Типы, особенности, преимущества и недостатки источников света
На данный момент существует 5 типов источников света:
- Лампы накаливания
- Галогенные лампы
- Люминесцентные лампы
- Лампы высокого давления
- Светодиодные лампы
Рассмотрим каждый из них подробнее.
Лампы накаливания
Принцип действия данных источников света заключается в разогревании вольфрамовой спирали, помещенной в колбу. Практика показала, что большая часть энергии ламп накаливания расходуется не на освещение, а на нагрев. Как привило, срок службы их не превышает 1000 часов. Несмотря на то, что сегодня человечество постепенно отказывается от неэкономичных ЛН, в мире продается около 15 миллиардов таких источников освещения в год. Причиной тому является привычка и низкая стоимость изделия.
Галогенные лампы накаливания
Галогенные лампы – это современный тип ламп накаливания, который хорошо знаком дизайнерам интерьеров.
Новые технологические решения, такие, как добавление в колбу лампы галогенидов, использование специального кварцевого стекла, отражателей, позволили галогенным лампам занять отдельный класс источников света. Благодаря установленным отражателем стало возможным управлять шириной «луча». Тем не менее, очевидным является недостаток данного источника света: нагрев при работе, что сужает область применения. Кроме того, «галогенки» характеризуются относительно непродолжительным сроком службы: 2000-4000 часов.
Люминесцентные лампы
Данные лампы представляют собой разрядные лампы низкого давления, выполненные в виде цилиндрической трубки с электродами, в которую закачаны пары ртути. Принцип действия заключается в появлении электрического разряда и воздействия его на пары ртути, которые излучают УФ-лучи, тем самым воздействуя на люминофор, нанесенный на стенки трубки. В свою очередь, люминофор излучает видимый свет. Главное преимущество таких источников света – длительный срок службы: до 20000 часов.
Однако люминесцентные источники света зависят от температуры окружающей среды, что ограничивает область их использования.
Разрядные лампы высокого давления
Принцип действия заключается в свечении наполнителя, находящегося в разрядной трубке, под действием дуговых электрических разрядов. Характеристики данных источников света можно варьировать при изменении состава газа в камере нагнетания. Среди преимуществ разрядных ламп высокого давления можно выделить высокую световую отдача, относительную низкую стоимость и быстрые сроки окупаемости. Недостатком является невысокая стабильность параметров в течение срока эксплуатации, однако сегодня это преодолевается при помощи ламп с керамической горелкой.
Светодиодные лампы
Светодиодные источники света – это полупроводниковые приборы, состоящие их двух полупроводников, соединенных между собой. При прохождении тока, один из материалов получает излишек электронов, а другой – недостаток их. Электроны начинают переходить на вакантные места, генерируя тем самым свет и тепло.
Сегодня светодиоды являются лидерами в автомобильной, авиационной технике и светосигнальной аппаратуре. Кроме того, они характеризуются высоким потенциальным сроком службы и возможностью настройки. Тем не менее, светодиодные источники света имеют и свои недостатки: эффективность и срок службы зависят от температуры соединения.
Заявка на консультацию
Ваше имя *
Номер телефона *
Вход Регистрация
Электронный адрес
ПарольЗабыли пароль?
Электронный адрес
Пароль
Источники света
Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение.
В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.).
Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы — газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.
В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.
Основные характеристики источников света:
· номинальное напряжение питающей сети U, B;
· электрическая мощность W, Вт;
· световой поток Ф, лм;
· световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) лм/Вт;
· срок службы t, ч;
· Цветовая температура Tc, К.
Лампы накаливания
Лампа накаливания — источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом — цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.
Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки — для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».
Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.
Галогенные лампы накаливания
Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома).
Лампы бывают двух форм: трубчатые — c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные — с компактным телом накала.
Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют патронов другого типа.
Световая отдача галогенных ламп составляет 14-30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно «передаются» цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.
Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220В, можно использовать вместо обычных ламп накаливания. Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении картин, а также жилых помещений.
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности эти лампы стали самыми распространенными источниками света. В странах с мягким климатом люминесцентные лампы широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы.
Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.
Разрядные лампы высокого давления
Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.
Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, широкий диапазон цветовых температур от 3000 К до 20000К, средний срок службы около 15 000 часов.
МГЛ успешно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых экономичных источников света благодаря высокой светоотдаче (до 150 Лм/Вт), большому сроку службы и демократичной цене. Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.
Светодиоды
Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. Специально выращенные кристаллы дают минимальное потребление электроэнергии. Великолепные характеристики светодиодов (световая отдача до 120 Лм/Вт, цветопередача Ra=80-85, срок службы до 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике.
Светодиоды применяются в качестве индикаторов (индикатор включения на панели прибора, буквенно-цифровое табло).
В больших уличных экранах и в бегущих строках применяется массив (кластер) светодиодов. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и прожекторах. Так же они применяются в качестве подсветки жидкокристаллических экранов. Последние поколения этих источников света можно встретить в архитектурном и интерьерном освещении, а так же в бытовом и коммерческом.
Преимущества:
· Высокий КПД.
· Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).
· Длительный срок службы.
· Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и передачи данных это — достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет только лазер.
· Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.
· Безопасность — не требуются высокие напряжения.
· Нечувствительность к низким и очень низким температурам.
Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
· Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.
· Недостаток — высокая цена.
· Срок службы: среднее время полной выработки для светодиодов составляет 100000 часов, это в 100 раз больше ресурса лампочки накаливания.
Как выбрать лучший источник света или типы ламп
Следует отметить, что по статистике стоимость энергии для работы осветительного прибора составляет не менее 90% от общей стоимости системы. Прежде чем принять решение о типе используемой световой технологии, важно знать, сколько фут-кандел требуется в освещаемой области. Затем определите, какой источник света может обеспечить ваши фут-канделы, индекс цветопередачи, Кельвины и требования к техническому обслуживанию при использовании наименьшего количества ватт.
Светоизлучающие диоды (СИД)
- Чрезвычайно эффективные
- Высокий срок службы (50 000+ часов, иногда до 400 000+ часов)
- Хорошая цветопередача и возможность настройки определенных CRI
- Регулировка яркости: диммирование 0–10 В, ступенчатое диммирование, двухуровневое диммирование
- Настраиваемые углы луча, оптика, цветовая температура, нанометровый диапазон и многое другое
- Часто самый доступный источник света с течением времени
Светодиодные технологии стали настолько эффективными, гибкими и доступными, что теперь они подходят практически для каждого современного проекта освещения.
Каждое новое поколение светодиодов становится лучше (во всех отношениях), чем предыдущее. Современные светодиоды служат в 10+ раз дольше, чем компактные люминесцентные лампы, и намного дольше, чем обычные лампы накаливания. Светодиоды можно найти в светильниках (светильниках) и даже в модернизированных лампах (лампочках).
Светоизлучающий диод (СИД) — это полупроводниковый диод, который излучает свет (электролюминесценция) при прохождении через него тока в прямом направлении. Электроны движутся через полупроводник и «попадают» на другие энергетические уровни во время прохождения PN-перехода. Когда эти электроны переходят на более низкий энергетический уровень, они испускают фотон света. Этот фотон может находиться в инфракрасной области или почти в любом месте видимого спектра вплоть до ультрафиолета.
Из-за низкой потребляемой мощности светодиодов использование солнечных батарей иногда более практично и дешевле, чем электрическая линия или генератор. В отличие от ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп, которые излучают свет во всех направлениях, светодиоды считаются направленными, что означает, что они направляют свет в одном направлении.
Конечно, этим «однонаправлением» чрезвычайно легко манипулировать, а добавление большего количества светодиодов к плате или лампе делает возможным всенаправленный свет. Светодиоды не тратят свой ненужный свет (энергию) на области, которые вам не нужно освещать; в отличие от HID или ламповых технологий, они почти не направляют свет обратно в корпус прибора. Весь свет идет именно туда, куда вам нужно.
Так как светодиоды не имеют нитей накаливания, они не повреждаются при обстоятельствах, когда обычная лампа накаливания разбивается. Поскольку они прочные (светодиоды относятся к категории полупроводникового освещения), светодиодные лампы хорошо выдерживают сотрясения и удары. Эти лампочки не вызывают перегрева; Светодиоды производят 3,4 или меньше БТЕ/час по сравнению с 85 у ламп накаливания. Они также невероятно настраиваемые — у Access Fixtures есть светодиодные светильники с широким диапазоном температур Кельвина, индекса цветопередачи, схем распределения, стилей корпуса и т. д.
Очень мало светодиодов, которые они не могут сделать. Наконец, при производстве светодиодов не используется ртуть, что повышает их ценность во всех местах, особенно в сфере общественного питания или в местах с интенсивным движением.
Магазин светодиодных светильников
Лампы накаливания
- Недорогие
- Подходит для холодного климата
- Низкая эффективность
- Короткий срок службы от 750 до 1000 часов
- Часто заменяется CFL
Лампы накаливания обычно используются для освещения жилых помещений. Поток электрического тока нагревает проволоку или нить накала до накала (точка, в которой излучается свет). Короткий срок службы и низкая эффективность (измеряемая в люменах на ватт, или LPW) этого источника ограничивает его использование в бытовом и декоративном коммерческом освещении. Эффективность зависит от мощности и типа нити накала, но обычно она составляет от 15 до 25 люмен на ватт для ламп общего назначения. Лампа накаливания дает свет приятного теплого тона.
Это более удобно, поскольку может работать непосредственно от сети и не требует балласта. Лампы накаливания можно регулировать с помощью относительно простого оборудования, и они доступны с различными размерами и формами ламп, чтобы добавить декоративный штрих в помещение.
Для экономии энергии большинство светильников, в которых используются лампы накаливания, оснащаются ввинчиваемыми компактными люминесцентными лампами или заменяются светодиодными светильниками.
Линейные люминесцентные лампы, подключаемые люминесцентные лампы и компактные люминесцентные лампы (CFL)
- Потребляет на 65–75 % меньше энергии, чем лампы накаливания
- Относительно недорогой
- Срок службы от 10 000 до 20 000 часов
- Улучшенный индекс цветопередачи
Клиенты со складами, легкими производственными предприятиями и аналогичными предприятиями заменяют металлогалогенные и ртутные светильники с пусковым зондом старого образца на линейные люминесцентные и светодиодные светильники для высоких пролетов.
Люминесцентные лампы излучают свет путем активации люминофоров на внутренней поверхности колбы с помощью ультрафиолетовой энергии, генерируемой ртутной дугой. Из-за характеристик газовой дуги для запуска и работы люминесцентной лампы необходим балласт. Преимущества этого типа света включают улучшенную эффективность и более длительный срок службы по сравнению с лампами накаливания. Эффективность люминесцентных ламп колеблется от 50 до 100 люмен на ватт. Низкая поверхностная яркость и тепловыделение делают их идеальными для офисов и школ, где важен температурный и визуальный комфорт.
К недостаткам люминесцентных ламп относятся: их большой размер по отношению к количеству производимого света, сложность управления их светом и недостаточная эффективность на открытом воздухе (световой поток резко падает при более низких температурах окружающей среды).
Металлогалогенные лампы с импульсным запуском (PSMH)
- Высокий световой поток
- Надежная работа в широком диапазоне температур
- Хорошая цветопередача (CRI)
- Долгий срок службы 20 000 часов
- Более быстрый запуск по сравнению со старыми приспособлениями для запуска датчика
- Отлично подходит для грязной среды
Металлогалогенные лампы аналогичны по конструкции более старым ртутным лампам, но с другими металлическими элементами в дуговой трубке. Управление светом металлогалогенной лампы более точное, поскольку свет исходит из небольшой дуговой трубки. Основными преимуществами металлогалогенных светильников с импульсным запуском являются то, что они могут достигать до 110 люмен на ватт, имеют хорошую цветопередачу и служат долго.
Металлогалогенные лампы по-прежнему являются жизнеспособным вариантом для проектов наружного освещения, даже на рынке, где доминируют светодиоды. В большинстве случаев металлогалогенные лампы по-прежнему являются более доступным вариантом, хотя и менее эффективным, чем светодиоды. Спортивное освещение — наиболее популярное применение металлогалогенных светильников; это особенно касается жилых теннисных и баскетбольных площадок, которые используются всего несколько часов в неделю. Металлогалогенид обеспечивает сильную цветопередачу и достойный номинальный срок службы.
Галогениды металлов уже много лет используются в коммерческих целях и являются более эффективными, чем когда-либо.
Хотя аргументы в пользу светодиодов с каждым днем становятся все более убедительными, некоторые коммерческие предприятия могут по-прежнему отдавать предпочтение металлогалогенным светильникам. Если вам нужна помощь, чтобы взвесить все за и против металлогалогенных и светодиодных ламп, обратитесь к специалисту по освещению Access Fixtures по телефону 800-468-9.925. Будем рады обсудить ваш конкретный проект и помочь найти правильное решение.
Некоторые металлогалогенные лампы могут терпеть непассивный отказ, что означает, что в некоторых случаях они могут взорваться и расплавить стекло на землю. Все металлогалогенные лампы следует использовать в закрытых светильниках или с розетками открытого типа. Розетки с открытым номиналом розового цвета, и к ним можно подключать только защищенные металлогалогенные лампы, которые не подвержены непассивному отказу. Закрытые светильники или розетки открытого типа обеспечат безопасную рабочую среду. Обратите внимание, что страховые компании и/или местные правила могут требовать использования корпусов или розеток открытого типа.
(Примечание: все металлогалогенные светильники Access Fixtures стандартно поставляются с розетками открытого типа.)
Индукция
- Средний срок службы 100 000 часов
- Практически не требует обслуживания
- Отличная цветопередача (CRI)
- Отличная производительность в любом климате
Индукционное освещение аналогично люминесцентной технологии. Индукционные лампы не используют электроды и питаются токами высокой частоты от 250 кГц до 2,65 МГц через внешний генератор. Они доступны с ограниченной мощностью и известны своим исключительно долгим сроком службы. Эффективность лампы обычно колеблется от 64 до 88 люмен на ватт (для сравнения, у светодиодов световой поток составляет 105+ люмен на ватт).0003
Индукционное освещение практически не требует технического обслуживания благодаря расчетному сроку службы 100 000 часов. Если индукционный светильник используется 24 часа в сутки, каждый день в году, он обеспечит около 11 лет надежного освещения.
Это делает индукцию чрезвычайно полезной в приложениях, где замена ламп очень дорога, например, в труднодоступных местах, таких как высоко установленные настенные блоки, в зонах с ограниченным доступом, таких как аэропорты и туннели, освещение парковок, где для обслуживания требуется лифт, и в другом месте. Индукционное освещение также используется там, где безопасность имеет первостепенное значение и свет должен оставаться включенным, например, в гаражах, пешеходных дорожках, вокруг банкоматов и в тюрьмах.
Экстремальные температуры оказывают минимальное влияние на индукционное освещение, что делает его отличным выбором для большинства климатических условий. Свет, генерируемый индукционной лампой, четкий и белый, с индексом цветопередачи 80+, высокой надежностью и мгновенным включением/выключением. Индукционные светильники обычно могут обеспечивать столько же, если не больше света, чем светильники, потребляя более чем в два раза больше энергии при лучшем качестве света. Преимущества индукции могут превратиться в значительную экономию долларов при рассмотрении экономии энергии, обслуживания, труда и стоимости замены ламп существующих осветительных приборов.
Во многих случаях окупаемость за счет экономии на обслуживании более чем компенсирует первоначальную стоимость системы.
Министерство энергетики США: Информация об индукционном освещении
Натрий высокого давления (HPS)
- Высокий световой поток
- Достойный срок службы 24 000 часов
- Низкая цветопередача (CRI)
- Надежно работает в широком диапазоне климатических условий
- Низкий уровень Кельвина излучает желто-оранжевое свечение
В 1970-х годах растущие затраты на электроэнергию заставили нас обратить особое внимание на эффективность наших осветительных приборов. Введите лампы HPS, которые были разработаны в 1960-е годы. С эффективностью от 80 до 140 люменов на ватт эти лампы дают примерно в семь раз больше света на ватт, чем лампы накаливания, и примерно в два раза больше, чем некоторые ртутные или люминесцентные лампы. Лампа HPS также имеет хороший номинальный срок службы более 24 000 часов. Это очень надежный эффективный источник света, который в течение многих лет был стандартом де-факто для уличного освещения и в других местах.
До появления светодиодов основным возражением против ДНаТ был его желтоватый цвет и низкая цветопередача. На самом деле желтоватый цвет — это и возражение, и особенность. HPS идеально подходит для наружного применения, например, для уличного освещения, настенных блоков и столбов, поскольку он долговечен и эффективен. Более теплый свет также оказывает меньшее влияние на окружающую среду, чем белый свет. Теперь безопасные для дикой природы светодиоды стали еще более эффективными, но ранее HPS были лучшим доступным решением. Многие города, некоторые штаты и даже страны нуждались в свете ДНаТ, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду.
Поговорите со специалистом по осветительным приборам Access о правильном выборе светильника
Не знаете, какой тип лампы подойдет для вашего проекта? Мы будем рады ответить на ваши вопросы. Мы хотим, чтобы вы ушли с правильным приспособлением для ваших нужд, вашего бюджета и ваших целей. Мы увлечены освещением и любим то, что делаем — мы дадим вам ответ.
Чтобы поговорить со специалистом по освещению Access Fixtures, позвоните по телефону (800) 468-9925 .
Связаться со специалистом по освещению
Попросите нас позвонить вам
Как выбрать источники света? | Дизайнеры | ААП | Свет и здоровье
Как выбрать источники света?
Источники света или лампы, используемые в жилых помещениях, делятся на три категории: лампы накаливания [обычные и галогенные, включая лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR)], люминесцентные (линейные и компактные) и газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID).
Лампы излучают свет, который измеряется в люменах. Световой поток лампы зависит от типа лампы и ее мощности. Для одного и того же типа лампы, чем ниже мощность, тем меньше световой поток, излучаемый лампой. Однако системы люминесцентного освещения и системы газоразрядного освещения обеспечивают больше света на ватт, чем лампы накаливания. В зависимости от области применения люминесцентные лампы обычно более экономичны, чем лампы накаливания.
Металлогалогенные лампы (один из типов газоразрядных ламп) дают много света при относительно низкой мощности, но для достижения полной яркости им требуется несколько минут.
| а. Обычная лампа накаливания | б. ПАР | в. Компактный флуоресцентный | |
| д. Линейный флуоресцентный | эл. Металлогалогенид | ||
Современные технологии позволили решить многие проблемы, связанные с флуоресцентными системами освещения. Доступны люминесцентные лампы с отличным цветом, большим количеством света, без жужжания или мерцания, и их можно регулировать. 
