Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Пособие

Подождите немного. Документ загружается.

263

Таблица 8.2 – Сравнительная характеристика источников света

Критерий

Лампы накаливания Люминесцентные

лампы

Показатель Балл Показатель Балл

1 Яркость

2 Спектр

3 Металлоемкость

4 Светоотдача

5 Конструкция

6 Срок службы

7 Экономичность

8 Стробоскопический эффект

9 Утилизация

10 Стоимость

Губительная

Плохой

Мала

6-19лм/Вт м

Простая

700-1000

КПД 2- 4 %

Нет

Простая

Низкая

Малоопасная

Хороший

Большая

80-90 лм/Вт м

Сложная

До 20000 ч

В 3 – 3,5 эконо-

мичнее, чем ЛН

Создают

Демиркуризация

(сложная)

Высокая

Общий счет 5 5

Примечание. Если учитывать первые 7 пунктов, то ЛН проигрывают

ЛЛ со счетом 5: 2.

• малогабаритные (шар-конус с диаметром колбы 25 - 40 мм и длиной 30-75 мм);

• миниатюрные (шарообразная или цилиндрическая форма с бусинковой ножкой;

диаметр 5-20 мм и длина 10-30 мм);

• сверхминиатюрные (безножечная конструкция с диаметром колбы менее 5 мм и

длиной 10-30 мм);

• цилиндрические ( диаметр 15- 30 мм, длина менее 80 мм. Тело накала развернуто

вдоль оси лампы);

• лампы-фары (диаметр 100-200 мм. Специальная форма, сваренная из штампован-

ных стеклянных деталей, выполняющих роль отражателя или рассеивателя);

• лампы-светильники (диаметр 100-250 мм. Специальные выдувные формы, часть

колбы выполняет функцию отражателя, купол - рассеивателя);

• галогенные (ГЛН, диаметр 5- 15 мм, длина 15-500 мм, кварцевые

трубчатые колбы).

По световым характеристикам отличают лампы:

• по единичной мощности – от 0,2 Вт - 20 кВт;

• по напряжению – от единиц до 380 В;

264

• по силе света – от долей канделы до 20000 кд;

• по световому потоку – от 0,2 до 20000 лм.

По характеру среды, окружающей тело накала, отличают лампы:

• вакуумные; • газополные; • с криптоновым наполнением.

По типу исполнения отличают лампы:

• вибростойкие и вибропрочные; • ударопрочные;

• влагостойкие и стойкие к химически агрессивным средам;

• климатического исполнения.

По назначению отличают лампы:

• общего назначения; • декоративные (Д);

• для швейных машин; • для холодильников;

• медицинские синие (МДС); • физиотерапевтические;

• елочные для гирлянд; • более 50 др. типов.

Приведенная классификация носит условный характер, так как конст-

рукторы предлагают новые решения и другие наработки.

Маркировка ламп содержит следующие элементы:

• первый элемент марки – от одной до четырех букв – характеризует

лампу по важнейшим физическим и конструктивным особенностям:

В – вакуумные; Г – газонаполненные (аргон);

К – с криптоновым наполнением; Б – биспиральные.

Например, БКМТ220-100-2 – это лампа накаливания биспиральная (Б), криптоно-

вая (К), в матированной колбе (МТ), напряжение 220 В, мощность 100 Вт, вторая дора-

ботка; А12 = 21+ 6 – это лампа накаливания, автомобильная, напряжение 12 В, двухспи-

ральная, сила света 21 и 6 кд.

Кроме этих типов ламп, промышленность выпускает зеркальные с

диффузным отражающим слоем и др. Лампы последнего поколения с йод-

ным циклом - галоидные лампы, у которых улучшены спектр и экономиче-

ские показатели, наиболее перспективны в замене типам ламп накаливания,

служившим человеку более ста лет.

Галогенные лампы

Необходимо отметить галогенные лампы накаливания, которые по

сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени свето-

вой поток и повышенный полезный срок службы, а также значительно

меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность

благодаря применению кварцевой колбы. Принцип действия таких ламп за-

265

ключается в образовании на стенке колбы летучих соединений – галогенидов

вольфрама, которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и воз-

вращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама. Галогенные

лампы применяют для светильников общего освещения и прожекторов; ин-

фракрасного облучения; кинофотосъемочного и телевизионного освещения;

автомобильных фар; аэродромного освещения; оптических приборов, специ-

альных применений.

По конструктивному исполнению их делят на две группы: с длинным спиральным

телом накала (трубчатые лампы); с компактным телом накала (мощные и малогабарит-

ные). Их маркировка обозначает: первая буква – материал колбы (К – кварцевая ); вторая

буква – вид галогенной добавки (И – йод, Г – галоген); третья буква – область применения

(О - облучательная) или конструктивная особенность (М – малогабаритная); первая груп-

па цифр – напряжение, В; вторая группа цифр – мощность, Вт; сила света, кд; ток, А; по-

следняя цифра – порядковый номер разработки) (Например, КГ220-1000 - 5).

Аварийные и другие нештатные ситуации, “виновником” которых мо-

гут служить лампы накаливания, возникают в тех случаях, когда в освети-

тельных установках используют лампы не по назначению.

Например, лампы для железнодорожных локомотивов и вагонов долж-

ны выдерживать вибрационную нагрузку с частотой 25 Гц и ускорением 25

м/с

в течение 6 ч, а также ударную нагрузку из 1000 ударов с максимальным

ускорением 30 м/с

и длительностью удара 40-80 с в течение времени, соот-

ветствующего 500 ударам (из них 250 ударов с подачей напряжения на лам-

пу). Большинство ламп эксплуатируется в нормальных климатических усло-

виях. Однако к лампам для тропического климата, для самолетов, судов, глу-

боководного погружения, животноводческих помещений и др. предъявляют-

ся особые климатические требования.

Более ста лет назад лампы накаливания совершили переворот в обес-

печении безопасности жизнедеятельности, как и более 500 лет истории поис-

ков – керосиновые лампы. В настоящее время лампы накаливания все еще

остаются востребованными в обеспечении безопасности жизнедеятельности

и труда, хотя и существенно отстают от газоразрядных в создании светоцве-

тового климата по сравнению с главным источником света – солнцем. В соз-

дании светоцветового комфорта их значительно превосходят газоразряд-

ные лампы.

266

Газоразрядные лампы

Газоразрядной лампой (ГЛ) называют лампу, в которой оптическое

излучение возникает в результате электрического разряда в газах, парах

или их смесях.

Такие лампы имеют большое преимущество по сравнению с лампа-

ми накаливания в том, что у них самая высокая светоотдача (80 – 90 и

более 100 лм/Вт), самые разнообразные спектры излучения и широкий

диапазон мощностей. Поэтому ГЛ постепенно вытесняют ЛН.

Первые образцы таких ламп РЛВД (ртутные лампы высокого давле-

ния) и НЛВД (натриевые ламы высокого давления) имели большую све-

тоотдачу, но сильно искажали восприятие цвета, особенно цвет лица и

человеческой кожи. Этот дефект удалось устранить только в 1938 г. В

начале 1950-х годов изготовили первые образцы РЛВД с исправленной

цветностью типа ДРЛ, которые нашли широкое применение для наруж-

ного освещения. Существенный недостаток – сложная конструкция. Для

их зажигания требуется более высокое напряжение, чем для устойчивого

горения. Однако ДРЛ излучают неблагоприятный спектр, что в безопас-

ности жизнедеятельности имеет большое значение. Поэтому они предна-

значены для установок, смонтированных на большой высоте (более 10 м).

Классификация ГЛ. Такие лампы объединены в 6 групп (табл. 8.3).

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) – разрядные источники света низкого

давления, в которых УФ излучение ртутного разряда преобразуется люмино-

фором в длинноволновое излучение.

Первые образцы таких ламп в СССР были выпущены под руково-

дством акад. С. И. Вавилова (1936 г.). Отличительная особенность ЛЛ:

большая светоотдача, большой срок горения, благоприятный спектр, бла-

гоприятный спектр, низкие яркость и температура поверхности, малая

себестоимость, они в 3-3,5 раза экономичнее, чем ЛН (таблица 8.2). В на-

стоящее время для производственных, бытовых и информационных нужд

выпускается более 80 их видов для разного назначения.

По рабочему давлению промышленность выпускает два типа таких

ламп: низкого и высокого давления. Лампы низкого давления используют в

267

Таблица 8.3 – Классификация газоразрядных ламп

Признак, группа Характеристика

Состав газов и паров, в

которых происходит разряд

В газах

В парах металлов

В парах металлов и их соединений

Рабочее давление

Низкого давления: 0.1 – 10

Па (ГЛНД)

высокого давления: 3

– 10

Па (ГЛВД)

сверхвысокого давления: более

Па (ЛСВД).

Вид разряда

Дуговой

Тлеющий

Импульсный

Область свечения

Со столбом свечения

Тлеющее свечение

Источник излучения

Газо – или паросветовые, в которых излучение вызва-

но возбуждением атомов, молекул или рекомбинацией

ионов

Фотолюминесцентные (люминесцентные), в которых

излучение создают люминофоры, возбуждаемые излуче-

нием разряда

Электродосветные, в которых излучение создается

электродами, раскаленными в разряде до высокой темпе-

ратуры

Форме колбы

Трубчатые в цилиндрических колбах

Шаровые

Капиллярные – в трубках с внутренним диамет-

ром менее 4 мм

Способ охлаждения

Естественное

Принудительное (воздушное или водяное).

помещениях с малой высотой. К ним относят:

• ЛДЦ – лампы дневного света с голубоватым оттенком. Они характе-

ризуются спектром, приближающимся к солнечному и обладают хорошей

цветопередачей. Среди таких ламп первого поколения они превосходили по

этому показателю все их типы. Это самые дорогие лампы, они предназначе-

ны для тех условий, где требуется качественная цветопередача (сортировка,

браковка изделий, работа с различением цветовых оттенков и т.п.). Воспри-

268

нимаются глазомом голубоватым свечением;

• ЛД – лампы дневного света по качественным показателям уступают

лампам ЛДЦ, хотя и при одинаковой мощности дают световой поток более,

чем ЛДЦ;

• ЛБ – лампы белого света, дающие спектр рассеянного полуденного

солнца с облаками. Свет от них по сравнению с ЛДЦ кажется желтым. Это

самые распространенные лампы из-за того, что дают световой поток сущест-

венно более, чем у других ламп с низким давлением. Например, при мощно-

сти 80 Вт световой поток у ЛДЦ -3500, у ЛД – 4070, ЛХБ – 4440, а у ЛБ –

5220 лм. По сравнению с ЛДЦ они несколько снижают цветопередачу;

• ЛХБ – лампы холодно - белого света;

• ЛХБЦ – лампы холодно - белого света с улучшенной цветопередачей;

та с дневного света.

• ЛТБ – лампы тепло-белого света и ЛТБЦ с улучшенной цветопереда-

чей предназначены для общественных помещений (столовые, гардероб -

ные и т.п.);

• ЛЕЦ – лампы естественно-белого света со спектром, близким к сол-

нечному спектру (применение – аналогично ЛДЦ);

• ЛДЦУФ, ЛХЕЦ и др. типы.

Маркировка ЛЛ основана на буквенном обозначении конструктивных признаков.

Первая буква – Л – люминесцентная, следующие буквы обозначают либо цвет излучения,

либо особенности спектра излучения:

Б – белого; Д – дневного;

Е – естественно-белого; ТБ – тепло-белого;

ХБ – холодно-белого; УФ – ультрафиолетового;

Ф – фотосинтетическая; К,С,З,Г – красного, синего, зеленого, голубого;

Ц – повышенное качество цветопередачи.

Далее следуют буквы, обозначающие особенности конструкции лампы: К – коль-

цевая; Р – рефлекторные, У – U-образная; Б – быстрого пуска; А – амальгамная.

Цифры, стоящие после букв, обозначают мощность лампы в ваттах

Люминесцентные лампы обеспечивают наиболее благоприятную цве-

топередачу по сравнению с другими лампами, так как у них энергия излуче-

ния равномерно распределена по всему диапазону видимости спектра. Од-

нако недостаток излучения в красной области спектра, наличие голубых, зе-

леных линий ртутного разряда, а также избыточное излучение в желтой об-

269

ласти спектра приводит к тому, что дампы ЛБ, ЛТБ, ЛХБ обеспечивают

лишь удовлетворительную, но не высококачественную цветопередачу. За-

рубежные фирмы выпускают лампы с улучшенной цветопередачей (“Де-

люкс”, “Суперделюкс”, “Экстраделюкс”), имеющие спектр излучения, более

близкий к солнечному. Отечественные лампы, которые по цветопередаче

могут конкурировать с зарубежными образцами по цветопередаче, имеют в

маркировке дополнительную букву Ц (ЛДЦ, ЛЕЦ, ЛТБЦ, ЛХБЦ).

Люминесцентные лампы имеют существенные преимущества в созда-

нии светового комфорта: высокую светоотдачу, спектр, близкий к естест-

венному дневному, при экономичности в 3-3,5 раза меньшей чем у ламп на-

каливания, малую безопасную яркость. Эти преимущества сглаживают их

громоздкость, большую вместе со светильниками металлоемкость, пульса-

цию светового потока, шум дросселей и опасный стробоскопический эффект

(зрительное ощущение раздвоения движущихся частей оборудования). Они

включаются в сеть только с пускорегулирующим аппаратом (ПРА), а их

применение возможно только в ограниченном диапазоне температуры возду-

ха ( для большинства ЛЛ – от + 5

С до +50

С. Следует отметить, что они

выпускаются весьма малой мощности (4, 6, 8, 13, 15, 20, 22, 30, 32, 40, 65,

80 Вт), что требует значительного их количества для создания требуемой

освещенности в помещении. Эту проблему устраняют лампы высокого дав-

ления.

Ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления

1 Ртутные ГЛВД ЛСВД – самые распространенные источники света

среди газоразрядных ламп высокого и сверхвысокого давления. Это обос-

новано тем, что при помощи ртутного разряда удалось создать самые эф-

фективные лампы различной мощности (50-125 и 1000-2000 Вт), достаточ-

но компактные по конструкции, со сроком службы в десятки тысяч часов

(12000-15000 ч) и большой яркости. Ртутные лампы выполнены в виде

трубки или грушеобразной колбы, внутрь которых введено строго дозиро-

ванное количество ртути и спектрально-чистый аргон при давлении 1,5 – 3

кПа. Лампы включаются через ПРА. Лампы предназначены для наружного

освещения и помещений с высоким потолком (более 5-10 м), в которых не

требуется хорошая цветопередача (гаражи, механические мастерские, анга-

270

ры и т.п.). Трубчатые ДРЛВД применяют в светокопировальных аппаратах

и др. установках. Для улучшения цветопередачи и спектра разработаны

лампы ДРИ.

2 Ртутно-вольфрамовые лампы (ДРВЭ и ДРВЭД) предназначены

для эритемного облучения людей и животных с одновременным освещени-

ем, т.е. их используют в тех случаях, когда в помещениях испытывается

“солнечное голодание”. Облучение может быть длительным или кратковре-

менным. В этом разряде выпускают и бактерицидные лампы (ДР, инфра-

красные (ИКЗК). Маркировка ламп: Д – дуговая, Р – ртутная, В – вольфра-

мовая, Э – эритемная, Д – диффузная.

3 Ртутные лампы сверхвысокого давления (ДРШ) – толстостенные

(2-3 мм) колбы веретенообразной или бочкообразной формы предназначе-

ны для фотолитографии, проекционной техники, светолучевых приборов.

4 Металлогалогенные лампы (МГЛ). Эти лампы, появившиеся в

1960-х годах, открыли новую страницу в истории источников света. Их от-

личие от ДРЛ в том, что внутрь колбы МГЛ кроме ртути и аргона дополни-

тельно введены различные химические элементы в виде их галоидных со-

единений (т.е соединений с I, Br, Cl ). Эти лампы предназначены для осве-

щения спортивных сооружений, цветного телевидения, демонстрационных

залов, выставок и др. помещений с высокими требованиями к качеству ос-

вещения. Они создают исключительно хорошее качество цветопередачи и

большую световую отдачу. Единичная мощность ламп: 400, 575, 1000, 1200,

2000, 2500, 3500 и 4000 Вт.

5 Натриевые лампы (ДНаТ) - самые эффективные источники света,

обладающие самой высокой световой отдачей на единицу площади. Созда-

ют почти однородное видимое излучение с КПД 50-60 % и световой отдаче

– 70-80 лм/Вт. Лампы изготавливают как с низким, так и высоким давлени-

ем. Область применения в освещении: • автострад, туннелей, перекрестков;

• складов и товарных станций; • спортивных сооружений; • строительных и

контейнерных площадок; • железнодорожных станций, аэродромов; • вы-

сокопролетных цехов; • архитектурных и декоративных ансамблей.

При свете этих ламп обеспечивается превосходная видимость и раз-

решающая способность глаз при низких уровнях освещенности и хорошее

прохождение излучения в тумане. Температура окружающей среды практи-

271

чески не влияет на характеристики НЛВД, они могут работать при темпера-

турах воздуха от – 60 до + 40

С. Срок службы 10000-15000 ч. Эти качества

ламп обеспечивают их значение в создании безопасных условий труда и

жизнедеятельности. Несмотря на то, что они дороже ДРЛ, ДРИ, МГЛ в 7-10

раз, их применение дает заметную экономию при эксплуатационных расхо-

дах и, самое главное, они обеспечивают безопасность жизнедеятельности

таким образом, что ни один из названных выше источников света не имеет

таких качеств в освещении открытых территорий.

6 Ксеноновые лампы ДКсТ - еще более эффективные источники

света. Их основные достоинства:

• близкий к солнечному спектр излучения ( Т

цв

= 6000-6300 К);

• заливают ярким светом большие территории;

• большие единичные мощности (2; 3; 5; 6; 8; 15; 20 и 50 тыс. Вт);

• способность работать при низких температурах (до – 50

С)

Лампы монтируют на высоких мачтах из-за большого потока ультра-

фиолетовых лучей, что служит ограничением в их применении. Из-за боль-

шой единичной мощности количество ламп требуется, например, на складах

леса –1- 4, а ДРЛ – 20 - 50. Существенные недостатки: большие потоки УФ

лучей, сложная схема подключения, большой разрядный ток, в отдельных

случаях водяное охлаждение. Область применения – освещение больших от-

крытых пространств, архитектурных сооружений, теплиц; кинопроекционные

установки и т.д.

Таким образом, при выборе источников света исходят из следующих

условий:

• создаваемый спектр излучения;

• обеспечение качественного освещения по цветопередаче;

• обеспечение нормируемой освещенности в рабочей зоне;

• обеспечение благоприятных условий труда по световому климату;

• надежность источника света;

• безопасность эксплуатации.

Исходя из изложенного, следует, что лампы накаливания являются

самыми распространенными источниками света с малоопасной эксплуа-

272

тацией. Однако спектр их излучения далек от солнечного спектра, а их

требуется значительно больше для создания необходимой освещенности

на какой-либо площади помещения, чем ЛЛ, ДРИ, ДНаТ и ДКсТ. При вы-

боре люминесцентных ламп основными критериями служат создаваемый

спектр и цветопередача. Лучшими образцами в этом являются лампы

ЛДЦ и ЛЕЦ. Их рекомендуют использовать во всех цехах предприятий, где

осуществляется браковка, сортировка и т. п. Во всех других производствен-

ных помещениях применяют лампы ЛБ, ЛХ, ЛХБЦ. Известен факт, что

перевод осветительных установок с ламп накаливания на люминесцентные

лампы вызвал одновременное повышение освещенности в 2-2,5 раза, привел

к снижению травматизма на 5-10 % и росту производительности труда на

2-5 %. Лампы ДРЛ и ДРИ необходимо использовать на сортировочных

площадках, например, лесопильных цехов, при освещении территории, ав-

томобильных дорог. Для складов круглого леса, пиломатериалов и рейда

рекомендуются МГЛ и лампы ДКсТ.

8.5 Выбор видов и систем освещения

Естественное освещение обеспечивает самые благоприятные условия

труда. Поэтому в тех случаях, когда рабочая смена осуществляется в светлое

время суток, то выбирают:

• естественное боковое одностороннее освещение (в зданиях с шири-

ной до 12 м);

• естественное боковое двухстороннее освещение (в зданиях с шири-

ной более 12 м);

• естественное комбинированное освещение (в зданиях с большими

площадями, в которые свет поступает со всех сторон и сверху через фона-

ри).

В темное время суток и в переходные временные интервалы (утром и

вечером) используют искусственное освещение, создаваемое локальными и

общими системами освещения.

При этом исходят из следующих принципов:

• только локальное (местное) освещение в производственных условиях

не применяют из-за влияния на органы зрения, приводящее к усталости, на-