Светильники

5. Светильники

Для рационального освещения помещений или открытых пространств требуется распределить световой поток источника света вполне определенным образом направить его вниз или вверх. В одних случаях световой поток распределить равномерно, в других сконцентрировать. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительные приборы.

Источники света (лампы) и осветительная арматура составляют осветительные приборы. Осветительные приборы подразделяются на светильники и прожекторы.

Светильник состоит из корпуса, оптической системы, ламподержателей (патронов), пускорегулирующих аппаратов (ПРА), крепежных изделий.

Оптическая система – отражатели служат для перераспределения светового потока ламп по законам отражения света. Отражатели бывают матовые или зеркальные. Материал для отражателей применяется сталь или алюминий.

Для защиты источника света от воздействия окружающей среды применяются защитные стекла.

Для надежной работы осветительной установки и ее экономичности большое значение имеет правильный выбор светильников.

Основными показателями, определяющими выбор светильников, является: конструктивное исполнение; светораспределение; блескость светильника; экономичность.

При выборе конструктивного исполнения и типа светильников следует учитывать условия окружающей среды, в которой будут установлены светильники. Если выбранный светильник конструктивно не соответствует условиям окружающей среды, то это может привести к его чрезмерному запылению, загрязнению, вследствие чего уменьшится световой поток, излучаемый им; возникновению коррозии металлических частей, и преждевременному выходу из строя; к повреждению изоляции проводов, что может привести к короткому замыканию в проводах или на корпус светильника; в пожароопасных и взрывоопасных помещениях – к пожару или взрыву.

Рекомендуемые материалы

Неправильный выбор светильников по светораспределению приводит к неэкономичному использованию светового потока источников света, и росту установленной мощности осветительной установки. При равных условиях предпочтительнее выбирать светильники с высоким КПД, несмотря на их более высокую стоимость. Эти дополнительные затраты быстро окупаются за счет экономии электроэнергии.

Защита от пыли, воды и агрессивных сред обеспечивается, как правило, выбором соответствующих конструкционных и светотехнических материалов, а также различной степенью герметизации внутреннего объема светильника или его отдельных полостей (электрических контактов).

В соответствии с классификацией электрического оборудования установлены одновременно степени защиты степени защиты оборудования от попадания внутрь него твердых посторонних тел (в частности, пыли) и степени защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями, расположенными внутри оболочки изделий. Для обозначения степени защиты применяется международная система защиты, состоящая из букв IP (International Protection) и двух цифр обозначающих степени защиты. В помещениях с нормальной средой, влажных, с ограниченным количеством пыли и жарких применяют светильники со степенью защиты IP20. В помещениях сырых, особо сырых, с химически активной средой, пыльные и жаркие применяют светильники со степенью защиты IP53, IP54, IP61.

При выборе типов светильников для освещения помещений в зависимости от технологического процесса необходимо учитывать светотехническую классификацию светильников (классы по светораспределению в пространстве и формы кривой силы света).

Светораспределение – важная светотехническая характеристика светильника, определяющая распределение его светового потока в пространстве, окружающем светильник. Осветительные приборы, используемые на относительно больших расстояниях от освещаемых объектов, во много раз превышающих размеры самих приборов, характеризуются распределением силы света – пространственной плотностью потока.

Светораспределение светильников общего освещения обуславливается формой фотометрического тела светильника и описывается кривыми силы света. При этом под фотометрическим телом светового прибора понимается геометрическое место концов радиусов-векторов, выходящих из светового центра прибора, длина которых пропорциональна силе света прибора в соответствующем направлении.

Кривой силы света называется кривая зависимости силы света светового прибора от меридиальных и экваториальных углов, получаемая сечением фотометрического тела светового прибора плоскостью.

По светораспределению светильники классифицируются следующим образом:

П – прямого света;

Н – преимущественно прямого света;

Р – рассеянного света;

В – преимущественно отраженного света;

О – отраженного света.

В зависимости от формы кривой силы света классификация светильников следующая:

К – концентрированной;

Г – глубокой;

Д – косинусной;

Л – полуширокой;

Ш – широкой;

М – равномерной;

С – синусной.

Типовые кривые силы света приведены на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Типы кривых силы света:

а) – концентрированная (К); глубокая (Г); б) – косинусная (Д);
полуширокая (Л); равномерная (М); синусная (С); широкая (Ш)

Для освещения горизонтальных рабочих поверхностей в производственных цехах и помещениях с низкими коэффициентами отражения стен и потолков применяют светильника класса П с кривой силы света К при высоких потолках, а с уменьшением  высоты потолков – кривые силы света Г и Д. Светильники классов Н и Р с кривыми Д и Л применяют для освещения административных, учебных помещений, лабораторий и др. Светильники классов В и О применяют в тех случаях, когда необходимо создать архитектурное освещение помещений в общественных зданиях, а светильники с кривой силы света Ш – только для освещения наружных территорий.

На рис. 5.2…5.4 представлен внешний вид светильников с ламп накаливания для освещения производственных помещений.

На рисунке 5.5 представлены кривые силы света светильника с лампами накаливания НСП 17.

На рисунке 5.6 и 5.7 представлен внешний вид светильников с лампами накаливания для общественных зданий. На рис. 5.8 представлен внешний вид светильника с лампой ДРЛ РСП 05.

На рис. 5.9 представлены кривые силы света светильника с лампой ДРЛ.

Рис. 5.5. Кривые распределения силы света светильника НСП 17

Рис. 5.9. Кривые распределения силы света светильника РСП 05

В цехах со светлыми потолками и стенами применяют светильники классов Н и П с теми же кривыми силы света в зависимости от высоты потолков. Электротехническая промышленность выпускает большое количество светильников, различных по светотехническим и эксплуатационным характеристикам.

По характеристикам блескости выбор осветительных приборов производится  на основании расчета показателя ослепленности или показателя дискомфорта. Слепящее действие промышленных осветительных установок регламентируются показателем ослепленности Р. Расчет показателя ослепленности трудоемок и для облегчения определения Р разработан инженерный метод расчета [5], основанный  на следующих исходных положениях:

1) метод составлен для зрительных работ, при которых линия зрения в рабочем положении направлена вдоль помещения горизонтально или ниже горизонта;

2) метод рассчитан для типовых круглосимметричных осветительных приборов и для конкретных типов осветительных приборов;

3) расчетная точка расположена между первым и вторым светильником среднего ряда;

4) длина помещения ограничена значением 15h (h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью), так как при дальнейшем увеличении длины помещения ослепленность практически не меняется;

5) коэффициент отражения рабочей поверхности  принят равным 10 %;

6) таблицы составлены для  круголосимметричных осветительных приборов с лампами типа ДРЛ, в случае освещения люминесцентных лампами типа ЛБ (ЛБЦТ).

Для рабочей поверхности, коэффициент отражения которой выше , показатель ослепленности определяется по выражению

         .                                            (5.1)

Для возможности использования при проектировании освещения того или иного светильника в каталогах на светильники даны технические данные для каждого типа, в том числе его класс по светораспределению и форме кривой силы света.

Для общего освещения производственных помещений применяют светильники с лампами накаливания (ЛН), газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ) и люминесцентные лампы низкого давления (ЛЛ). В зависимости от выполняемых технологических  операций в помещениях и условий среды в них применяют светильники с соответствующими световыми характеристиками и конструктивным исполнением для защиты от внешней среды.

Система обозначений и маркировка светильников разработана для помещений промышленных, общественных и жилых зданий, рудников и шахт, светильников для наружного освещения. В соответствии с ней каждому новому светильнику присваивается шифр, структура которого по ГОСТ 13828–74 состоит из букв и цифр, обозначающих тип источника света, способ установки, назначение, номер серии, количество ламп в светильнике, номер модификации, обозначение климатического исполнения и категории размещения.

Структура обозначения и маркировка светильников

1       2       3       4       5       6       7       8

1 – Тип источника света (одна буква на первом месте в шифре): 

Н – лампа накаливания; И – галогенные; С – лампы- светильники (зеркальные и диффузные); Л – люминесцентные лампы; Р – ДРЛ; Г – металлогалогенные; Ж – натриевые; Б – бактерицидные; К – ксеноновые.  

2 – Основной способ установки светильника:

С – подвесные; П – потолочные; Б – настенные; Н – настольные; Т – напольные; В – встраиваемые;  К – консольные; Р – ручные.

3 – Основное назначение светильника:

П – для промышленных предприятий; Р – для рудников и шахт; О – для общественных зданий; Б – для жилых (бытовых) помещений; У – для наружного освещения; Т – для телевизионных студий.

4 – Номер серии, к которой принадлежит светильник (две цифры);

5 – Количество ламп в светильнике;

6 – Мощность ламп, Вт;

7 – Номер модификации светильника (трехзначное число);

8 – Обозначение климатического исполнения и категории размещения.

Примеры обозначений светильников

1. НСП05´500-016-У3 – светильник с лампой накаливания мощностью 500 Вт, общего назначения, подвесной для промышленных предприятий, серии 05, модификации 016, климатическое исполнение У, категория размещения 3.

2. ЛСП02-2´40-005-У3 – светильник с люминесцентными с двумя лампами мощностью по 40 Вт, подвесной, для общественных зданий, серии 02, модификации 005, климатическое исполнение У, категория  размещения 4.

3. РКУ08´400- 014-ХЛ1 – светильник с ртутной лампой типа ДРЛ мощностью 400 Вт, консольный, уличный, серии 08, модификации 014, климатическое исполнение ХЛ (холодный климат), категория размещения 1.

Выбор светильников

Выбор типа светильников следует производить с учетом характера их светораспределения, экономической эффективности и условий окружающей среды. Условия окружающей среды, соответствующие помещения и зоны приводятся ниже:

Пожароопасные класса:

Примечания:

1. В каждом конкретном случае характеристика помещения (зоны) по условиям среды уточняется в проектной документации.

2. В случаях, когда производственных и общественных зданиях предусматриваются помещения, не перечисленные в данном перечне, отнесение их к той или другой пожароопасной зоне следует производить в соответствии с требованиями ПУЭ.