Фактори, які треба враховувати при проектуванні внутрішнього освітлення
Загальне внутрішнє освітлення в минулому та сьогодення
Ми знаємо електричне освітлення на початку, коли класні кімнати, офіси та інші загальні робочі простори були освітлені призматичними або прозорими глобусами. Вони підвішувались до стелі та містили лампи накалу таким чином, що ці блоки надавали люмені як безпосередньо, так і опосередковано до робочої площини. Це відбувалося через відображення від поверхонь приміщення. Знову ж таки, скляні глобуси широко використовувалися для отримання високої яскравості. Таким чином, ця система освітлення викликала значну блискавичну світльність у очах працівників.
У 1930-х роках з'явилася повністю опосередкована система освітлення лампами накалу, яка мала форми панів або концентричних кілець. Навіть з напівсеребреним основанием лампи, яке було встановлене вертикально в отворі в центрі блоку. У цій системі світловий потік лампи перенаправлявся на стелю. Таким чином, фактично стеля стала джерелом світла.
Це було правдою, що ці опосередковані блоки створювали високоякісне освітлення без блискавичної світливості. Але ця система освітлення була від природи дуже неефективною. У цій опосередкованій системі освітлення жоден люмен не подорожував безпосередньо до робочої площини. Знову ж таки, багато ламп було необхідно в даному просторі, щоб забезпечити достатню освітленість робочої площини. Таким чином, вироблявся великий обсяг тепла (інфрачервона радіація), який часто робив простір термічно некомфортним.У кінці 1930-х років появилися люмінесцентні лампи, що спричинили зміни в внутрішньому освітленні. Ці лампи мали набагато нижчу яскравість, ніж лампи накалу. Таким чином, більше не було необхідності направляти весь світловий потік лампи на стелю для його перенаправлення вниз. Знову ж таки, за допомогою відповідного розташування заслонок та лінз, більшість люменів могла бути направлена безпосередньо вниз. Звичайно, ефективність люмінесцентної лампи була приблизно у п'ять разів вище, ніж ефективність лампи накалу. Внаслідок цього, 70 фут-кандела люмінесцентного освітлення можна було забезпечити більш ефективно, ніж 30 фут-кандела освітлення лампами накалу.
Поява металево-галогенних та високотисневих sodієвих ламп спричинила кілька додаткових змін у внутрішньому освітленні у 1960-х роках. Вони задовольнили енергетичний криза на початку 1970-х років. Ці лампи були концентровані та високояскраві, як лампи накалу. Вони мали ефективність у сім і більше разів вищу. Таким чином, повністю опосередковане освітлення внутрішніх просторів знову стало економічно придатним для проектування з цими лампами. В результаті, став можливим деякий зменшення споживання енергії. У цьому опосередкованому освітленні з цими лампами рівні освітленості були знижені. Хоча ця система освітлення забезпечувала відносно рівномірну освітленість по всьому робочому простору, додаткова освітленість була необхідна на місцях виконання завдань.
Таким чином, освітлення лампами накалу не рекомендується для загального освітлення внутрішніх просторів, де люмінесцентне освітлення продовжує домінувати над системою освітлення лампами накалу. Знову ж таки, у внутрішньому освітленні, особливо 4 фут-кандела, 40 Вт швидкозапалювана лампа є найпоширенішою люмінесцентною лампою. Металево-галогенні лампи з'являються все більше кожного року у опосередкованому освітленні, як підвішувані до стелі, так і вбудовані в офісну мебель. Найпопулярніша лампа для цих цілей - це 400 Вт фосфорний покритий металево-галогений лампу. Високотисневі sodієві лампи в тщательно розроблених освітлювачах набувають деякої популярності у внутрішньому освітленні, але зазвичай рекомендуються лише для приміщень з високою стелею, де важливість відтворення кольору не має значення, таких як спортзалі.
Лампи для внутрішнього освітлення
Дизайнер внутрішнього освітлення зазвичай вибирає лампи серед таких типів:
Високотисневі sodієві лампи
Кожен з вищезазначених типів має свої особливі переваги та недоліки. Фактори, які дизайнер повинен врахувати при виборі лампи, такі:
Розглянемо світлову ефективність. Світлова ефективність - це співвідношення виводу люменів з лампи до електричної потужності (у ватах) на вході до лампи. Необхідну освітленість лампа повинна забезпечувати в суспільстві з освітленням економічно.
Дизайнери повинні врахувати тривалість служби лампи. Вони повинні зрозуміти, які можуть бути труднощі з заміною випалених ламп, і чи є групова заміна ламп економічно більш вигідною.
Збереження люменів лампи - це важливий фактор. Може виникнути питання, чи важливо мати певний мінімальний рівень освітленості на протязі всього часу.
Знову ж таки, інший важливий фактор - це колір, фактор зовнішнього вигляду. Хоча всі зазначені лампи виробляють "білу" світлину, їхні CCT та CRI відрізняються. Дизайнери повинні врахувати важливість кольорів бачення завдання та його оточення для точного відтворення.
Допоміжне обладнання, необхідне разом з лампами, становить велике питання. Як ми бачили, всі газорозрядні джерела світла потребують баласт, тоді як лампи накалу - ні. Типи баласт, які використовуються, можуть впливати на вивід лампи, тривалість служби, надійність запуску, ефективність системи та комфорт користувача.
Дизайнери повинні подумати про те, чи є інші різні фактори у конкретному середовищі, чи температура є проблемою, чи простір повинен бути вільним від стробоскопічних ефектів, чи електромагнітні завади заважають діяльності, що відбувається у приміщенні, чи наявні пари, які можуть викликати корозію або вибухонебезпечну атмосферу тощо.
Розгляд світлової ефективності
Порівняння перших трьох факторів для чотирьох загальних типів ламп показано в таблиці вище. Розглянемо ефективність ламп. Для ламп накалу ефективність від 12 лм/Вт для стандартної 40 Вт лампи до 22 лм/Вт для стандартної 500 Вт лампи. Для ламп накалу з незмінним дизайном ефективність лампи зростає зі збільшенням потужності лампи. Це відбувається переважно тому, що товщі волокна вищої потужності ламп можуть працювати при вищих температурах для однакового строку служби. Лампи PAR (Параболічні Алюмінізований Рефлектор) та R (Рефлектор) мають, як правило, нижчу ефективність, ніж стандартні лампи тієї ж потужності. Це тому, що лампи PAR та R призначені для довшого строку служби.
Люмінесцентні лампи забезпечують набагато вищу ефективність, ніж лампи накалу, незважаючи на втрати баласту. Наприклад, стандартна 40 Вт холодна біла люмінесцентна лампа випускає 3150 люменів на початку, а її баласт споживає 12 Вт. Таким чином, ефективність становить 3150/40 = 79 люменів / ватт на початку, а включаючи втрати баласту загальна потужність становить 52 Вт, і, отже, 3150/52 = 61 люменів / ватт загалом. Цей загальний рейтинг ефективності використовується для останнього показника на ринку. У схемі освітлення люмінесцентні лампи використовуються парами з одним баластом, щоб покращити загальну ефективність. Наприклад, кожна з двох люмінесцентних ламп споживає 40 Вт, а їхній спільний баласт споживає 12 Вт, що дає початкову ефективність 68 люменів / ватт загалом. У випадку попередньо нагрітих люмінесцентних ламп ефективність ламп дуже низька. У цей сучасний час, баласт люмінесцентних ламп так спроектовані, що вони вважаються енергоефективними лампами з найвищою світловою ефективністю.
Металево-галогенні лампи мають вищу ефективність, ніж ртутні лампи. Це завдяки додаванню галогенних солей до металево-галогенних ламп. Наприклад, 400 Вт металево-галогенна лампа випускає 34000 люменів на початку, а її баласт споживає 460 Вт. Це дає початкову загальну ефективність 745 люменів / ватт. Так що нижчі розміри потужності дають нижчу ефективність.
Знову ж таки, у випадку високотисневої sodієвої лампи, вони забезпечують високу ефективність. Але низькотиснева sodієва лампа, яка має вищу ефективність, не підходить для внутрішнього освітлення. Це через погані властивості відтворення кольору. Наприклад, 400 Вт sodієва лампа випускає 50000 початкових люменів, а її баласт споживає 75 Вт. Отже, вся установка споживає 475 Вт. Пochаткова світлова ефективність становить 105 люменів / ватт. За складом 100 Вт sodієва лампа випускає 9500 люменів, споживає 135 Вт, і має початкову ефективність 70 люменів / ватт.
