Faktory, které je třeba zvážit při návrhu interiérového osvětlení
Obecné vnitřní osvětlení v minulosti a současnosti
V dobách, kdy školní třídy, kanceláře a další pracovní prostory byly osvětlovány prizmatickými nebo poloprůhlednými kulovými svítidly, které byly zavěšeny na stropu a obsahovaly žárovky tak, aby poskytovaly světlo jak přímo, tak nepřímo na pracovní plochu. To se dělo skrze odrazy od povrchů místnosti. Opět byly široce používány skleněné obalové koule s vysokou jasností. Tento systém osvětlení tedy vyvolával významné blýskání do očí pracovníků.
V 30. letech 20. století se objevilo úplně nepřímé žárove osvětlení s panovitými nebo koncentrickými okruhovými svítidly. I s polosilverovanou žárovkou montovanou hladinou nahoru v otvoru uprostřed jednotky. V tomto systému bylo světlo přesměrováno na strop. Takže strop de facto stal zdrojem světla. Bylo pravdou, že tyto nepřímé jednotky produkují vysokokvalitní osvětlení bez blýskání. Nicméně tento systém osvětlení byl v podstatě velmi neefektivní. V tomto systému nepřímého osvětlení se žádné lumeny nesunuly přímo na pracovní plochu. Znovu, bylo potřeba mnoho žárovek ve zadaném prostoru, aby bylo dosaženo dostatečného osvětlení pracovní plochy. Tím bylo vytvořeno mnoho tepla (infračerveného záření), což často vedlo k termicky nepohodlné situaci.
V pozdních 30. letech se objevily lučivkové lampy, které iniciovaly změnu ve vnitřním osvětlení. Tyto lampy měly mnohem nižší jas než žárovky. Proto už nebylo nutné odesílat všechny lumeny žárovky nahoru na strop pro jejich přesměrování dolů. S vhodnou úpravou s lamelami a čočkami mohlo být většinu lumenů odesláno přímo dolů. Samozřejmě lučivková žárovka měla pětkrát vyšší efektivitu než žárovka. Následně 70 stop-candel lze lučivkovým osvětlením poskytnout efektivněji než 30 stop-candel žárovkovým osvětlením.
Příchod halidových a vysokotlakých sodíkových lamp způsobil několik dalších změn ve vnitřním osvětlení v 60. letech. Uklidnily energetickou krizi na počátku 70. let. Tyto lampy jsou koncentrované a mají vysokou jasnost jako žárovky. Měly efektivitu sedmkrát vyšší. Tím se úplně nepřímé osvětlení v interiérech opět stalo ekonomicky možné navrhovat s těmito lampami. Jako výsledek bylo možné snížit spotřebu energie. V tomto nepřímém osvětlení s těmito lampami byly sníženy úrovně osvětlení. Tento systém osvětlení, navzdory poskytování rozumně rovnoměrného osvětlení po celé pracovní ploše, bylo potřeba dodatečné osvětlení na pracovních místech.
Takže poznamenáme, že žárovkové osvětlení není doporučováno pro obecné osvětlení interiérů, kde nadále dominuje lučivkové osvětlení. Opět, ve vnitřním osvětlení, zejména 4 stop-candel, 40 W rychlostní startovací žárovka je nejčastěji používaná lučivková žárovka. Halidové lampy se každým rokem objevují více v nepřímém osvětlení, jak v luminárách zavěšených na stropu, tak i v jednotkách zabudovaných do kancelářského nábytku. Nejoblíbenější lampou pro tyto účely je 400 W fosforově pokrytá halidová žárovka. Vysokotlaké sodíkové lampy v pečlivě navržených luminárách získávají nějakou přijetelnost v interiérovém osvětlení, ale obecně se doporučují pouze pro místnosti s vysokými stropy a tam, kde není důležitá dobrá barevná reprodukce, jako například v sportovních halech.
Lampy pro vnitřní osvětlení
Návrhář vnitřního osvětlení obvykle vybírá lampy z následujících typů lamp:
Vysokotlaká sodíková žárovka
Každý z těchto typů má svou vlastní sadu silných a slabých stránek. Faktory, které by návrhář měl zvážit při výběru lampy, jsou:
Zvážení luminální efektivity. Luminální efektivita je poměr výstupu lumenů z lampy k elektrické energii (v wattech) vedené do lampy. Požadované osvětlení musí být poskytnuto lampou spolu s osvětlením ekonomicky.
Návrháři musí zvážit životnost lampy. Měli by zvážit, jaké mohou být obtíže při výměně shořelých lamp a zda je skupinová výměna lamp ekonomicky lepší volbou nebo ne.
Udržení lumenů lampy je důležitý faktor. Může vzniknout otázka, zda je důležité mít určitou minimální úroveň osvětlení po celou dobu.
Další důležitou záležitostí je barva, faktor vzhledu. Ačkoli všechny uvedené lampy produkuje „bílé“ světlo, jejich CCT a CRI se liší. Návrháři by měli zvážit důležitost barev viděného úkolu a jeho okolí, aby byly věrně reprodukovány.
Dodatečné vybavení potřebné spolu s lampami je velká otázka. Jak jsme viděli, všechny plynné discrétní zdroje světla vyžadují balast, zatímco žárovky to nevyžadují. Typy použitých balastů mohou ovlivnit výstup lampy, životnost, spolehlivost zapínání, efektivitu systému a pohodlí uživatelů.
Návrháři by měli zvážit, zda jsou v daném prostředí přítomny jiné faktory, zda je problém teplota, zda musí být prostor volný od stroboskopických efektů, zda elektromagnetické rušení ruší aktivity v prostoru, zda jsou přítomny páry, které mohou způsobit korozi nebo výbušnou atmosféru atd.
Zvážení luminální efektivity
Porovnání prvních tří faktorů pro čtyři běžné typy lamp je znázorněno v níže uvedené tabulce. Projedme si nejprve efektivitu lamp. Pro žárovky se efektivita pohybuje od 12 lm/W pro 40 W standardní lampu až po 22 lm/W pro 500 W standardní lampu. Pro žárovky s neproměněným designem se efektivita lampy zvyšuje s výkonem lampy. To se děje hlavně proto, že tlustější filamenty v lampách s vyšším výkonem mohou být provozovány při vyšších teplotách pro stejnou životnost. PAR (Parabolické aluminizované reflektory) a R (Reflektory) mají obecně nižší efektivitu než standardní lampy stejného výkonu. To je proto, že PAR a R lampy jsou navrženy tak, aby měly delší životnost.
Lučivkové lampy poskytují mnohem vyšší efektivitu než žárovky, i přes ztráty v balastu. Jako příklad, 40 W standardní chladně bílá lučivková žárovka emituje počátečně 3150 lumenů a její balast spotřebuje 12 W. Tedy efektivita je 3150/40 = 79 lumenů/watt počátečně a s zahrnutím ztrát v balastu celkový výkon je 52 W a tedy 3150/52 = 61 lumenů/watt celkově. Tato celková hodnota efektivity se používá v tržním hodnocení. V návrhu osvětlení se lučivkové lampy používají v párech s jedním balastem, aby se zlepšila celková efektivita. Například, každá z dvou lučivkových lamp spotřebuje 40 W a jejich společný balast spotřebuje 12 W, což dává počáteční efektivitu 68 lumenů/W celkově. V případě předehřívacích lučivkových lamp je efektivita velmi nízká. V této moderní době jsou balasty lučivkových lamp tak navrženy, že se považují za energeticky úsporné lampy s nejvyšší luminální efektivitou.
Halidové lampy mají vyšší efektivitu než rtuťové lampy. Je to kvůli přidání halidových solí do halidových lamp. Jako příklad 400W halidová žárovka emituje počátečně 34000 lumenů a její balast spotřebuje 460 W. Dává to počáteční celkovou efektivitu 745 lumenů/W. Nižší výkonové velikosti dávají nižší efektivity.
Opět v případě vysokotlaké sodíkové lampy, poskytují vysokou efektivitu. Avšak nízkotlaká sodíková žárovka s vyšší efektivitou není vhodná pro vnitřní osvětlení. Je to kvůli špatným barevným reprodukčním vlastnostem. Jako příklad, 400 W sodíková žárovka emituje 50000 počátečních lumenů a její balast spotřebuje 75 W. Celkově tedy spotřebuje 475 W. Počáteční luminální efektivita je 105 lumenů/W. Skládáním, 100 W sodíková žárovka emituje 9500 lumenů, spotřebuje 135 W a má počáteční efektivitu 70 lumenů/W.
Zvážení životnosti lamp
Druhý sloupec výše uvedené tabulky ukazuje životnost lamp v hodinách. Předpokládáme, že operace lamp probíhají při jejich nominálním napětí a normální teplotě. Životnost lamp závisí na typu lampy. Standardní žárovky mají životnost 750 nebo 1000 hodin. Opět PAR a R lampy jsou ohodnoceny 2000 hodin. Pro lučivkové lampy se jejich životnost závisí na 3 hodinách spalování, zatímco předehřívací lučivkové lampy mají životnost na spodní straně rozmezí, totiž 7500 nebo 9000 hodin. Okamžitě startující lampy jsou vytrvalé 12000 hodin. Opět životnost rychlostně startujících lamp trvá 18000 nebo 20000 hodin.
Životnost halidových lamp závisí na počtu hodin spalování za start. Jejich životnost je pro 10 hodin za start. Jako příklad, 400 W halidová žárovka má nejdelší životnost, tedy 20000 hodin. 1500 W žárovka má nejkratší životnost, tedy 3000 h. Opět všechny vysokotlaké sodíkové
