—70 лм на 1 Вт. Срок службы люми­несцентной лампы в среднем составляет 5000 ч. Самым важным преимуществом по сравнению с лампами накали­вания является то, что 25 % подаваемой энергии на люминесцентную лампу превращается в свет.

В зависимости от типа люминофора различают лампы дневного света (ЛД), белого (ЛБ), холодного белого (ЛХБ) и тепло-белого света (ЛТБ). Лампы ЛД применяют в помещениях, где производятся работы, требующие тонко­го различения цветов и оттенков. Лампы ЛБ применяют для освещения жилых зданий и общественных помещений. В свете ламп ЛТБ преобладает розовый оттенок, поэтому их применяют для освещения зрелищных предприятий, фойе, холлов гостиниц и т. д.

При питании от сети переменного тока в световом излу­чении люминесцентных ламп происходят значительные ко­лебания, способствующие появлению стробоскопического эффекта — множественных изображений движущихся пред­метов.