Oprawy oświetleniowe.

Oprawy oświetleniowe

Celem stosowania opraw oświetleniowych jest:
• umocowanie źródła światła,
• przyłączenie go do instalacji zasilającej,
• zmniejszenie szkodliwej dla oczu luminacji i uzyskanie żądanego ukierunkowania strumienia,
• ochrona źródła światła przed zewnętrznymi wpływami,
• podniesienie etyki oświetlenia.
Oprawy podzielić można według różnych kryteriów. Ze względu na zastosowanie oprawy dzieli się na: przemysłowe, mieszkaniowe, dekoracyjne. Ze względu na sposób mocowania rozróżnia się oprawy stał, przenośne, nastawne. Inny podziała według sposobu zabezpieczenia od wpływów zewnętrznych. Oprawy oświetleniowe klasy I stosuje się do oświetlenia zewnętrznego lub do wysokich hal o ciemnych ścianach i sufitach. Oprawy tej klasy wykorzystywane są do reflektorów. Oprawy klasy II i III stosowane są najczęściej w pomieszczeniach niskich o średnio jasnych ścianach i sufitach, takich jak biura, sklepy, korytarze itd. Klasy IV i V opraw dają w większości światło odbite, głównie od sufitu, dlatego też może być stosowane w niskich pokojach o jasnych ścianach i sufitach. Oprawy te dają światło łagodne, rozproszone, lecz z nie wielkim natężeniem oświetlenia. Wykorzystywane są one w mieszkaniach, hotelach i innych pomieszczeniach powszechnego użytku jako oświetlenie ogólne. Oprócz oświetlenia ogólnego w niektórych miejscach pomieszczeń konieczne jest oświetlenie o większym natężeniu. Oświetlenie spełniające te wymogi nazywamy oświetleniem miejscowym. Do oświetlenia miejscowego stosowane są przede wszystkim oprawy klasy I ewentualnie klasy II. Oświetlenie, w którym zastosowano oba systemy, ogólny i miejscowy, nazywa się oświetleniem złożonym tego typu oświetlenie spotykane jest najczęściej. Oprawy oświetleniowe różnią się w istotny sposób w zależności od rodzaju źródła światła. Dla żarówek i rtęciówek oprawy tworzą najczęściej bryły obrotowe. Natomiast świetlówki i sodówki ze względu na wydłużony kształt mają oprawy w formie korytek. W miejscach narażonych na uszkodzenia mechaniczne źródła światła i klasy opraw chronione są stalową siatką przymocowaną do korpusu oprawy. Oprawy odporne na pył, wodę, gazy mają budowę szczelną wprowadzenie przewodów wykonane są przez specjalne dławiki. Oprawy oświetleniowe do wnętrz użyteczności publicznej. Oprawy tego typu są stosowane do oświetlenia ogólnego pomieszczeń mieszkalnych oraz hoteli, kawiarni itp. Można wśród nich wymienić:
• plafoniery do żarówek, przystosowane do przykręcenia do niepalnego podłoża,
• oprawy zawieszone do żarówek, przystosowane do zawieszenia na holu,
• oprawy świetlówek do sufitu.
Wymienione oprawy są wykonywane w klasie ochronności 0 lub I. Ich wspólną cechą jest estetyczny wygląd, gdyż oprócz funkcji oświetleniowych spełniają często funkcje dekoracyjne.

Oprawy oświetleniowe zewnętrzne
Do oświetlenia zewnętrznego stosuje się żarówki i świetlówki, jak i wysokoprężne lampy wyładowcze. Przykładem opraw przystosowanych do tych celów jest oprawa wykonana ze stopu aluminium formowanego pod ciśnieniem i zabezpieczoną przed stłuczeniem siatką ochronną z cynkowanego drutu stalowego. Do oświetlenia ulic i arterii komunikacyjnych najpowszechniej stosuje się wysokoprężne lampy wyładowcze rtęciowe lub sodowe w specjalnych oprawach mocowanych na wysięgniku. Korpus oprawy jest wykonany ze stopu aluminium. Wewnątrz jest zamocowana płyta z sprytem elektrycznym. Do korpusu jest przymocowana komora lampowa wykonana z blachy aluminiowej, wewnątrz której jest umieszczony odgałęźnik. Klosz z przeźroczystego metapleksu szczelnie zamyka komorę lampową.

Żarówka
Żarówka, elektryczne, temperaturowe źródło światła, w którym ciałem świecącym jest rozżarzony na skutek przepływu prądu, zazwyczaj do temperatury ok. 2500-3000o K drut z trudno topliwego materiału (pierwotnie grafit, obecnie wolfram) umieszczony w bańce szklanej żarówki mniejszej mocy wykonywane są zazwyczaj jako próżniowe, większej mocy jako gazowane- wypełnionej mieszaniną gazów szlachetnych (np. argon z 10% domieszką azotu lub krypton). Widmo światła emitowanego przez żarówkę jest ciągłe, a maksimum natężenia przesunięte w stronę czerwieni względem światła słonecznego. Sprawność żarówki wynosi ok. 4% Skuteczność świetlna w zależności od mocy i napięcia zasilania wynosi ok. 8- 18 lm/W. Trwałość typowych żarówek wynosi ok. 1000 godzin. Po upływie 1000 godzin strumień świetlny może się zmniejszyć nawet poniżej 80%. Wielkość strumienia świetlnego i trwałość żarówki w dużym stopniu zależy od wysokości napięcia zasilającego. Żarówki do zastosowania domowego (gdzie nie są narażone na wstrząsy) posiadają trzonek gwintowy (Edisona- E27), zaś np. samochodowe- trzonek bagnetowy (Swana). Żarówki produkowane są z trzonkiem gwintowym E10 (tzw. karzełkowe- latarki, rowery, skale radiowe), z trzonkiem E14 (Mignon- pomocnicze oświetlenie domowe, np. lodówki, kuchenki), E27 (Edison- typowe (domowe o mocy 15- 300 W) i E40 (Goliat -dla żarówek o mocy 300- 2000 W). Trzonki bagnetowe- Swana -spotyka się najczęściej w wykonaniu trzonka o średnicy 7, 9 i 15 mm. Ponadto istnieje cały szereg żarówek w wykonaniu specjalnym (często bez gwintu lub trzonka bagnetowego) -np. lotnicze, górni choinkowe, telefoniczne, kolejowe itp.
Żarówki tzw. głównego szeregu, stosowane do oświetlenia ogólnego produkowane są w wielkościach o poborze mocy 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 1000, 1500 i 2000W. Żarówki używane typowo w gospodarstwie domowym to żarówki z klasyczną bańką o gwincie E27 i mocy 25 -100W., 1000, 1500 Pierwsze możliwe do wykorzystania praktycznego żarówki skonstruował Anglik J. W. Swan (1878) i niezależnie od niego Amerykanin T. A. Edison (1879). W dniu 4 września 1882 jednej z dzielnic Nowego Jorku rozbłysło światło sponad 14 tysięcy żarówek. Przez długie lata żarówka toczyła bój z oświetleniem gazowym. Główną przyczyną wolnego rozpowszechniania oświetlenia elektrycznego był brak elektrowni i stosunkowo nietrwale żarniki żarówek. W pierwszych żarówkach, jeszcze w trakcie eksperymentów, stosowano zwęgloną bawełnę, później zwęglone włókna japońskiego bambusu, następnie grafit. Dopiero zastosowanie przez Niemca Auera von Welsbacha żarnika zbudowanego z osmu dało zwycięstwo żarówce nad oświetleniem gazowym. Później osm zastąpiono tantalem, zaś drut wolframowy jako żarnik pierwszy zastosował Rosjanin A.N. Lodygin w 1890 roku. Tak powstała żarówka w niewiele zmienionej formie stosowana do dziś.
Typowe żarówki do użytku domowego wykonywane są z klasyczną, przeźroczystą lub matową bańką (o maksymalnej średnicy ok. 60 mm) i pakowane w prostokątne pudelka o wymiarach ok. 107x62x62 mm. Pudełka te są przykładem dobrze pojętego wzornictwa przemysłowego i przez szereg lat stawały się, przy zachowaniu wymiarów, coraz staranniej i bardziej kolorowo wykonane. Charakterystycznym przykładem są opakowania polskich żarówek, które od siermiężnych pudelek wykonanych z tektury falistej lub białego kartonu, (na którym pieczątkami zaznaczano moc i napięcie zasilania) stały się kolorowymi cackami, charakterystycznymi dla danego producenta, gdzie na pierwszy rzut oka - chociażby po kolorze opakowania, widać moc znamionową i to, kto daną żarówkę wyprodukował.


Świetlówka
Świetlówka, lampa fluorescencyjna, lampa elektryczna mająca kształt rury o średnicy 20-40 mm i długości od kilkunastu cm do 1,5 m wypełnionej parami rtęci i argonu, w której źródłem świecenia jest promieniowanie widzialne emitowane przez warstwę luminoforu pokrywającego wewnętrzną powierzchnię rury. Emisja ta wywołana jest promieniowaniem nadfioletowym powstającym w wyniku wyładowań elektrycznych w oparach rtęci i argonu. Świetlówka w porównaniu z żarówką wykazuje wiele zalet, min jej skuteczność świetlna jest ponad trzykrotnie wyższa, a czas pracy trzy razy dłuższy.

Jarzeniówka
Jest to lampa wyładowcza, najczęściej dwuelektrodowa, pracująca w zakresie wyładowania jarzeniowego w gazie szlachetnym (argonie, neonie, ksenonie, helu). Zależnie od przeznaczenia rozróżnia się wskaźniki napięcia (stosowane w sygnalizacji świetlnej), lampy stabilizacyjne (do stabilizacji napięć stałych), lampy przekaźnikowe (stosowane jako przekaźniki w układach impulsowych, sygnalizacyjnych), dekatrony (stosowane w miernikach cyfrowych). Odmianą lampy jarzeniowej jest wysokonapięciowa rura jarzeniowa, potocznie nazywana neonem. Ma ona postać prostej lub zakrzywionej rury szklanej wypełnionej gazem szlachetnym (np. neonem, ksenonem) lub parami rtęci. Rury jarzeniowe, o różnych barwach światła, stosowane są w celach reklamowych i dekoracyjnych.

Podstawowe pojęcia
Luminofory, fosfory- mieszaniny związków nieorganicznych i organicznych, wykazujące luminescencję. Stanowią najczęściej mieszaniny chalkogenków (tlenków, siarczków, selenów), krzemianów i fosforanów, berylowców, cynku i kadmu, wraz z aktywatorami. Z luminoforów organicznych można wymienić pochodne dwuksantylenu, benzo- i nafto-dwualdazyn, rodarninę, eozynę, fluoresceinę i inne. Ze względu na rodzaj wzbudzania luminofory można podzielić na fotoluminofory, katodoluminofory, rentgenoluminofory oraz elektroluminofory.
Luminofory stosuje się w lampach fluorescencyjnych, oscyloskopowych, jarzeniowych, do produkcji farb malarskich i drukarskich, mas fosforyzujących (zastępujących trujący fosfor biały), do pokrywania znaków drogowych itp.
Luminescencja, jarzenie, zimne świecenie- emisja promieniowania elektromagne- tycznego o natężeniu większym od promieniowania cieplnego w danej temperaturze, zachodząca w dłuższej skali czasowej (względem okresu emitowanych drgań). Ze względu na rodzaj wzbudzenia wyróżnia się różne rodzaje luminescencji chemiluminescencję, elektroluminescencję, (w tym elektrochemiluminescencję i elektrofotoluminescencję), fotoluminescencję, katodoluminescencję (wywołaną działaniem strumienia elektronów na luminofor), termoluminescencję oraz rentgenoluminescencję (wywołaną promieniowaniem X lub gamma).
Ze względu na mechanizm promieniowania wyróżnia się fluorescencję (zwykłą i długo życiową, fosforoescęncję, (również zwykłą i długo życiową oraz luminescencję rekombinacyjną (zachodzącą podczas rekombinacji jonów, cząsteczek itp. rozdzielonych działaniem wzbudzenia).
Termoluminescencja- luminescencja substancji pobudzonej przez światło lub promieniowanie przenikliwe w czasie jej podgrzewania. Zachodzi w przypadku różnych fosforów krystalicznych, a także innych minerałów i szkieł.
Opis mikroskopowy termoluminescencji czynnik pobudzający (promieniowanie przenikliwe, światło) wzbudza elektrony, z których część dostaje się do tzw. pułapek, gdzie mogą pozostawać długo w stanach wzbudzonych. Podczas wygrzewania elektrony uwalniane są z pułapek i emitują nadmiar energii w postaci fotonów (świecenie ciał).
Materiały termoluminescencyjne mają własności dozymetryczne- natężenie światła emitowanego podczas termoluminescencji jest proporcjonalne do sumarycznej dawki pochłoniętej przez dany materiał od czasu ostatniego działania wysokiej temperatury wykorzystuje się konstruując dawkomierze termoluminescencyjne, stosowane powszechnie w ochronie radiologicznej. Dzięki termoluminescencji można tez określać wiek wypalanych


Nowoczesne źródła światła

1.Świetlówki z odbłyśnikiem
Zastosowanie w oświetleniu - Znaki świetlne
Świetlówki szczelinowe są używane w wielu zastosowaniach specjalistycznych, gdzie potrzebne jest uzyskanie dużej światłości np. znaki świetlne, maszyny kopiujące. Technologia świetlówki szczelinowej pozwala na uzyskanie luminancji szczelinowej do pięciu razy większej niż luminancja tradycyjnej świetlówki. Z uwagi na swoje cechy, świetlówki szczelinowe wprowadzają rewolucyjne innowacje w technologii znaków świetlnych. Bardzo duża luminancja szczeliny pozwala na precyzyjne doprowadzenie światła do krawędzi płyty akrylowej, która tworzy właściwą część znaku świetlnego.
Dzięki świetlówkom szczelinowym, nowa technologia konstruowania znaków świetlnych pozwala na konstruowanie bardzo płaskich, energooszczędnych i równomiernie oświetlonych znaków świetlnych, co jest znaczącym przełomem w porównaniu z tradycyjną technologią, w której świetlówki umieszczane są z tył za znakiem świetlnym.

Usprawnianie istniejących instalacji
Świetlówki 'TL'D Reflex umożliwiają łatwe usprawnienie istniejących instalacji oświetleniowych. Szczególnie, gdy mamy do czynienia z systemami, które nie są wyposażone w odbłyśniki np. belki oświetleniowe. Tego typu usprawnienie jest bardzo proste i polega na wymianie świetlówek. W przypadku oświetlenia przemysłowego, gdzie często stosowane są proste systemy belek bez odbłyśników, możemy uzyskać identyczny poziom natężenia oświetlenia przy użyciu połowy ilości świetlówek, przez użycie świetlówek reflektorowych zamiast często spotykanych standardowych świetlówek z luminoforem halo-fosforanowym. W przypadku wymiany bardziej nowoczesnych świetlówek z luminoforem wąskopasmowym, potrzebujemy o 30% mniej świetlówek, gdy zainstalujemy świetlówki reflektorowe. Jednym z ciekawszych przykładów takiego usprawnienia instalacji oświetleniowej jest modernizacja oświetlenia sali obrad Sejmu w Warszawie. Istniejący system oświetleniowy oparty o proste belki oświetleniowe ze standardowymi świetlówkami został usprawniony poprzez zastosowanie identycznej liczby świetlówek reflektorowych 'TL'D Reflex. Uzyskano w ten sposób znaczący wzrost natężenia oświetlenia w całej sal przy niewielkich nakładach inwestycyjnych oraz zachowaniu tej samej mocy zainstalowanej.


2.Lampy fluorescencyjne z odbłyśnikiem wewnętrznym
Potrzeba uzyskania kierunkowego światła w wielu zastosowaniach jest możliwa do zaspokojenia, dzięki nowej generacji świetlówek z wewnętrznym odbłyśnikiem. Użyteczna luminancja świetlówki wzrasta przy zastosowaniu wewnętrznej powłoki refleksyjnej. Nowe lampy mogą być instalowane jako bezpośrednie zamienniki odpowiadających im świetlówek tradycyjnych zarówno o średnicy 26mm, jak i 16mm. W ten sposób stworzono możliwość łatwego usprawnienia istniejących instalacji. Świetlówki z wewnętrznym odbłyśnikiem są szczególnie użyteczne w przypadku zastosować, gdzie użycie zewnętrznych odbłyśników jest niepraktyczne lub niemożliwe, a także w środowisku o bardzo dużym zabrudzeniu, gdzie kurz na wierzchu takiej świetlówki nie będzie powodował utraty strumienia świetlnego. Typowe zastosowania to:
• oświetlenie ogólne w przemyśle w budynkach użyteczności publicznej i sklepach,
• oprawy nastawne i ręczne,
• oświetlenie ościenne, karniszowe, pośrednie i znaki świetlne.
przedmiotów ceramicznych, skali szkła.