Iluminat architectural
Realizarea iluminatului ornamental are ca scop punerea īn evidenta a monumentelor de arta si istorice (cladiri vechi cu arhitectura deosebita, statui), construcŃiilor reprezentative (sedii de firme, unitati economice si industriale), zonelor verzi (parcuri, gradini), jocurilor de apa.
Efectul produs de un oras bine iluminat asupra locuitorilor si, īn special, asupra turistilor este spectaculos, ofera siguranta si optimism.Īn conceptia sistemelor de iluminat urban, specialistul īn tehnica iluminatului trebuie sa ia īn considerare existenta simultana a celor doua tipuri de sisteme de iluminat: rutier si decorativ.
Aceste sisteme se pot īntrepatrunde sau pot functiona separat, dupa necesitati:
1. Sistemul de iluminat decorativ, realizat pentru punerea īn evidenŃa a unui obiectiv sau
a unui ansamblu de obiective, poate fi izolat de sistemele de iluminat rutier, la mare distanta de acestea, iar īn jurul ansamblului de obiective de iluminat sa existe numai circulatie pietonala. Īn acest caz, amplasarea aparatelor de iluminat trebuie facuta cu atentie, astfel īncāt sursa de lumina de luminanta mare sa nu se afle īn cāmpul vizual al observatorului.
2. Obiectivul sau ansamblul de iluminat este amplasat īn zona deschisa, la o distanta
relativ mica de arterele de circulatie. Īn aceasta situatie, sistemul de iluminat decorativ ar putea influenta circulatia rutiera (de exemplu: orientarea defectuoasa a proiectoarelor, reflexiile necontrolate), dar sistemul de iluminat rutier sa nu influenteze sistemul de iluminat decorativ.
3. Existenta si functionarea simultana a celor doua tipuri de sisteme de iluminat
determina influentarea lor reciproca, de cele mai multe ori negativ, daca adoptarea solutiei luminotehnice se face fara o conceptie unitara care sa urmareasca integrarea armonioasa a celor doua tipuri de sisteme de iluminat. Trebuie luate īn considerare criteriile de calitate: culoarea luminii, redarea culorilor, nivelul de iluminare/luminanta, amplasarea aparatelor de iluminat.
Iluminatul cladirilor, monumentelor si podurilor
Criterii de stabilire a solutiilor luminotehnice
Iluminatul arhitectural si decorativ al cladirilor reprezentative din punct de vedere arhitectural si istoric, al monumentelor, bisericilor si al operelor de arta cāstiga tot mai mult interes pe plan mondial si national.
Efectul obtinut cu ajutorul iluminatului artificial, prin crearea unor contraste de lumini, umbre sau culori, bine echilibrate, este de multe ori mai spectaculos decāt cel obtinut īn conditiile unui iluminat natural. Figura 1 prezinta aspectele determinante care trebuie luate īn considerare la realizarea
sistemelor de iluminat arhitectural.
Figura 1 Aspecte principale privind alegerea solutiei luminotehnice
1. Alegerea imaginii preferentiale se face īn urma unui studiu realizat la fata locului, iar daca acest lucru nu este posibil, sunt necesare numeroase fotografii, realizate la lumina naturala,īn diferite perioade ale zilei.
2. Directia de privire preferentiala are o importanta deosebita īn alegerea locului de amplasare a aparatelor de iluminat si īn orientarea acestora.
3. Distanta de privire contribuie la stabilirea nivelului de iluminare necesar distingerii detaliilor de arhitectura.
4. Mediul luminos īnconjurator este un factor determinant īn sta 19119g64t bilirea nivelului de iluminare necesar. Cu cāt luminanta mediului īnconjurator este mai mare, cu atāt cantitatea de lumina pentru realizarea iluminatului artificial al obiectivului este mai mare. Aceste niveluri de iluminare sunt recomandate de catre reglementari interne si CIE.
Pe lānga aceste aspecte principale, un rol important īn alegerea solutiei luminotehnice a sistemelor de iluminat decorative īl au unele aspecte secundare prezentate schematic īn figura 2.
Figura 2 Aspecte secundare īn alegerea solutiei luminotehnice
Un sistem de iluminat arhitectural īsi atinge scopul pentru care a fost realizat daca asigura redarea tridimesionala a obiectivului, astfel īncāt imaginea obtinuta sa corespunda realitatii.Pentru aceasta trebuie asigurate niveluri de iluminare variate pe fetele obiectivului, precum si contraste corespunzatoare de lumini si umbre. Atunci cānd directia de privire preferentiala este stabilita, orientarea fascicolului luminos
se face īn functie de forma obiectivului, respectiv de forma sectiunii orizontale a acestuia. Figura 3 prezinta cazul unei cladiri cu sectiune patratica, care este bine reliefata prin amplasarea proiectoarelor echipate cu puteri diferite de o parte si de alta a cladirii. Directia de privire preferentiala este indicata de sageata A.
Figura 3 Amplasarea proiectoarelor īn cazul cladirilor cu sectiune patratica
Īn cazul unei constructii de tip turn, avānd o sectiune circulara, se recomanda utilizarea proiectoarelor intensive (unghi de emisie a fluxului luminos mai mic de 10°), dispuse īn doua sau trei puncte, orientate īn sus. Fascicolele īnguste de lumina care cad pe turn, orientate de jos īn sus, formeaza benzi de lumina paralele, avānd diferite niveluri de iluminare pe suprafata turnului, realizāndu-se redarea tridimensionala a obiectivului (fig. 4).
Figura 4 Amplasarea proiectoarelor pentru o cladire cu sectiune circulara:
(a) doua baterii de aparate de iluminat, (b) trei baterii de aparate de iluminat
2. Posibilitatile de amplasare a aparatelor de iluminat
Amplasarea aparatelor de iluminat reprezinta un aspect important īn stabilirea solutiei luminotehnice, contribuind la asigurarea confortului vizual. Locul de amplasare a aparatelor de iluminat este astfel ales īncāt acestea sa fie ascunse privirii observatorului, atāt pe timp de zi, cāt si pe timp de noapte. Amplasarea aparatelor de iluminat se face si īn functie de posibilitatea de alimentare cu energie electrica, de efectele (jocuri de lumini si umbre) care se doresc a fi obtinute cu ajutorul luminii emise de aparatul de iluminat si de situatia existenta īn teren. Montarea aparatelor de iluminat pe fatada cladirii nu este o solutie agreata deoarece impresia vizuala este neplacuta, discordanta cu mesajul emotional al operei de arta ce constituie obiectivul de iluminat.
Posibilitatile de montare a aparatelor de iluminat sunt: pe acoperisul cladirilor īnvecinate (fig. 5); īn spatiile verzi aflate īn vecinatatea obiectivelor de iluminat, aparatele de iluminat fiind mascate de vegetatie; īn balcoane, unde aparatele de iluminat sunt ascunse privirii observatorului prin niste scafe; pe stālpii pe care sunt montate aparatele de iluminat destinate sistemului de iluminat rutier; īngropate īn fose special construite (fig. 6).
Figura Aparatele de iluminat amplasate pe acoperisul cladirilor din vecinatate
Figura 6 Montarea īngropata a aparatelor de iluminat īn fose special amenajate
a) fara protectie si īnclinata astfel īncāt fluxul luminos sa nu fie redus
b) cu gratar de protectie pentru a reduce riscul de orbire de incapacitate
c) protejata, prevazuta cu orificii de scurgere a apei de infiltrare
d) protejata, prevazuta cu ecran de protectie contra orbirii de incapacitate
3. Reflectanta materialului cu care se realizeaza finisajul exterior al cladirii
Alegerea solutiei luminotehnice depinde īn mare parte si de tipul materialului cladirii, nivelul de iluminare necesar pe fatada depinzānd de factorul de reflexie al suprafetei obiectivului.
Īn functie de modul īn care reflecta lumina, suprafetele se clasifica īn patru grupe:
- suprafete foarte netede cu o reflexie regulata, care se comporta ca oglinda, reflectānd lumina īntr-o singura directie. Amplasarea aparatelor de iluminat va avea īn vedere posibilitatea aparitiei orbirii de incapacitate a observatorului care ar putea vedea pe suprafata cladirii imaginea reflectata a proiectorului si luminanta mare a acestuia.
- suprafete netede pentru care natura materialului da nastere unei reflexii mai difuze, (reflexia se face dupa o directie principala), dar o mica parte din fluxul luminos total emis de aparatul de iluminat este dirijata catre observator.
suprafete imperfect difuze īn care o mai mare parte din fluxul luminos emis de aparatul de iluminat este dirijata catre observator.
suprafete difuze la care repartitia intensitatii luminoase īn spatiu respecta legea lui Lambert, luminanta suprafetei fiind independenta de directia de observare. Pentru a se obtine un nivel de luminanta dorit se va adopta un nivel de iluminare īn functie de valoarea coeficientului de reflexie al materialului de finisare - un nivel de iluminare mare pentru o cladire al carei finisaj are un coeficient de reflexie mic (granit r=0,10), respectiv un nivel de iluminare mult mai scazut īn cazul unei cladiri cu un finisaj cu un coeficient de reflexie mare (marmura culoare deschisa, r=0,5 ... 0,6). Factorii de reflexie ai unor materiale de finisare uzuale sunt prezentati īn tabelul 1.
Tabelul 1 Factorii de reflexie īn lumina alba ai cātorva materiale de finisaj
4. Culoarea sursei de lumina, redarea culorilor, armonizarea cu mediul īnconjurator
Pentru a scoate īn evidenta un obiectiv aflat īn apropierea altor sisteme de iluminat, este necesara realizarea unui contrast de culoare, luānd īn considerare culoarea luminii provenite de la sistemele de iluminat arhitecturale sau de la cele destinate cailor de circulatie rutiera. Prin utilizarea unor lumini de culori diferite, se pot obtine efecte deosebite, dar aceasta solutie trebuie adoptata cu atentie, deoarece exista pericolul obtinerii unor contraste de culoare ce pot avea efecte neplacute pentru observatori.
Alegerea culorilor surselor de lumina se face īn functie de o serie de factori: culoarea materialelor de finisaj, efectul dorit, culoarea luminii produse de sistemele de iluminat existente īn apropiere. Pentru realizarea unei atmosfere placute, linistitoare se aleg surse care emit o lumina calda (sursele cu radiatii luminoase galbene, alb-galbui, alb-aurii). Pentru obtinerea unor imagini de monumentalitate se utilizeaza surse de lumina care emit radiatii luminoase reci, de culoare alb-albastru.
5. Existenta vegetatiei sau a apelor īn imediata apropiere
Vegetatia poate contribui ca parte decorativa, pusa īn evidenta prin efectul de silueta. Aparatele de iluminat se amplaseaza īntre cladire si arbori, astfel īncāt silueta arborilor sa fie marcata si sa nu genereze umbre pe fatada cladirii.
Prezenta unei īntinderi de apa situate īn apropierea cladirii este benefica, obtināndu-se imagini cu efecte deosebite prin reflectarea imaginii cladirii iluminate īn apa
Surse de lumina
Sursa de lumina are rolul de a converti energia electrica īn energie radiata īn spectrul vizibil. Sursele de lumina utilizate īn iluminatul urban trebuie sa īndeplineasca urmatoarele cerinte: flux luminos mare, eficacitate luminoasa ridicata, luminanta redusa, durata de viata mare, functionare īn orice pozitie si dimensiuni reduse.
Un sistem de iluminat este cu atāt mai eficient, cu cāt cheltuielile de īntretinere sunt mai mici. Astfel, sursele de lumina cu inductie cu durata de functionare foarte mare, 60.000 h(aproximativ 21 de ani de functionare cāte 8 ore pe zi), se pot utiliza īn iluminatul pietonal.
Īn cazul īn care se doreste transmiterea fluxului luminos la distanta mare de sursa de lumina (īn special īn iluminatul decorativ) se recomanda utilizarea fibrelor optice. Acest sistem este tot mai des utilizat īn ultimul timp datorita cheltuielilor de īntretinere foarte reduse si eficacitatii foarte bune a sistemului.
Se prezinta īn cele ce urmeaza tipurile si caracteristicile principalelor surse de lumina utilizabile īn sistemele de iluminat public arhitectural si ornamental, cu precizarea unor valori ale parametrilor functionali. Rapida dezvoltare a tehnologiei surselor de lumina face ca orice prezentare sa fie depasita īn timp scurt.
Surse de lumina cu incandescenta
Principiul de producere a radiatiilor luminoase īn cazul lampii cu incandescenta este similar cu producerea radiatiilor pe cale termica.
Fluxul luminos emis de sursa de incandescenta depinde de puterea nominala a sursei si scade īn timp datorita eliberarii de atomi de wolfram de pe suprafata filamentului.
Eficacitatea luminoasa este de 10 ... 31,5 lm/W si scade pe parcursul functionarii lampii.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampa cu incandescenta
emite radiatii luminoase pe īntreg spectrul vizibil, culoarea aparenta fiind alb-calda, cu o temperatura de culoare de 2700 K si o redare excelenta a culorilor Ra
Luminanta sursei este mare, (1,2 - 3,3)·107 cd/m2, recomandāndu-se astfel mascarea sursei de lumina pentru evitarea fenomenului de orbire de incapacitate sau utilizarea baloanelor de sticla mata pentru diminuarea luminantei sursei.
Durata de viata a sursei este de 1000 - 3000 ore de functionare. Deoarece atāt eficacitatea luminoasa cāt si durata de viata sunt scazute, utilizarea acestei surse de lumina īn iluminatul exterior este limitata doar pentru iluminatul decorativ si la indicatoarele luminoase.
Prin adaugarea unei mici cantitati de halogen (iod, brom, fluor) īn mediul existent (amestecuri azot-argon sau azot-kripton) pot fi īnlaturate partial unele dezavantaje ale lampii cu incandescenta clasice, cum sunt consumul energetic ridicat si durata de viata scazuta
Fluxul luminos depinde de puterea lampii si este constant īn timp pe toata durata de functionare a lampii.
Eficacitatea luminoasa este mai mare decāt cea a lampii cu incandescenta standard, avānd valori cuprinse īntre 20 ... 27 lm/W.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa de lampa cu incandescenta cu halogen este calda, placuta, avānd o temperatura de culoare cuprinsa īntre 3000... 3200 K. Redarea culorilor este excelenta, cu un indice de redare a culorii Ra
Luminanta sursei este mare, (1,3 - 3,9)·107 cd/m , producānd orbirea de incapacitate la privirea directa a sursei.
Durata de viata poate ajunge la 2000 ... 4000 ore de functionare. Lampa cu incandescenta cu halogen se utilizeaza īn special īn iluminatul interior, dar variante de realizare a acestei surse cu halogen sunt utilizate si īn iluminatul exterior: iluminatul arhitectural pentru fatade si monumente, iluminatul decorativ, iluminatul publicitar.
Surse de lumina cu descarcari
Conversia energiei electrice īn radiatie luminoasa īn lampa cu descarcari se realizeaza prin excitarea atomilor de gaz sau a vaporilor metalici īn cāmp electric variabil, prin aplicarea unei tensiuni īntre doi electrozi prezenti īn interiorul tubului īn care are loc descarcarea.
A. Lampa fluorescenta tubulara
Fluxul luminos emis depinde de puterea sursei si de calitatea stratului de luminofor de pe sticla tubului.
Eficacitatea luminoasa este mare īn comparatie cu cea a surselor cu incandescenta, avānd valori cuprinse īntre 82 ... 104 lm/W (fara considerarea balastului), īn functie de compozitia stratului de luminofor.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - īn functie de culoarea luminii emise, lampile fluorescente tubulare se clasifica īn trei grupe: (a) surse cu lumina albcalda cu temperaturi de culoare cuprinse īntre 2700 - 3000 K, (b) surse cu lumina neutra cu temperaturi de culoare īn jurul valorii de 4000 K si (c) surse cu lumina alb-rece cu temperaturi de culoare īn jurul valorii de 6000 K.
Īn iluminatul exterior, unde nu este necesara o redare foarte buna a culorilor, se pot utiliza si surse de lumina cu un indice de redare a culorii mai scazut - Ra<65, īn conditiile īn care eficacitatea luminoasa a acestor surse este mai mare decāt a celor cu o redare excelenta a culorii -Ra
Luminanta sursei este de (0,8 - 2)·104 cd/m2, valoare considerata acceptabila, care nu
produce orbire fiziologica la privirea directa a sursei.
Durata de viata a surselor fluorescente tubulare variaza de la producator la producator si poate ajunge la 20.000 ore īn conditiile utilizarii balasturilor electronice de īnalta frecventa
Temperatura de amorsare - lampile fluorescente tubulare pot fi amorsate īn mod normal la o temperatura de minim 0°C. Īn cazul anumitor lampi speciale, amorsarea descarcarii se face cu ajutorul unui igniter electronic la temperaturi cuprinse īntre - 20 ... 70°C.
Timpul de amorsare este de 3 ... 5 s pentru lampile fluorescente cu balast electromagnetic, respectiv instantanee īn cazul lampilor echipate cu balast electronic. Lampile fluorescente tubulare, īndeplinind mare parte din cerintele impuse surselor utilizate īn iluminatul exterior - flux luminos mare, eficacitate luminoasa mare, luminanta redusa, durata de viata mare si functionare īn orice pozitie, pot fi utilizate īn urmatoarele domenii: iluminatul rutier (mai rar), instalate īn aparate speciale, īn montaj lateral sau catenar, iluminatul tunelurilor rutiere si iluminatul ornamental sau pietonal.
B. Lampa fluorescenta compacta
Are acelasi principiu de functionare ca si lampa fluorescenta tubulara, deosebindu-se prin dimensiunile si forma tubului de descarcare si modul de montare a aparatajului auxiliar.
Eficacitatea luminoasa este mai mare decāt cea a surselor cu incandescenta, consumul energetic reducāndu-se cu 80 ... 85%. Valorile eficacitatii luminoase sunt cuprinse īntre 70 ... 87 lm/W, īn functie de varianta de realizare si de puterea lampii.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampile fluorescente compacte au o culoare aparenta alb-calda (TC 3000 K) sau neutra (TC=4000 ...5300 K).
Indicele de redare a culorii are valori mari Ra=85 ... 92, ceea ce indica o redare buna si foarte buna a culorilor.
Luminanta se īncadreaza īn limite acceptabile, avānd aceeasi valoare ca si pentru lampile tubulare - cca. 3 cd/m2, fara a produce orbire de incapacitate.
Durata de viata a surselor cu balast electronic īncorporat este de 3.000 - 20.000 ore, aceasta nefiind influentata de numarul de stingeri si aprinderi repetate.
Timpul de amorsare - punerea īn functiune a sursei se face īntr-un timp t<1s, iar repunerea īn functiune se face instantaneu. Datorita numeroaselor avantaje pe care le prezinta, aceste surse de lumina pot fi utilizate cu succes atāt īn iluminatul interior cāt si īn iluminatul exterior, recomandāndu-se īn iluminatul pietonal, decorativ, rezidential datorita ambiantei calde, placute realizate.
C. Lampa cu descarcari īn vapori de mercur de īnalta presiune
Elementul principal al acestei surse īl constituie tubul de descarcare realizat din cuart, īn interiorul caruia se gaseste mercur īn cantitate strict determinata, introdus īmpreuna cu un gaz auxiliar (de obieci, argon), cu rolul de a usura amorsarea descarcarii. La capetele tubului se gasesc electrozii principali pentru functionarea īn regim normal si electrodul auxiliar pentru amorsarea descarcarii.
Eficacitatea luminoasa este relativ ridicata, putānd atinge 60 lm/W īn functie de modul de realizare si puterea sursei.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampile cu descarcari īn vapori de mercur de īnalta presiune emit o lumina alb-albastru-verde, iar temperatura de culoare variaza īntre 3400...6000 K, īn functie de varianta de realizare a lampii. Indicele de redare a culorii este Ra=43 ... 55, īn functie de luminofor.
Luminanta este mare (1,5 - 1,8)·106 cd/m2, dar stratul de luminofor aplicat pe partea interioara a balonului de protectie reduce considerabil luminanta sursei, īn limite acceptabile.
Timpul de amorsare - lampa functioneaza la parametri nominali dupa un timp de maxim 5 minute, īn functie de varianta de realizare a lampii. Eficacitatea luminoasa si durata de viata mari (de pāna la 24.000 ore) recomanda aceasta lampa pentru utilizarea ei īn iluminatul exterior, īn iluminatul zonelor rezidentiale, iluminatul pietonal, iluminatul spatiilor mari deschise.
D. Lampa cu descarcari īn vapori de mercur de īnalta presiune cu adaosuri de halogenuri metalice
Alcatuirea si principiul de functionare sunt aceleasi ca si īn cazul lampilor cu descarcari īn vapori de mercur, cu deosebirea ca īn mediul din interiorul tubului de descarcare se adauga halogenuri metalice - ioduri de sodiu, thaliu, indiu.
Fluxul luminos emis este mare si depinde de puterea sursei, de varianta de realizare a sursei si de presiunea amestecului din tubul de descarcare.
Eficacitatea luminoasa este mare, cu valori cuprinse īntre 81 ... 90 lm/W.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - culoarea aparenta este albcald datorita unei emisii continue a radiatiilor, care acopera īntregul spectru vizibil. Temperatura de culoare variaza īn functie de tipul sursei si are valori īntre 3000 ... 5600 K. Indicele de redare a culorii este Ra=65 ... 98, ceea ce indica o redare foarte buna a culorilor.
Durata de viata este foarte mare, ajungānd la 20.000 - 24.000 ore de functionare.
Timpul de amorsare este relativ redus ta=3 min, iar īn cazul īntreruperii alimentarii cu energie, repunerea sa īn functiune se face dupa 10 min. Se recomanda īn iluminatul arhitectural si ornamental (iluminatul vegetatiei) ori de cāte ori este necesara redarea culorilor. Se mai utilizeaza īn iluminatul pietonal, īn zone rezidentiale.
E. Lampa cu descarcari īn vapori de mercur de īnalta presiune cu lumina mixta
Principiul de functionare al acestei lampi este asemanator cu cel al lampii cu vapori de mercur de īnalta presiune, cu diferenta ca limitarea valorii curentului īn tubul de descarcare se face prin montarea un filament spiralat din wolfram īn serie cu tubul de descarcare.
Fluxul luminos emis este cantitativ mai mic decāt cel emis de alte surse care fac parte din categoria lampilor cu descarcari īn vapori de mercur de īnalta presiune.
Eficacitatea luminoasa este mica, avānd valori cuprinse īntre 19,5 ... 28,5 lm/W, aceasta datorāndu-se eficacitatii scazute a filamentului de wolfram.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - datorita prezentei filamentului de wolfram īn structura lampii, spectrul radiatiilor emise īn urma descarcarii din tub (spectru discontinuu) este completat cu cel emis de filament, care acopera īn mod continuu īntregul cāmp al radiatiilor vizibile. Astfel se obtine o culoare alb-calda, placuta, sursa avānd o temperatura de culoare cuprinsa īntre 3300 ... 3600 K īn functie de varianta de realizare a acesteia. Redarea culorii este satisfacatoare, avānd un indice de redare a culorii Ra
Timpul de amorsare - functionarea sursei la parametri nominali se face la 2 min de la punerea īn functiune. Reamorsarea se face dupa 5 ... 20 min, īn functie de puterea sursei. Aceste surse se utilizeaza atāt īn iluminatul interior cāt si īn cel exterior, īn special īn iluminatul decorativ, īn luminatul terenurilor sportive.
F. Lampa cu descarcari īn vapori de sodiu de īnalta presiune
Principiul de functionare al acestei surse consta īn producerea radiatiilor luminoase prin descarcari īntr-un tub realizat dintr-un material foarte rezistent la presiuni si temperaturi mari si transparent la radiatii vizibile (alumina policristalina sinterizata, Al2O3). Īn interiorul tubului de descarcare se gasesc, pe lānga sodiu, si alte gaze (argon, neon, xenon) necesare amorsarii si o mica cantitate de mercur. Amorsarea este posibila cu ajutorul unui igniter care produce un vārf de tensiune de 1500 ... 3000 V. O varianta a lampii cu descarcari īn vapori de sodiu de īnalta presiune este lampa cu dublu arc, care are īn interiorul balonului de sticla doua tuburi de descarcare, dublāndu-i-se astfel durata de functionare. Aceasta sursa asigura o reamorsare rapida dupa īntreruperea alimentarii cu energie electrica
Fluxul luminos emis este mare, īn functie de puterea sursei.
Eficacitatea luminoasa a lampii este foarte buna, cu valori īntre 90 ... 104 lm/W pentru lampa standard, respectiv īntre 45 ... 150 lm/W pentru lampa cu lumina alba
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa este alb-aurie, iar temperatura de culoare a sursei este cuprinsa īn jur de 2100 K. Indicele de redare a culorii este Ra 23, ceea ce īnseamna o redare mediocra a culorii. O varianta īmbunatatita (lampa cu lumina alba - White SON), datorita presiunii foarte mari din tubul de descarcare, are un indice de redare a culorii Ra=70 ... 80, ceea ce asigura o redare foarte buna a culorii.
Luminanta are valoare mare, ceea ce determina aparitia fenomenului de orbire de
incapacitate la privirea directa a sursei.
Durata de viata este de pāna la 24.000 ore de functionare si este influentata de variatiile de tensiune si de frecventa conectarii la retea. Īn cazul surselor cu descarcari īn vapori de sodiu cu dublu arc, durata de viata ajunge la valori de 55.000 ... 60.000 ore.
Timpul de amorsare este de maxim 5 min datorita evaporarii lente a sodiului existent īn tubul de descarcare. Reamorsarea se face īn 2 ... 10 min, īn functie de tipul si puterea sursei. Īn cazul surselor cu dublu arc, reamorsarea se face imediat. Īn iluminatul exterior aceasta lampa are o pondere mare, fiind utilizata īn special īn iluminatul rutier, pietonal, dar si īn iluminatul decorativ, acolo unde nu este necesara o redare foarte buna a culorii. Utilizarea surselor cu dublu arc se recomanda īn cazul īntretinerii dificil de realizat, īn iluminatul terenurilor sportive, zonelor industriale, intersectii de strazi foarte periculoase.
G. Lampa cu descarcari īn vapori de sodiu de joasa presiune
Radiatiile luminoase se obtin īn urma descarcarii īntr-un tub īn forma de U, īn interiorul caruia exista, īn afara de sodiu, un amestec de gaze (neon, argon) la o presiune foarte mica de cāteva sutimi de N/m2.
Eficacitatea luminoasa este foarte mare avānd valori cuprinse īntre 100 ... 183 lm/W. Acest lucru se datoreaza unei emisii monocromatice pe lungimea de unda 589 nm, aflate īn apropierea lungimii de unda l 555 nm, pentru care ochiul omenesc are o sensibilitate maxima
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa este galbena si are temperatura de culoare Tc=1700 K. Din cauza radiatiei monocromatice, indicele de redare a culorilor este egal cu zero, Ra
Luminanta - deoarece balonul de sticla este clar si tubul de descarcare este vizibil, luminanta sursei este foarte mare, producānd orbirea fiziologica la privirea directa a sursei.
Durata de viata este mare: 12.000 ... 20.000 ore de functionare.
Timpul de amorsare - lampa functioneaza la parametri nominali dupa 10 ... 15 min de la punerea īn functiune, datorita evaporarii lente a sodiului din tubul de descarcare. Reamorsarea se face īntr-un timp mai mic de 2 min. Eficacitatea foarte mare recomanda aceasta lampa pentru utilizarea īn iluminatul exterior: iluminatul rutier (artere de circulatie din afara oraselor, īn special īn zonele unde ceata este frecventa), iluminatul tunelelor si a ariilor mari deschise.
Surse de lumina cu inductie
Principiul de functionare se bazeaza pe fenomenul inductiei electromagnetice care provoaca agitatia moleculara similara lampilor cu descarcari, urmata de conversia radiatiilor emise īn spectru ultraviolet, īn radiatii vizibile, prin intermediul stratului luminofor. Aceasta sursa este produsa īn trei tipuri: - lampa "QL" produsa de firma Philips īn doua variante - QL 55W si QL 85W; - lampa "Genura R80" produsa de firma "General Electric", cu balonul īn forma de para si soclul este de tip Edison, astfel īncāt poate īnlocui sursa cu incandescenta; - lampa "Endura" produsa de firma "Osram", realizata sub forma tubulara cu contur īnchis. Īn tabelul 2 sunt prezentate unele caracteristici ale surselor cu inductie
Tabelul 2 Caracteristicile surselor cu inductie
Fluxul luminos emis creste odata cu puterea sursei si ramāne constant pe toata durata de functionare a sursei.
Eficacitatea luminoasa a lampii QL este de cca. 70 lm/W, cea a lampii "Genura R80" -48 lm/W, iar pentru "Endura" - de 80 lm/W.
Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - sursa de inductie are o lumina alb-calda, cu Tc=3000 ... 4000 K, iar indicele de redare a culorii Ra > 80.
Luminanta sursei este relativ redusa, de 5 cd/m2.
Durata de viata - lampa cu inductie nu are īn componenta sa electrozi sau filament, ceea ce confera acesteia avantajul unei durate de functionare de 60.000 ore (cca. 7 ani de functionare neīntrerupta). "Genura R80" are o durata de viata de 15.000 ore.
Temperatura de amorsare - lampa cu inductie poate amorsa si la temperatura de -20°C.
Timpul de amorsare - amorsarea si reamorsarea se fac instantaneu. Sursele cu inductie se recomanda īn iluminatul pietonal, al pietelor, rezidential si publicitar.
Aparate de iluminat
Aparatul de iluminat este un dispozitiv realizat īn scopul distributiei si transmiterii fluxului luminos emis de sursa de lumina. Aparatul de iluminat asigura alimentarea cu energie electrica a sursei de lumina, protectia sursei de lumina īmpotriva agentilor de mediu si a socurilor mecanice si protectia vizuala a omului.
Aparatul de iluminat este compus din trei subansambluri, fiecare dintre acestea avānd la rāndul sau una sau mai multe elemente componente: - dispozitivul optic: sursa (sursele) de lumina, unul sau mai multe reflectoare, difuzorul si ecranul de protectie vizuala; - armatura cu dispozitiv de montaj si siguranta, carcasa de protectie si garnituri de etansare; - aparatajul auxiliar necesar pentru amorsarea si functionarea sursei de lumina
Īn functie de modul de directionare a fluxului luminos si de confortul vizual ce trebuie realizat, unul sau mai multe din elementele componente ale dispozitivului optic pot lipsi.
Cerinte de calitate privind aparatele de iluminat
Aparatele de iluminat trebuie sa corespunda din punct de vedere calitativ cu standardele si normele aflate īn vigoare.
A. Rezistenta aparatelor de iluminat la eforturile mecanice exercitate īn cursul utilizarii-īn cazul aparatelor de iluminat destinate sistemelor de iluminat public, rezistenta mecanica a acestora trebuie sa fie corespunzatoare datorita pericolului actelor de vandalism.
B. Rezistenta la temperaturile de utilizare - lampa, cablajul intern si suprafata de sprijin a acestuia nu trebuie sa atinga o temperatura care sa-i afecteze siguranta īn functionare normala
C. Rezistenta la socuri cu corpuri solide - se exprima sub forma valorii maxime a energiei de soc suportate de respectivul echipament fara ca acesta sa sufere deteriorari.
D. Anduranta aparatelor de iluminat - īn conditiile īncalzirii si racirii ciclice care apar īn timpul functionarii, aparatul de iluminat nu trebuie sa si īntrerupa buna functionare sau sa prezinte vreun pericol pentru instalatie sau utilizatori.
E. Rezistenta la agentii de mediu - reprezinta rezistenta aparatelor de iluminat si a elementelor componente ale sistemelor de iluminat urban la actiunea prelungita a agentilor de mediu: umiditate, coroziune, temperaturi ridicate.
F. Rezistenta de izolatie si rigiditatea dielectrica
G. Rezistenta la agentii biologici - pentru o buna functionare a aparatelor de iluminat īn cadrul sistemelor de iluminat urban trebuie realizata protectia acestora īmpotriva agentilor biologici: rozatoare, insecte, pasari. Se recomanda asigurarea etanseitatii sau utilizarea unor grilaje care sa īmpiedice patrunderea agentilor biologici īn interiorul aparatelor de iluminat.
H. Protectia īmpotriva izbucnirii incendiilor - pentru reducerea la minim a riscului de izbucnire a incendiilor datorita sistemului de iluminat, o atentie deosebita se acorda alegerii aparatului de iluminat īn functie de materialul suprafetei de sprijin.
I. Rezistenta la flacara si aprindere - elementele componente izolante care sustin partile active si cele care asigura protectia īmpotriva electrocutarii trebuie sa fie rezistente la flacara si la aprindere.
J. Securitatea utilizatorului din punct de vedere electric - pe toata durata functionarii, sistemele de iluminat trebuie sa asigure protectia utilizatorului la socurile electrice care ar putea sa apara īn urma unui contact direct sau indirect dintre o parte a corpului utilizatorului si elementele componente ale aparatelor de iluminat care se afla sub tensiune īn mod normal sau accidental. De asemenea, aparatele de iluminat trebuie asigurate īmportiva patrunderii prafului, aparatelor solide si umiditatii.
Tipuri de aparate de iluminat utilizate īn iluminatul urban
Exista o gama foarte diversificata de aparate de iluminat utilizate īn iluminatul urban. Producerea acestor aparate de iluminat trebuie sa respecte normele si standardele īn vigoare ale tarilor producatoare si/sau importatoare.
A. Aparate de iluminat pentru iluminatul rutier
Pentru iluminatul rutier se utilizeaza diverse tipuri de aparate de iluminat cu forme si dimensiuni diferite, distributia fluxului luminos fiind īntotdeauna directa. Aparatul de iluminat rutier este compus din doua compartimente: compartimentul optic, care cuprinde reflectorul si sursa de lumina si compartimentul aparatajului auxiliar īn care se monteaza elementele necesare amorsarii si functionarii sursei de lumina. Carcasa metalica a aparatului de iluminat este realizata din aluminiu, iar difuzorul din poliester cu fibra de sticla. Reflectoarele din interiorul aparatului de iluminat sunt realizate din aluminiu de īnalta puritate.
Aparatele de iluminat rutier se īncadreaza īn clasele I si II de protectie īmpotriva tensiunilor de atingere accidentale.
Figura Aparat de iluminat destinat iluminatului rutier
Figura Tipuri de aparate de iluminat utilizate īn iluminatul rutier
Īn figura 7 este prezentat un corp de iluminat destinat iluminatului rutier, caracterizat printr-o distributie optima a intensitatii luminoase, īn scopul reducerii poluarii luminoase si utilizarii eficiente a energiei electrice. Figura 8 prezinta schematic cāteva tipuri de aparate de iluminat rutier.
B. Aparate de iluminat utilizate īn iluminatul decorativ (arhitectural si ornamental)
Exista o mare varietate de aparate de iluminat utilizate īn iluminatul decorativ: proiectoare, aparate de iluminat submersibile, borne luminoase si lampadare, fibre optice si surse cu laser. Proiectoarele clasice (fig. 9), avānd dimensiuni ce variaza īn functie de tipul aparatului de iluminat, pot fi echipate cu surse de puteri diferite, de la 75 W pāna la 2000 W.
Figura 9 Proiectoare utilizate īn iluminatul decorativ - prezentare schematica
Acestea emit fluxul luminos īntr-un unghi solid a carui deschidere poate varia de la 2x5° (proiectoare intensive) pāna la 2x60° (proiectoare extensive), alegerea facāndu-se īn functie de obiectivul de iluminat.
Proiectoarele de tip "spot" sunt proiectoare de mica dimensiune, de puteri mici, cu distributie intensiva sau semi-intensiva
Proiectoarele cu "lentile" prezinta un unghi de emisie al fluxului luminos ce se poate regla printr-o miscare relativa a sursei de lumina si lentilei.
Proiectoarele de siluete emit fascicole luminoase ale caror contururi sunt bine delimitate si ale caror forme se pot modifica prin intermediul unor diafragme.
Proiectoarele de imagini sunt astfel construite īncāt sa permita obtinerea unui iluminat uniform al suprafetelor si, de asemenea, proiectia unor imagini statice sau animate pe fatadele unor cladiri. Caracteristicile luminotehnice pot fi controlate cu ajutorul unor microprocesoare īncorporate īn interiorul acestora.
Aparatele de iluminat submersibile sunt special concepute pentru a fi scufundate īn apa (IP 68) o perioada īndelungata si sunt echipate cu surse cu incandescenta, alimentate la o tensiune foarte joasa (nu depaseste 12 V).
Borne luminoase si lampadare. Bornele luminoase sau "piticii" au īnaltime mica, distanta īntre sol si partea optica a acestora fiind foarte mica (fig. 10). Lampadarele sunt aparate de iluminat ale caror sisteme optice sunt situate la 3 - 4 m distanta de sol. Aceste doua tipuri de aparate de iluminat sunt utilizate atāt pentru un iluminat functional cāt si pentru un iluminat decorativ.
Figura 10 Aparate de iluminat utilizate īn iluminatul pietonal
Aparatele de iluminat cu fibre optice au īn componenta generatorul de lumina, cablurile optice si terminatiile optice (fig. 11). Generatorul de lumina (1) este echipat cu o sursa de lumina si un reflector (3) care are rolul de a concentra fluxul luminos īn modul cel mai eficient īn cablurile optice (4). Filtrele (5) montate īn generatorul de lumina au rolul de a īmpiedica transmiterea radiatiilor infrarosii si ultraviolete īn cabluri.
Figura 11 Schema de principiu a unui corp de iluminat cu fibre optice
Optional, un alt set de filtre poate modifica temperatura de culoare a radiatiei surselor de lumina. Cu ajutorul unui micromotor montat īn interiorul generatorului de lumina poate fi obtinut un iluminat dinamic. Terminatiile fibrelor optice (6) sunt montate la extremitatea cablurilor optice, au forme si dimensiuni diferite, pot fi fixe sau mobile, īn montaj aparent sau īngropat si au rolul de a asigura o anumita distributie a fluxului luminos, protejānd īn acelasi timp fibra optica
Sursele cu laser se folosesc tot mai des īn ultimii ani īn iluminatul decorativ. Utilizarea acestei tehnologii permite proiectarea la mare distanta a unor imagini, scrierea sau reproducerea unor desene. De exemplu, un laser de 5 W acopera o suprafata de 100-150 m latime aflata la o distanta de 200-300 m. Comanda si controlul unui laser se face prin intermediul calculatorului si a programelor de calcul. Unghiul de emitere a fluxului luminos este extrem de īngust, iar perceptia fascicolului de lumina de-a lungul traiectoriei sale este posibila numai datorita prezentei impuritatilor din atmosfera, acestea reprezentānd suprafetele de reflexie necesare īn procesul vederii.
Raportul dintre puterea radiata de laser īn spectru vizibil si puterea electrica consumata are valori foarte mici si variaza mult, īn functie de tipul laserului. Exista trei tipuri de laser utilizate īn tehnica iluminatului: laserul cu argon, laserul cu krypton si laserul cu culoare. Laserul cu argon emite o radiatie luminoasa de culoare verde ce poate fi descompusa cu ajutorul unei prisme īn violet, albastru si verde. Puterea radiata īn spectrul vizibil este de 0,1 - 20 W pentru o putere energetica de la 4 la 40 kW. Laserul cu kripton emite o radiatie luminoasa de culoare rosie ce pot fi descompuse īn albastru, galben si verde. Randamentul este foarte scazut. Puterile disponibile sunt cuprinse īntre 1,2 si 6 W. Raportul dintre puterea radiata īn spectrul vizibil si puterea consumata variaza īntre 1/2000 si 1/4000, īn functie de varianta de realizare a laserului. Laserul cu culoare permite obtinerea unor fascicule de lumina colorate prin intermediul unui sistem de trei emitatoare laser, cu fascicole luminoase avānd culorile de baza: rosu, verde si albastru. Randamentul īntregului sistem este scazut, iar echipamentul este foarte costisitor.
Aparatele de iluminat pentru tuneluri si pasaje subterane au diferite forme (fig. 12), fiind prevazute cu reflectoare simetrice sau asimetrice.
Figura 12Aparate de iluminat utilizate īn iluminatul tunelurilor
(a)simetrice īn plan longitudinal; (b) asimetrice īn plan longitudinal
Īn cazul īn care aparatul de iluminat este echipat cu surse de lumina care au luminanta mare, se recomanda utilizarea unor gratare pentru realizarea protectiei vizuale a conducatorului auto. Aceste aparate de iluminat pot fi echipate cu surse fluorescente tubulare sau cu surse cu descarcari īn vapori de īnalta si joasa presiune.
Īn cadrul sistemelor de iluminat asimetrice destinate tunelurilor, se utilizeaza aparate de iluminat tip "counterbeam" care dirijeaza asimetric fluxul luminos emis īn sens contrar directiei de deplasare a autovehiculelor. Aceste aparate de iluminat au o constructie speciala si prezinta rezistenta la agentii de mediu existenti īn interiorul tunelurilor.
Tuburile de lumina īnlocuiesc cu succes tuburile cu neon ale firmelor luminoase. Datorita flexibilitatii lor, se utilizeaza cu mai mare usurinta īn accentuarea contururilor, īn aplicatiile de iluminat arhitectural, copiind conturul obiectivului propus iluminarii.
Tuburile optice, la fel ca si fibrele optice, transmit lumina de la un capat la altul al tubului, ambele aplicānd principiul reflexiei totale interne; mediul de propagare din fibrele optice este solid, iar cel din tuburile optice este aerul. Īn interiorul tubului, lumina incidenta este reflectata de doua ori pe o suprafata prismatica si returnata paralel cu directia originara a luminii incidente. Tuburile de lumina au aplicatii diverse īn domeniul iluminatului, cum ar fi: directionarea, iluminatul de contur, reclamele luminoase, semnalele luminoase, iluminatul fatadelor cladirilor, piscinelor, podurilor, gradinilor. Pentru obtinerea unor efecte coloristice deosebite, se pot utiliza filtre amplasate īn generatorul aferent.
Dupa cum se observa in acest domeniu se utilizeaza practic toate sursele de lumina, de la cele mai simple lampi incandescente sau cu descarcari la sisteme sofisticate precum sursele cu laser sau fibrele optice.
|
