Никогда еще маленький городок Менло-Парк не знал такого ажиотажа. В канун нового, 1880 года туда, казалось, съехалось население всего штата Нью-Джерси, а может быть, и нескольких соседних штатов. Пенсильванская железная дорога не справлялась с потоком желающих, и пришлось пустить дополнительные поезда. Люди приезжали с единственной целью — посмотреть на то, как сто электрических солнц, ламп накаливания, освещают станцию, улицы и лабораторию Эдисона.
Так началась эра массового электрического освещения
Разумеется, и до изобретения электрического освещения люди осознавали необходимость искусственного света и пытались «разгонять тьму». «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? — ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц — ночью», — говорил Козьма Прутков. Яркость солнечного света настолько велика, что очень мало искусственных источников света могут с ним соперничать. А вот ночью приходится довольствоваться жалким отражением солнечного света от лунной поверхности (и то не всегда). Вот и приходится человечеству изобретать заменители.
Дар Прометея
Первым искусственным источником света был огонь, который, как известно, был подарен человечеству Прометеем. В качестве стационарного источника света служил костер, в качестве переносных — факелы, конструкция которых со временем менялась: от простой головешки, вынутой из костра, до рукоятки, обмотанной паклей и пропитанной нефтью, жиром или маслом. Несмотря на то, что факел — очень древнее изобретение (считается, что ему около миллиона лет!), он применяется и поныне: его далекие потомки, работающие на газе, зажигают олимпийский огонь, а фальшфейеры и ракеты применяют для ночной маркировки и сигнализации военные, охотники и туристы.
Помимо факела в каменном веке человечество изобрело лампу — кувшин, наполненный жиром или маслом, с погруженным в него фитилем (веревочным или тканевым). В третьем тысячелетии до нашей эры появились первые свечи — бруски из перетопленного твердого животного жира (сала) с фитилем внутри. В средние века в качестве материала для свечей применяли китовый жир и пчелиный воск, в настоящее время для этих целей используется парафин.
Факелы, свечи и лампы дают очень слабый свет. Спектр открытого огня сильно отличается от солнечного, под который природа «заточила» человеческий глаз. Существенная часть излучения приходится на тепловой (ИК) диапазон. Видимый свет излучают в основном частицы углерода, нагреваемые пламенем до высокой температуры (как раз эти несгоревшие частицы и образуют копоть). Спектр огня в видимом диапазоне захватывает лишь часть желтой и красной области. Работать при таком свете практически невозможно, и многие средневековые ремесленные гильдии дальновидно запрещали работу по ночам при искусственном свете, так как качество изделий при этом резко падало.
Поддайте газу!
В XIX веке широкое распространение получило газовое освещение. В 1807 году первые газовые фонари зажигаются на одной из центральных улиц Лондона — Пэлл-Мэлл. А уже к 1823 году улицы Лондона, общей протяженностью 215 миль, освещали сорок тысяч газовых фонарей (которые было принято называть рожками). Зажигались они каждый вечер вручную специальными людьми — фонарщиками. Кстати, эта должность была в некоторых странах выборной и весьма почетной.
Однако газовое освещение было не слишком эффективным. Главная проблема заключалась в том, что газовое пламя, горящее при недостаточном притоке кислорода, дает яркий свет, но при этом сильно коптит, а чистое некоптящее пламя (при избытке кислорода) практически невидимо. Но в 1885 году Уэлсбах предложил использовать калильную сетку, представляющую собой мешочек из ткани, пропитанный раствором неорганических веществ (различных солей). При прокаливании ткань сгорала, оставляя тонкий «скелет», ярко светящийся при нагревании под действием пламени.
В конце XIX века появились керосиновые лампы, их можно встретить и до сих пор. Многие из них оснащены калильными сетками (теперь уже металлическими или асбестовыми).
Первые шаги электричества
Первым электрическим источником света был, как это ни странно, «фонарик на батарейках». Правда, свет излучала не лампа накаливания, а электрическая дуга между угольными электродами, а батареи занимали целый стол. В 1809 году сэр Хэмфри Дэви продемонстрировал дуговой свет в Королевской академии наук в Лондоне. Генераторов в то время не было (Фарадей открыл явление электромагнитной индукции лишь в 1832 году), и батареи были единственным источником электропитания.
В 1878 году наш соотечественник Павел Яблочков усовершенствовал конструкцию, поставив электроды вертикально и разделив их слоем изолятора. Такая конструкция получила название «свеча Яблочкова» и использовалась во всем мире: например, Парижский оперный театр освещался с помощью таких «свечей».
Электрическая дуга давала яркий и достаточно сбалансированный по спектру свет, что позволяло использовать его очень широко. К 1884 году крупные американские города освещали более 90 тыс. дуговых ламп.
Горячие нити
Большинство людей связывают изобретение ламп накаливания с именем Эдисона. Однако несмотря на все его заслуги в этой области изобретателем лампы был все же не он.
Первая лампа накаливания больше напоминала ювелирное изделие или произведение искусства как по трудоемкости, так и по стоимости. Задолго до Эдисона, в 1820 году, Уоррен Де ла Рю поместил платиновую проволочку в стеклянный сосуд, из которого был откачан воздух, и пропустил по ней ток. Лампа получилась удачной, но… платиновой! Она была настолько дорогой, что о широком ее использовании не могло быть и речи.
Множество изобретателей экспериментировали с различными материалами, но лишь в 1879 году Джозеф Свен и Томас Эдисон независимо друг от друга разработали лампу накаливания с угольной нитью. Для своего изобретения Эдисон устроил массовую грандиозную презентацию: в канун нового, 1880 года он использовал 100 своих ламп, чтобы осветить улицы, лабораторию и станцию городка Менло-Парк (Нью-Джерси). Поезда ломились от желающих посмотреть на это чудо, и Пенсильванской железной дороге даже пришлось пустить дополнительные составы. Лампы Эдисона работали около ста часов, потребляли 100 Вт и давали световой поток в 16 кандел (для сравнения — современная 100-ваттная лампа накаливания дает свет силой порядка 100−140 кандел).
Дальнейшее совершенствование ламп происходило по двум направлениям: угольная нить была заменена в 1907 году на вольфрамовую, а с 1913 года лампы стали газонаполненными (сначала их заполняли азотом, потом перешли на аргон и криптон). Оба усовершенствования были сделаны в лабораториях компании General Electric, основанной Томасом Эдисоном.
Хорошо знакомая читателям нашего журнала современная лампа накаливания дешева, широко используется в быту, однако нельзя сказать, что свет ее идеален: он смещен в сторону красной и ИК-областей спектра. Эффективность также оставляет желать лучшего: ее КПД составляет всего 1−4%. В этом смысле лампа накаливания — скорее отопительный, а не осветительный прибор.
Лампы с начинкой
У обычных ламп накаливания, кроме низкого КПД, есть еще один серьезный недостаток. Вольфрам при работе постепенно испаряется с раскаленной поверхности нити и оседает на стенках колбы. Колба приобретает «тонированный» вид, что ухудшает светоотдачу. А за счет испарения вольфрама с поверхности нити жизнь лампы сокращается.
А вот если в газ, наполняющий колбу, добавить пары, например, йода, картина меняется. Атомы испаренного вольфрама соединяются с атомами йода, образуя йодид вольфрама, который не оседает на стенках колбы, а разлагается на раскаленной поверхности нити накаливания, возвращая вольфрам в нить, а пары йода — обратно в колбу. Но есть одно условие: температура стенок колбы тоже должна быть достаточно высокой — около 2500С. Именно поэтому колбы галогенных ламп такие компактные и, естественно, горячие!
Галогенные лампы, за счет высокой температуры нити, дают более белый свет и имеют более длительное время жизни по сравнению с обычными лампами накаливания.
Холодный свет
Эти лампы — прямые потомки электрической дуги. Только разряд в них происходит между двумя электродами в емкости, заполненной различными газами. В зависимости от давления (низкого — Лучи прожекторов
Еще один вид газоразрядных ламп — HID (High Intensity Discharge — газоразрядные лампы высокой интенсивности, или дуговые газосветные лампы). Здесь люминофор не применяется, а газ при протекании электрического тока и возникновении дугового разряда излучает свет в видимой области спектра. В качестве заполняющего газа обычно применяются пары ртути, натрия или галиды металлов.
Ртутные дуговые лампы высокого давления применяются в прожекторах при освещении стадионов и других крупных объектов, они дают очень яркий бело-голубой свет (УФ отсеивается фильтрами). Мощность ртутных ламп может составлять десятки киловатт. Металл-галидные лампы — разновидность ртутных, они имеют скорректированную цветопередачу
и увеличенную эффективность.
Натриевые дуговые лампы низкого давления хорошо знакомы всем нам: именно они стоят в уличных фонарях, дающих теплое «янтарное» свечение. Они хороши тем, что имеют отличную эффективность, большое время жизни (более 25 тыс. часов) и очень дешевы.
Кстати говоря, хорошо знакомый автомобилистам «ксенон» (которым оснащаются современные автомобили представительского класса) — газоразрядные лампы сверхвысокого давления.
Огни реклам
Традиционно рекламные вывески, сделанные из гнутых газонаполненных труб, называют неоновыми. Это тоже газоразрядные лампы, но на другом типе разряда — тлеющем. Интенсивность свечения в них не очень велика. В зависимости от газа, закачанного внутрь, они могут светиться разными цветами (собственно неоновые — красно-оранжевые).
Светодиоды
Говоря об автономных источниках света, нельзя не упомянуть о светодиодах (подробнее о светодиодах читайте в этом же номере. — Ред. «ПМ»). Это полупроводниковые приборы, генерирующие (при прохождении через них электрического тока) оптическое излучение. Излучение светодиода воспринимается человеческим глазом как одноцветное. Цвет излучения определяется используемым полупроводниковым материалом и легирующими примесями.
В силу высокого КПД и низких рабочих токов и напряжений, светодиоды — отличный материал для изготовления автономных источников света. В компактных фонарях они не имеют себе равных и со временем, скорее всего, полностью вытеснят из этого сектора лампы накаливания.
Лазер
Лазер был разработан независимо американским физиком Таунсом и нашими соотечественниками Басовым и Прохоровым в 1960 году.
Лазер дает мощный узкий пучок монохроматического (одной длины волны) излучения. Для общего освещения лазер не используют, но для специальных применений (например, световые шоу) ему нет равных. В зависимости от типа используемого рабочего тела и принципов, излучение лазера может иметь различные цвета. В быту чаще всего используются полупроводниковые лазеры — близкие родственники светодиодов.
Световая экзотика
Искусственный свет может быть не только электрическим. Широко распространены хемилюминесцентные (так называемые химические) маркеры — пластиковые прозрачные пробирки. Для «включения» свечения в них нужно смешать два разделенных тонкой мембраной вещества. Такой маркер полностью автономен, дает неяркий мягкий свет, но «горит» непродолжительное время и, разумеется, не восстанавливается.
И, наконец, один из самых экзотических источников — биолюминесцентный. Если набрать светлячков в стеклянную банку, излучаемого ими света вполне хватит, чтобы посмотреть время на наручных часах. Хотя этот источник — как раз не искусственный, а на 100% природного происхождения.
Нас всегда и везде окружает свет, так как это неотъемлемая часть жизни. Огонь, солнце, луна или настольная лампа - это все относится к данной категории. Сейчас нашей задачей будет рассмотреть естественные и искусственные источники света.
Раньше у людей не было хитроумных будильников и сотовых телефонов, которые помогают нам встать тогда, когда это необходимо. Эту функцию выполняло Солнце. Оно встало - люди начинают работу, село - ложатся отдыхать. Но, со временем, мы научились добывать искусственные источники света, мы поговорим о них в статье более подробно. Начать необходимо с самого главного понятия.
Свет
В общем смысле - это волна (электромагнитная) которая воспринимается органами зрения человека. Но все же есть рамки, которые человек видит (от 380 до 780 нм). До этого идет Хоть мы его не видим, но наша кожа его воспринимает (загар), после этих рамок идет инфракрасное излучение, некоторые живые организмы его видят, а человеком он воспринимается как тепло.
Теперь разберем такой вопрос: почему свет бывает разного цвета? Все зависит от длины волны, например, фиолетовый цвет образуется пучком волн длины 380 нм, зеленый - 500 нм, а красный - 625. Вообще, основных цветов 7, которые мы можем наблюдать во время такого явления, как радуга. Но многие, особенно искусственные источники света, излучают волны белого цвета. Даже если взять лампочку, которая висит у вас в комнате, с вероятностью 90 процентов, она освещает именно белым светом. Так вот, он получается за счет смешения всех основных цветов:
- Красного.
- Оранжевого.
- Желтого.
- Зеленого.
- Голубого.
- Синий.
- Фиолетовый.
Их очень легко запомнить, многие используют такие строки: каждый охотник желает знать, где сидит фазан. А первые буквы каждого слова и обозначают цвет, кстати, в радуге они располагаются точно в таком порядке. После того как мы разобрались с самим понятием, предлагаем перейти к вопросу " и искусственные". Мы подробно разберем каждый вид.
Источники света
Не существует и в наше время ни одной отрасли хозяйства, которая в своем производстве не использовала бы искусственные источники света. Когда же человек впервые занялся производством Это было в далеком девятнадцатом веке, а причиной развития отрасли служило изобретение ламп дуговых и накаливания.
Источники света естественные и искусственные - это тела, которые способны излучать свет, а точнее, преобразовывать одну энергию в другую. Например, электрический ток в электромагнитную волну. Действующим по этому принципу искусственным источником света является электрическая лампочка, которая так распространена в повседневной жизни.
Мы говорили в прошлом разделе о том, что не весь свет воспринимается нашими органами зрения, но тем не менее источником света является и тот объект, который излучает волны, невидимые нашему глазу.
Классификация
Начнем с того, что все они делятся на два больших класса:
- Искусственные источники света (светильники, горелки, свечи и так далее).
- Естественные (свет Солнца, Луны, сияние звезд и прочее).
При этом каждый класс, в свою очередь, делится на группы и подгруппы. Начнем с первых, искусственные источники различают:
- Тепловые.
- Люминесцентные.
- Светодиодные.
Более подробную классификацию обязательно рассмотрим далее. Во второй класс входят следующие:
- Солнце.
- Межзвездный газ и сами звезды.
- Атмосферные разряды.
- Биолюминесценция.
Естественные источники света
Все объекты, излучающие свет природного происхождения являются натуральными источниками. При этом испускание света может являться как основным, так и вторичным свойством. Если сравнивать природные и искусственные источники света, примеры которых мы уже рассмотрели, то их основное отличие заключается в том, что вторые излучают видимый нашему глазу свет благодаря человеку, а точнее, производству.
В первую очередь, что приходит на ум каждому, природным источником является Солнце, являющееся источником света и тепла для всей нашей планеты. Также естественными источниками являются звезды и кометы, электрические разряды (например, молния во время грозы), свечение живых организмов, этот процесс также называют биолюминесценцией (примером являются светлячки, некоторые водные организмы, обитающие на дне и так далее). Природные источники света играют очень важную роль как для человека, так и для других живых организмов.
Виды искусственных источников света
Зачем же нам они нужны? Представьте, как изменится наша жизнь без всем привычных ламп, ночников и тому подобных приборов. В чем заключается назначение искусственного света? В создании благоприятной обстановки и условий видимости для человека, тем самым поддержание здоровья и хорошего самочувствия, уменьшение утомляемости органов зрения.
Искусственные источники света можно разделить на две, довольно обширные, группы:
- Общие.
- Комбинированные.
К примеру, о первой группе, все производственные участки всегда освещаются однотипными лампами, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и мощность ламп одинакова. Если говорить о второй группе, то тогда к вышеперечисленным добавляются еще несколько светильников, которые сильнее выделяют какую-либо рабочую поверхность, например, стол или станок. Эти дополнительные источники называются местным освещением. При этом, если использовать только местное освещение, то это будет сильно влиять на утомляемость, а следствием будет снижение работоспособности, кроме этого, возможны аварии и несчастные случаи на производстве.
Рабочее, дежурное и аварийное освещение
Если рассматривать классификацию искусственных источников с точки зрения функционального назначения, то можно выделить следующие группы:
- Рабочее;
- Дежурное;
- Аварийное.
Теперь немного подробнее о каждом виде. Рабочее освещение есть везде, где это необходимо для поддержания работоспособности людей или для освещения пути для идущего транспорта. Второй класс освещения начинает функционировать после рабочего времени. Последняя группа нужна для поддержания работы производства в случае отключения основного (рабочего) источника света, оно минимально, но способно временно заменить рабочее освещение.
Лампа накаливания
В наше время для освещения производственных участков используют лампы накаливания следующих видов:
- Галогенные.
- Газоразрядные.
И что же все-таки такое лампа накаливания? Первое, на что стоит обратить свое внимание, - то, что она является электрическим источником, а свет мы видим благодаря раскаленному телу, называемому телом накала. Ранее (в девятнадцатом веке) тело накала изготавливалось из такого вещества, как вольфрам, или из сплава на его основе. Сейчас же его изготавливают из более доступного углеродного волокна.
Типы, преимущества и недостатки
Сейчас промышленные предприятия выпускают большое число разнообразных ламп накаливания, среди которых наиболее популярны:
- Вакуумные.
- Лампы с криптоновым наполнением.
- Биспиральные.
- Наполненные смесью газов аргона и азота.
Теперь разберем последний вопрос, который касается а именно преимущества и недостатки. Плюсы: они недорогие в производстве, имеют небольшой размер, если их включить, то не нужно ждать пока разгорится, в производстве ламп накаливания не используется токсичные компоненты, они работают как на постоянном, так и на переменном токе, возможно использование регулятора яркости, хорошая бесперебойная работа даже при очень низких температурах. Несмотря на такое большое количество преимуществ, есть все-таки и минусы: они не сильно ярко светят, свет имеет желтоватый отлив, сильно нагреваются во время работы, что ведет иногда к пожарам при соприкосновении с текстильным материалом.
Газоразрядная лампа
Все они делятся на лампы высокого и низкого давления, большинство из них работает на парах ртути. Именно они вытеснили лампы накаливания, к которым мы так сильно привыкли, но имеют просто массы минусов, один из которых уже нами сказан, а именно возможность отравится ртутью, также сюда можем отнести шумы, мерцание, что ведет к более быстрой утомляемости, линейный спектр излучения и так далее.
Такие лампы могут нам служить до двадцати тысяч часов, конечно, если колба цела, а свет, излучаемый ей, имеет либо теплый, либо нейтрально белый цвет.
Использование искусственных источников света довольно распространено, например, газоразрядные лампы очень часто и по сей день используются в магазинах или офисах, в декоративном или художественном освещении, кстати сказать, профессиональное световое оборудование, также не обошлось без газоразрядной лампы.
Сейчас производство газоразрядных ламп очень распространено, что и влечет за собой большое количество видов, один из самых популярных мы рассмотрим прямо сейчас.
Люминесцентная лампа
Как уже говорилось это один из видов газоразрядной лампы. Стоит отметить то, что их часто используют для основного источника света, люминесцентные лампы намного мощнее ламп накаливания и при этом они потребляют одинаково энергии. Раз мы уже начали сравнение с лампами накаливания, то будет уместным и следующий факт - срок службы люминесцентных может превышать в двадцать раз срок ламп накаливания.
Что касается их разновидностей, то чаще используют напоминающую трубку, а внутри и находятся пары ртути. Это очень экономичный источник света, который распространен в общественных заведениях (школах, больницах, офисах и так далее).
Источники света естественные и искусственные, примеры которых мы рассмотрели, просто необходимы для человека и других живых существ нашей планеты. Естественные источники не дают нам потеряться во времени, а искусственные заботятся о нашем здоровье и благополучии на предприятиях, уменьшая процент аварий и несчастных случаев.
Чтобы ответить на вопрос "Какие источники искусственного освещения выбрать", необходимо знать о специфике каждого вида ламп.
Достаточно часто можно видеть неугасаемые споры на тему «что лучше: диодные светильники или лампы дневного света?». Причем бои ведутся с переменным успехом, а временами на сцену выбегают люди, кричащие «лампа накаливания - наше все!». Где же истина?
Для того, чтобы определить, какие лампы лучше подойдут для прогрессивного растениеводства в домашних условиях, необходимо выявить ряд тезисов, доказывающих необходимость дополнительного освещения:
Несмотря на то, что солнечный свет идеально подходит для растений (на что указывает долгая история флоры на планете Земля), в условиях комнатного существования его явно не хватает. А так как жизненный цикл растений (рост/цветение) определяется длиной фотопериода, то использование ламп - вполне логичный вывод:
Нет достаточного количества света - нет фотосинтеза;
Чем больше света получает растение, тем быстрее оно вступает в период цветения. А значит, урожай созревает пропорционально быстро;
Никакие искусственные источники света не заменят полностью естественное освещение, но могут максимально приблизиться к нему по характеристикам (а по некоторым показателям - перегнать).
Учитывая протяженность среднего дня на просторах нашей родины, можно без сомнений сделать вывод: для полноценного роста растений в гидропонной системе лампы необходимы, как ничто другое.
Обратимся к теории. Солнечный свет состоит из волн разной длины. Видимый спектр, как известно всем со школьной скамьи, распадается на красный, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Для фотосинтеза наиболее важными являются синий и красный. Недостаток этих частей света приводит к нарушению работы клеток растения, о чем могут свидетельствовать внешние деформации стебля и листьев.
Таким образом, искусственное освещение должно иметь ряд характеристик, позволяющих нужным частям спектра полноценно «доходить до адресата». Остановимся на видах ламп и их особенностях.
Лампы накаливания
Наиболее распространенный вид ламп, используемых человечеством на протяжении прошлого столетия. Основные характеристики - малая стоимость и значительное энергопотребление. Кроме того, лампы этого типа почти не выделяют синей части спектра, а большая теплоотдача может стать причиной ожогов на листьях растения.
Также лампы накаливания выделяют большое количество тепла, что может способствовать появлению плесени (вкупе с повышенной влажностью), что приведет к снижению урожая и лишней головной боли. Так как эффективность такого типа источников освещения единогласно низка, то и расценивать как вариант для использования в гидропонных системах, отпадает.
Флуоресцентные лампы
КПД гораздо выше, чем у ламп накаливания (22% против 10%) , однако список минусов от этого не становится меньше. Для полноценной работы им необходим балласт для контроля электрического тока. Нет балласта - готовьтесь менять лампы с периодичностью в неделю, что негативно скажется на бюджете. Кроме того, у этого типа небольшая яркость, так что они должны иметь больший размер, чем предыдущий вид. В любом случае, этот тип ламп допустим для использования в гидропонных системах, но его эффективность - не намного выше, чем у стандартной «лампочки», так что и флуоресцент остается за бортом. Тем не менее, сейчас разрабатывается новый тип флуоресцентных ламп, CFL-лампы, в котором будут сочетаться несколько видов трубок, дающих почти весь цветовой спектр. Но это недалекое будущее.
Газоразрядные лампы
Стандартный выбор для гидропонных хозяйств. Более эффективные и яркие, нежели флуоресцентные лампы или лампы накаливания. При этом, газоразрядные дешевле светодиодных источников освещения. Да и потеря светоодачи довольно низкая (примерно 5% за 20 000 часов работы). Кроме того, материал колбы теряет прозрачность значительно медленней, чем оптическая система LED.
Однако, и при использовании этого типа ламп необходимо знать о специфике. Стоит отметить, что в зависимости от того, какой газ закачен внутри лампы, меняется спектр излучения. Обычно, в этом типе применяется два вида «наполнителя»: пары натрия высокого давления для освещения растений в период цветения и металлогалогенный газ для освещения в период роста. Явным минусом газоразрядных ламп является выделение большого количества тепла, но этот недостаток хорошо решается с помощью изменения расстояния до растений. Кроме того, достаточно легко подобрать лампу, подходящую для определенного времени года и состояния «детишек». В магазинах представлено много наименований, так что с выбором изделия проблем не возникнет.
Также к минусам можно отнести следующие пункты:
Требуется время на разогрев;
Необходимо высокое напряжение.
Лампы на основе LED диодов (Светоиспускающие диоды)
Основной минус, как уже говорилось - высокая стоимость. При этом, LED имеет массу преимуществ: долговечность, высокая производительность и возможность комбинирования диодов, испускающих разные части цветового спектра.
Кроме того, диоды выделяют небольшое количество тепла, так что их смело можно использовать в максимальной близости от растений, не боясь ожогов.
Однако это же является минусом (по сравнению с натриевыми лампами) - малая теплоотдача может негативно сказаться на урожае теплолюбивых культур.
Долговечность так же вещь относительная. То, что для человеческого глаза является незначительным потускнением, для растения может быть кардинальным различием. А снижение яркости - «болезнь» всех источников света. Поэтому, не стоит считать диоды «вечным двигателем».
По всем другим показателям диоды - абсолютные чемпионы и за ними будущее гидропоники. Но этот вид источников освещения делит первое место с натриевыми лампами.
Качественное и рациональное освещение (свет) – одно из главных условий нормальной трудовой и обычной деятельности человека.
Хорошее освещение – это высокая продуктивность, внимательность, сосредоточенность, хорошее самочувствие и здоровье человека в целом. Плохое освещение – это пониженная продуктивность ввиду усталости глаз, более высокая опасность появления неправильных и ошибочных действий, опасность возрастания производственного и бытового травматизма, а также это постепенное ухудшение зрительного процесса. Низкая степень освещённости может стать причиной профессионального заболевания органов зрения.
Уровень освещения, как на производстве, так и в быту, должен быть, как минимум, достаточным, а как максимум, соответствовать всем техническим нормам и правилам.
Освещение бывает двух основных видов: естественное и искусственное.
Естественное
Естественное освещение часто называют дневным. Источником данного вида освещения является обычный солнечный свет. Освещение может исходить как непосредственно от солнца, так и от ясного дневного неба в виде рассеянных по нему солнечных лучей.
Использование естественного освещения не предполагает практически никаких материальных затрат, поэтому оно экономически выгодно. Дневной свет является естественным для глаз, в отличие от света искусственного.
Естественное освещение производственных помещений и жилых зданий осуществляется чаще всего через обычные окна, расположенные на боковых стенах. Также данный вид освещения реализуется через световые проёмы, находящиеся сверху. По данным параметрам естественное освещение делят на боковое освещение, верхнее и совмещённое.
Ввиду того, что боковое освещение несколько неравномерно само по себе, совмещённое освещение встречается не так уж редко. В настоящее время существует много технических решений для выполнения совмещённого освещения.
Для того чтобы максимально использовать возможности дневного света, проектируются световые проёмы, обладающие достаточно большой высотой и шириной.
Несмотря на все свои огромные преимущества, у естественного освещения есть также и собственные недостатки. Одним из них является неравномерность и непостоянность освещённости. Во-первых, источник света Солнце постоянно движется в дневном небе, поэтому освещённость меняется в течение всего светового дня.
Во-вторых, уровень освещённости зависит от различных факторов. Это, например, состояние погоды. Она может быть ясной или пасмурной, может идти дождь или снег. С самого утра может быть туман. Также естественная освещённость может зависеть от времени суток (утро, день, вечер, ночь), а также от времени года.
Освещение искусственного типа используется в тёмное время суток или в случае недостаточности обычного дневного света. Источниками искусственного освещения являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, газоразрядные лампы, светодиодные лампы и т.д.
Данный вид освещения можно условно разделить на общее освещение, местное освещение и комбинированное освещение.
Общее применяется для полного освещения какого-либо помещения. Общее освещение в свою очередь подразделяется на равномерное (одинаковое освещение в любом месте) и локализованное (освещённость в определённом месте).
Местное освещение обеспечивает освещённость только на рабочих поверхностях. На производстве использовать только местное освещение не разрешается ввиду того, что оно не освещает (или почти не освещает) рядом находящиеся места.
Комбинированное освещение включает в себя два выше перечисленных вида освещения.
По назначению искусственное освещение бывает рабочим, аварийным, охранным и дежурным.
Рабочее освещение является стандартной и самой распространённой разновидностью искусственного освещения. Оно используется в местах производства работ (в помещениях, в цехах, внутри зданий, снаружи).
Аварийное освещение предусматривается в тех местах, где отключение рабочего освещения может привести к различным аварийным ситуациям на производстве, таким как нарушение технологического процесса, нарушение нормального обслуживания оборудования со стороны персонала предприятия. Также данное освещение используется и для эвакуационных целей.
Аварийное освещение обязательно должно иметь либо независимое электроснабжение, либо электрическое питание автономного типа.
Охранное освещение обычно используется по периметру территории, которая находится под охраной. Оно включается в тёмное время суток и обеспечивает необходимую степень освещённости для полноценной охраны территории.
Дежурное освещение используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить минимальную искусственную освещённость в каком-либо месте.
Световые эффекты
Лучше всего цвета передаются при естественном освещении, поэтому одной из главных задач искусственного освещения является максимально естественная цветопередача. У разных источников искусственного света цветопередача абсолютно разная.
У некоторых люминесцентных ламп происходит мерцание. Частота мерцания равна частоте рабочего питающего напряжения. Такое мерцание человек вполне может не заметить, однако оно способно создавать определённые иллюзии. Это может стать опасным фактором во время рабочего процесса на производстве.
Важной задачей электрического питания для освещения является стабильность и качество электроснабжения. Нестабильность питания может привести не только к пульсации осветительной техники и последующему его выходу из строя, но и к нарушению функционирования органов зрения человека.
Измерение освещённости
Освещённость измеряется в специальных единицах, называемых люксами. Для того чтобы произвести замер степени или уровня освещённости, используют приборы люксметры. Благодаря люксметрам становится возможным произвести необходимые замеры и сравнения показаний с техническими нормами и требованиями правил.