Faktorer, der skal tages i betragtning ved design af indre belysning

Generel indendørs belysning i fortid og nutid

Vi kender elektrisk belysning fra de tidlige dage, hvor skolerum, kontorer og andre arbejdsområder blev oplyst af prismatiske eller lysdempende globes. Disse hængtes ned fra loftet og indeholdt glødelys på en måde, så enhederne gav lys både direkte og indirekte til arbejdsplanen. Dette skete gennem refleksioner fra rumfladerne. Igen blev glasglobes bredt anvendt for at have høj lysstyrke. Denne belysningsordning producerede betydelig blænding i arbejdernes øjne.

• I 1930'erne dukkede totalt indirekte glødelysbelysning op, der var med pandeformede eller koncentriske ringlysarmaturer. Selv endda med en halvt silveret lampbase monteret opad i et hulrum i midten af enheden. I dette system blev lampens lumen omdirigeret til loftet. Dermed blev loftet essentielt den lyse kilde.
  Det var sandt, at disse indirekte enheder producerede høj kvalitet, fri for blænding. Men denne belysningsordning var inherent meget ineffektiv. I denne indirekte belysningsordning rejste ingen lumen sig direkte til arbejdsplanen. Igen krævede det mange lamper i et givet rum for at give tilstrækkelig belyst arbejdsplan. Dermed blev meget varme (infrarød) produceret, hvilket ofte fik rummet til at være termisk ubehageligt.

• I slutningen af 1930'erne kom udviklingen af fluorescent lamper og initierede en ændring i indendørsbelysning. Disse lamper havde meget lavere lysstyrke end de glødelys. Derfor var det ikke længere nødvendigt at sende alle lampens lumen opad til loftet for omstilling nedad. Igen kunne med passende arrangement med lameller og linser, kunne de fleste lumen sendes direkte nedad. Selvfølgelig havde fluorescentlamper ca. fem gange effektiviteten af glødelys. Konsekvent kunne 70 fotcandela af fluorescentbelysning gives mere effektivt end 30 fotcandela af glødelys.

• Kommerciel udgivelse af metalhalid- og højtrykssodiumlamper forårsagede flere ændringer i indendørsbelysning i 1960'erne. De mildnede energikrisen i begyndelsen af 1970'erne. Disse lamper er koncentrered og har høj lysstyrke som glødelys. De havde effektivitet syv eller flere gange så stor. Derfor blev totalt indirekte belysning i indre rum igen økonomisk levedygtig at designe med disse lamper. Som resultat blev reduktion af energiforbrug noget muligt. I denne indirekte belysning med disse lamper blev belyst niveauer nedsat. Dette belysningsystem, trods at det leverede en rimelig uniform belyst over hele arbejdsplanområdet, var ekstra belyst nødvendig ved opgavelokationer.

• Så vi bemærker, at glødelysbelysning anbefales ikke til generel belysning af indre rum, hvor fluorescentbelysning fortsætter at dominere glødelysbelysningsskemaet. Igen, i indendørsbelysning, især 4 fotcandela, 40 W hurtigstartlampe er den mest almindelige brugte fluorescentlampe. Metalhalidlamper vises mere hvert år i indirekte belysning, både lysarmaturer hængende fra loftet og i enheder bygget ind i kontormøbler. Den mest populære lampe til disse formål er 400 W fosforbelagt metalhalidlampe. Højtrykssodiumlamper i omhyggeligt designede lysarmaturer vinder nogle accept i indendørsbelysning, men anbefales generelt kun til lokale med højt loft og hvor god fargegengivelse ikke er vigtig, som sportscentre.

Lamper til indendørsbelysning

Den indendørs belysningsdesigner vælger generelt lamper blandt følgende lamptyper:

• Glødelys

• Fluorescentlamper

• Metalhalidlamper

• Højtrykssodium

Hver af ovenstående typer har sin egen særlige styrke og svaghed. Faktorerne, som designeren skal tage højde for ved valg af en lampe, er:

1. Overvejelse af lys effektivitet. Lys effektivitet er forholdet mellem lumenoutput fra lampen til den elektriske effekt (i watt) input til lampen. Den påkrævede belyst skal gives af lampen i forbindelse med belysningen økonomisk.

2. Overvejelse af lampelevetiden skal gøres af designerne. De skal tænke på, hvad vanskeligheder der kan opstå ved at udskifte brændte lamper og om gruppeudskiftning af lamper er bedst økonomisk.

3. Lumen vedligeholdelsen af lampen er en vigtig faktor. Spørgsmål kan opstå, om det er vigtigt at have en vis minimumsbelyst hele tiden.

4. Igen en anden vigtig overvejelse er farve, faktoren for udseende. Selvom alle de opførte lamper producerer "hvid" lys, varierer deres CCT og CRI. Designerne skal overveje vigtigheden af farverne på synsløsningen og dens omgivelser til at blive trofast reproduceret.

5. Auxiliary udstyr, der er nødvendigt sammen med lamperne, er et stort spørgsmål. Som vi har set, kræver alle gasafsoningslysballaster, mens glødelys ikke gør. Typerne af ballaster, der anvendes, kan påvirke lampeoutput, liv, startbarhed, systemeffektivitet og beboerkomfort.

6. Designerne skal tænke på, hvad der ellers kan være til stede i det specifikke miljø, om temperatur er et problem, og om området skal være fri for stroboskopiske effekter, elektromagnetisk støj, forurenende gasser, der kan producere korrosion eller eksplosiv atmosfære osv.

Lys effektivitet Overvejelse

Sammenligningen af de første tre faktorer for de fire almindelige lamptyper vises i tabellen ovenfor. Lad os diskutere lampeeffektiviteten først. For glødelys ligger effektiviteten mellem 12 lm/W for den 40 W standardlampe til 22 lm/W for den 500 W standardlampe. For glødelys med designet uændret, stiger lampeeffektiviteten med lampens effekt. Dette skyldes primært, at de tykkere tråde i de højere effektlamper kan drives ved højere temperaturer for samme levetid. PAR (Parabolisk Aluminiseret Reflektor) og R (Reflektor) lamper har generelt lavere effektivitet end standardlamper af samme effekt. Dette skyldes, at PAR og R lamper er designet til at have længere levetid.
Fluorescentlamper giver meget højere effektiviteter end glødelys, trods ballasttab. Som eksempel udsender den 40 W standard kølige hvide fluorescentlampe 3150 lumen initialt, og dens ballast forbruger 12 W. Dermed er effektiviteten 3150/40 = 79 lumen /watt initialt, og inklusive ballasttab er total effekt 52 W, og dermed 3150/52 = 61 lumen / watt i alt. Denne samlede effektivitetsvurdering bruges for sidste figur på markedet. I belysningsdesignschemaet bruges fluorescentlamper til at fungere i par med en enkelt ballast for at forbedre den samlede effektivitet. For eksempel forbruger hver af de to fluorescentlamper 40 W, og deres fælles ballast forbruger 12 W, hvilket giver en initial effektivitet på 68 lumen/W i alt. I tilfælde af forvarmelsesfluorescentlamper er lampeeffektiviteterne meget lave. I denne moderne æra er fluorescentlampeballaster designet, så de anses for at være energibesparende lamper med den højeste lys effektivitet.
Metalhalidlamper har højere effektiviteter end kviksølvlamper. Dette skyldes tilføjelsen af halidsalt til metalhalidlamper. Som eksempel udsender 400W metalhalidlampe 34000 lumen initialt, og dens ballast forbruger 460 W. Det giver en initial samlet effektivitet på 745 lumen/W. Så de lavere effekts størrelser giver lavere effektiviteter.
Igen i tilfælde af højtrykssodiumlamper, giver de høj effektivitet. Men lavtrykssodiumlamper med højere effektivitet er ikke egnet til indendørsbelysning. Dette skyldes dårlige farvegengivelsesejendomme. Som eksempel udsender den 400 W sodiumlampe 50000 initial lumen, og dens ballast forbruger 75 W. Så hele opsætning forbruger 475 W. Dens initial lys effektivitet er 105 lumen/W. Af sammensætning, udsender 100 W sodiumlampe 9500 lumen, forbruger 135 W, og har en initial effektivitet på 70 lumen/W.

Levetid af Lamper Overvejelse

Anden kolonne i tabellen ovenfor viser lampernes levetid i timer. Vi antager altid, at lampernes drift er ved deres beregnede spænding og normal temperatur. Lampers levetid afhænger af lamptypen. Levetidsratingen for standard glødelys er 750 eller 1000 timer. Igen er PAR og R lamper rated til 2000 timer. For fluorescentlamper, ligger deres levetidsinterval baseret på 3 brændingstimer starter, mens forvarmelsesfluorescentlamper har levetidsratings ved den lavere ende af intervallet, nemlig 7500 eller 9000 timer. Instant start lampe er holdbar for 12000 timer. Igen varer rapid start lampe 18000 eller 20000 timer.
Metalhalidlampers levetid afhænger af antallet af brændingstimers per start. Deres levetidsratings er for 10 timer per start. Som eksempel har 400 W metalhalidlampe den længste levetid, nemlig 20000 timer. 1500 W lampe har den korteste levetid, nemlig 3000 timer. Igen har alle højtrykssodiumlamper en levetid på 24000 timer, når de anvendes med specielt designet ballaster. Højtrykssodiumlamper anvendes i stedet for kviksøvlamper pga. lavere effekt og højere levetid. Kviksøvlamper har en levetid på 12000 timer.

Procentvis Lumen Nedgang Overvejelse

Procentvis lumen nedgang af lamperne vises i tabellen.
I tilfælde af standard glødelys, falder lumenoutputtet med 10 til 22% under lampelevetiden.
I tilfælde af fluorescentlamper, kaldes 100 timers lumen værdi for initial lumen, og lumen nedgang beregnes fra dette punkt og fremover og er baseret på 3 timer per start.
Mean lumen faktoren er procentdelen af de initial lumen, der forventes ved 40% af den beregnede levetid. Lamp lumen nedgangsfaktoren er procentdelen af de initial lumen, der forventes ved 70% af den beregnede levetid.
Som eksempel giver 40 W standard kølige hvide fluorescentlampe 3150 initial lumen ved 100 timer og 2650 lm ved 70% af den beregnede levetid (14000 timer). Dermed er dens lumen nedgangsfaktor 0.84 eller 16% nedgang i lumenoutput.
Højintensitetsudslukningslamper har deres initial lumen ratings ved 100 timer. Lumen nedgang for disse lamper angives i termer af mean lumen, som er lumenoutputtet, der forventes ved ca. 70% af den beregnede levetid. Metalhalidlamper viser større lumen nedgang end højtrykssodiumlamper.