Faktori za razmatranje u dizajnu unutarnjeg osvjetljenja

Opća unutarnja svjetla u prošlosti i sadašnjosti

Znamo o električnom svjetlu u ranim danima kada su školske učionice, uredi i druge opće radne površine osvjetljavane prizmatičnim ili prozirnim globusima. Ovi su bili suspendirani sa stropa i sadržali svjetiljke na žaru na način da takve jedinice davale lumene direktno i indirektno na radnu ravninu. To se događalo putem refleksija od površina prostorije. Ponovno, staklene globuse su se široko koristile kako bi imali visoku luminancu. Stoga je ova shema osvjetljenja proizvodila značajni bljesak u očima radnika.

• U 1930-ima pojavio se potpuno indirektni svjetlosni sustav s incandescentnim svjetiljkama koje su bile sa pan oblikovanim ili koncentričnim prstenastim svjetiljkama. Čak su i bile s polu-srebrnim osnovcima smještenim okrenutim prema gore u otvoru u središtu jedinice. U ovom sustavu pretvoreni su lumeni svjetiljke prema stropu. Stoga je strop postao izvor svjetlosti.
  Stvarno je da su ove indirektne jedinice proizvodile visokokvalitetno, bezblješčano svjetlo. Ali ovaj sustav osvjetljenja bio je po prirodi vrlo neefikasan. U ovom indirektnom sustavu osvjetljenja nijedan lumen nije putovao direktno do radne ravnine. Ponovno, mnogo svjetiljki je bilo potrebno u određenom prostoru kako bi se pružila dovoljna osvjetljenost radne ravnine. Stoga je proizvedena velika toplina (infracrvena) koja često dovodila do termalno neugodnog stanja prostora.

• Krajem 1930-ih manifestacija fluorescentnih svjetiljki pokrenula promjenu u unutarnjem osvjetljenju. Ove svjetiljke imale su znatno nižu luminancu nego svjetiljke na žaru. Stoga više nije bilo nužno slati sve lumene svjetiljke prema gore prema stropu za preusmjeravanje prema dolje. Ponovno, s odgovarajućim rasporedom s lampericama i lecima, veći dio lumena mogao je biti poslan direktno prema dolje. Naravno, fluorescentna svjetiljka imala je oko pet puta veću efikasnost od svjetiljke na žaru. Stoga, 70 stopa-kandela fluorescentnog osvjetljenja moglo je biti pruženo efikasnije od 30 stopa-kandela osvjetljenja na žaru.

• Pojavljivanje metal-halidnih i visokotlačnih natrijevih svjetiljki uzrokovalo je nekoliko dodatnih promjena u unutarnjem osvjetljenju u 1960-ima. Olakšali su energetski krizis na početku 1970-ih. Ove svjetiljke su bile koncentrirane i visoke luminance kao svjetiljke na žaru. Imale su efikasnost sedam ili više puta veću. Stoga je potpuno indirektno osvjetljenje u unutarnjim prostorima ponovno postalo ekonomski isplativo dizajnirati s ovim svjetilkama. Kao rezultat, neka smanjenja potrošnje energije bila je moguća. U ovom indirektnom osvjetljenju s ovim svjetilkama razini osvjetljenosti su snižene. Ovaj sustav osvjetljenja, unatoč tome što je pružao razumno uniformnu osvjetljenost cijele radne površine, dodatna osvjetljenost je bila potrebna na lokacijama zadataka.

• Dakle, primjećujemo da se osvjetljenje na žaru ne preporučuje za opće osvjetljenje unutarnjih prostora gdje fluorescentno osvjetljenje nastavlja dominirati nad schemom osvjetljenja na žaru. Ponovno, u unutarnjem osvjetljenju, posebno 4 stopa-kandela, 40 W brza start svjetiljka je najčešće korištena fluorescentna svjetiljka. Metal-halidne svjetiljke svake godine više pojavljuju u indirektnom osvjetljenju, i u svjetiljkama suspendiranim sa stropa i u jedinicama ugrađenim u uredske namještaje. Najpopularnija svjetiljka za ove upotrebe je 400 W fosfor prekrivena metal-halidna svjetiljka. Visokotlačne natrijeve svjetiljke u pažljivo dizajniranim svjetiljkama dobivaju neku prihvaćenost u unutarnjem osvjetljenju, ali se općenito preporučuju samo za sobe s visokim stropom i gdje nije važno dobro reprodukcija boja, poput gimnazija.

Svjetiljke za unutarnje osvjetljenje

Dizajner unutarnjeg osvjetljenja općenito odabire svjetiljke među sljedećim tipovima svjetiljki:

• Svjetiljka na žaru

• Fluorescentna svjetiljka

• Metal-halidna svjetiljka

• Visokotlačna natrijeva svjetiljka

Svaki od gornjih tipova ima svoj skup jačih i slabijih strana. Faktori koje dizajner treba uzeti u obzir pri odabiru svjetiljke su:

1. Razmatranje luminozne efikasnosti. Luminozna efikasnost je omjer lumen izlaza iz svjetiljke i električne snage (u vatima) ulaza u svjetiljku. Potrebna osvjetljenost mora biti pružena svjetiljkom u kombinaciji s osvjetljenjem ekonomsko.

2. Razmatranje vijeka trajanja svjetiljke mora biti izvršeno od strane dizajnera. Trebali bi razmotriti kakve bi mogle biti teškoće pri zamjeni izgorjelih svjetiljki i jesu li grupna zamjena svjetiljki bolji izbor ekonomski ili ne.

3. Održavanje lumen svjetiljke je važan faktor. Može se postaviti pitanje je li važno imati određeni minimalni nivo osvjetljenosti u svakom trenutku.

4. Ponovno, još jedno važno razmatranje je boja, faktor izgleda. Iako sve navedene svjetiljke proizvode "bijelu" svjetlost, njihove CCT i CRI se razlikuju. Dizajneri bi trebali razmotriti važnost boja vidljivog zadatka i njegovog okruženja da bi vjerno reproducirane.

5. Pomoćna oprema potrebna uz svjetiljke postavlja veliko pitanje. Kao što smo vidjeli, svi plinsko-rasvjetni izvori zahtijevaju balast, dok incandescentne svjetiljke to ne čine. Vrste balasta koji se koriste mogu utjecati na izlaz svjetiljke, vijek trajanja, pouzdanost zapaljivanja, efikasnost sustava i udobnost stanovnika.

6. Dizajneri bi trebali razmotriti jesu li prisutni neki drugi manje važni, tj. jesu li prisutni neki drugi faktori u određenom okruženju, jesu li temperature problem ili ne i jesu li područja slobodna od stroboskopskih efekata ili ne, elektromagnetna interferencija smeta aktivnostima koje se odvijaju u prostoru, prisutni su plinovi koji bi mogli uzrokovati koroziju ili eksplozivnu atmosferu itd.

Razmatranje luminozne efikasnosti

Usporedba prvih tri faktora za četiri uobičajena tipa svjetiljki prikazana je u gornjoj tablici. Prvo, razmotrimo efikasnost svjetiljke. Za svjetiljke na žaru efikasnost se kreće od 12 lm/W za standardnu 40 W svjetiljku do 22 lm/W za standardnu 500 W svjetiljku. Za svjetiljke na žaru s nepromijenjenim dizajnom, efikasnost svjetiljke raste s snagom svjetiljke. To se dešava uglavnom jer su deblji filamenti svjetiljki s većom snagom mogli raditi na višim temperaturama uz isti vijek trajanja. PAR (Parabolic Aluminized Reflector) i R (Reflector) svjetiljke općenito imaju nižu efikasnost od standardnih svjetiljki iste snage. To je zbog toga što su PAR i R svjetiljke dizajnirane da imaju duži vijek trajanja.
Fluorescentne svjetiljke pružaju mnogo više efikasnosti od svjetiljki na žaru, unatoč gubitcima balasta. Na primjer, standardna 40 W hladna bijela fluorescentna svjetiljka emitira 3150 lumeni inicijalno, a njen balast potroši 12 W. Stoga su efikasnosti 3150/40 = 79 lumena /vat inicijalno, a ukupna snaga uključujući gubitke balasta iznosi 52 W, stoga 3150/52 = 61 lumen / vat ukupno. Ova ukupna ocjena efikasnosti koristi se za kasniju figuru na tržištu. U shemi dizajna osvjetljenja fluorescentne svjetiljke koriste se parovima s jednim balastom kako bi se poboljšala ukupna efikasnost. Na primjer, svaka od dvije fluorescentne svjetiljke potroši 40 W, a njihov zajednički balast potroši 12 W, dajući inicijalnu efikasnost od 68 lumen/V ukupno. U slučaju predzagrijanih fluorescentnih svjetiljki, efikasnosti svjetiljki su vrlo niske. U ovoj modernoj dobi, balasti fluorescentnih svjetiljki tako su dizajnirani da se smatraju energijski učinkovitim svjetilkama s najvećom luminoznom efikasnošću.
Metal-halidne svjetiljke imaju veću efikasnost od merkurijevih svjetiljki. To je zbog dodavanja halidnih soli u metal-halidne svjetiljke. Na primjer, 400W metal-halidna svjetiljka emitira 34000 lumeni inicijalno, a njen balast potroši 460 W. To daje inicijalnu ukupnu efikasnost od 745 lumen/W. Dakle, manje snage daju manje efikasnosti.
Ponovno, u slučaju visokotlačne natrijeve svjetiljke, one pružaju visoku efikasnost. No, niskotlačna natrijeva svjetiljka s većom efikasnošću nije prikladna za unutarnje osvjetljenje. To je zbog loših bojnih reprodukcija. Na primjer, 400 W natrijeva svjetiljka emitira 50000 inicijalnih lumeni, a njen balast potroši 75 W. Stoga ceo uređaj potroši 475 W. Njegova inicijalna luminozna efikasnost iznosi 105 lumen/W. Kompozicijski, 100 W natrijeva svjetiljka emitira 9500 lumeni, potroši 135 W, i ima inicijalnu efikasnost od 70 lumen/W.

Razmatranje vijeka trajanja svjetiljki

Drugi stupac gornje tablice pokazuje vijek trajanja svjetiljki u satima. Uvijek pretpostavljamo da svjetiljke rade na njihovoj nominiranoj naponskoj razini i normalnoj temperaturi. Vijek trajanja svjetiljki ovisi o tipu svjetiljke. Standardne incandescentne svjetiljke imaju vijek trajanja od 750 ili 1000 sati. Ponovno, PAR i R svjetiljke su ocijenjene na 2000 sati. Za fluorescentne svjetiljke, njihovi vijeci trajanja temelje se na 3 sati paljenja, dok predzagrijane fluorescentne svjetiljke imaju vijek trajanja na donjem kraju raspona, odnosno 7500 ili 9000 sati. Svjetiljke za instantno paljenje su trajne 12000 sati. Ponovno, vijek trajanja svjetiljki za brzo paljenje traje 18000 ili 20000 sati.
Vijek trajanja metal-halidnih svjetiljki ovisi o broju sati paljenja po startu. Njihovi vijeci trajanja su za 10 sati po startu. Na primjer, 400 W metal-halidna svjetiljka ima najduži vijek trajanja, odnosno 20000 sati. 1500 W svjetiljka ima najkraći