Обзор рынка ламп, использующихся в установках наружного освещения

Современные системы уличного освещения в городах и населенных пунктах являются достаточно энергоемкими инженерными системами. Поэтому мероприятия по энергосбережению в них приносят ощутимый экономический эффект. Важнейшим условием снижения электропотребления в осветительных установках является переход на использование современных экономичных источников света и светильников.

Программа по модернизации городского электроосветительного хозяйства может включать установку энергоэффективных светильников с герметичным отражателем с натриевыми газоразрядными лампами (ДНАТ) с высокими светотехническими характеристиками взамен устаревших по конструкции и состоянию светильников с низкоэффективными лампами накаливания и ртутными газоразрядными лампами (ДРЛ).

Виды освещения
	Для освещения магистралей, кольцевых дорог и крупных автострад используется рефлекторное освещение.  Благодаря зеркальной поверхности внутренней стороны колбы свет рефлекторной лампы концентрируется в мощный направленный поток. Мощность лампы, устанавливаемой в фонарь, 250-400 Вт.
Для освещения второстепенных дорог может использоваться как рефлекторное, так и рассеянное освещение. Фонари снабжаются рельефным прозрачным плафоном, рассеивающим лучи на дальнее расстояние. Мощность ламп составляет 70-250 Вт.	Рис. 2. Фонарь, снабженный рельефным плафоном
Рис. 3. Фонарь для рассеянного освещения, снабженный рельефным плафоном	Для освещения пешеходных тротуаров, парков, лесов, велосипедных дорожек и остановок общественного транспорта используется рассеянное освещение. При конструкции таких фонарей особое внимание уделяется плафону, рассеивающему лучи. Обычно они делаются либо в форме шара, либо в форме цилиндра. Для большего рассеивания лучей света на плафоны цилиндрической формы устанавливаются прозрачные кольца, имеющие рельефную форму. Мощность используемых в таких фонарях ламп составляет 40-125 Вт, в зависимости от дистанции, на которой установлены фонари друг от друга.

В настоящее время для уличного освещения в основном применяются различные виды газоразрядных ламп.

Семейство компактных газоразрядных ламп

За почти полувековой период внедрения газоразрядных ламп они стали стандартом для всех отраслей и не нашли широкого применения только при освещении жилья в силу таких отрицательных факторов, как повышенный шум пускорегулирующей аппаратуры, неприятное мерцание света и невозможность быстрого повторного включения лампы до момента ее полного остывания.

Обладают высокой яркостью и стабильным в течение всего срока службы цветом излучения.

Цвет излучения: от желтого до нейтрально-белого.

Компактные  размеры лампы и разрядной дуги позволяют создавать световые пучки высокой интенсивности. Рабочее положение - произвольное.

Необходимо знать:

• Начинают работать на полную мощность не сразу, а только по мере прогревания.
• Должны применяться в закрытых светильниках с защитным стеклом.
• Для работы ламп необходимы балласты и зажигающие устройства.
• Обязательно применение токового предохранителя (IEC1167).
• Если напряжение сети постоянно отклоняется от номинала более чем на 3%, то необходимо использовать ПРА на другое номинальное напряжение.

Области применения:

• Наружное освещение: улицы, площади, скоростные магистрали, транспортные пересечения, протяжные туннели, спортивные сооружения, аэродромы, строительные площадки, архитектурные сооружения, вокзалы, аэропорты для уличного освещения, производственные и складские помещения, дороги и пешеходные зоны.
• Декоративное наружное освещение: для подсветки пешеходных дорожек, тротуаров.
• Художественная подсветка зданий.

Преимущества:

• Стабильный цвет излучения в течение всего срока службы.
• Высокая эффективность ламп позволяет снизить эксплуатационные затраты.
• Длительный срок службы по сравнению с галогенными лампами и лампами накаливания.
• Все типы ламп имеют защиту от УФ излучения.

Газоразрядные лампы можно разделить на ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы.

 

Ртутная газоразрядная лампа

Ртутные газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах ртути для получения света. Дают свечение белого цвета, кроме того, интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Ртутные газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, однако в настоящее время они постепенно заменяются на более экологически чистые натриевые газоразрядные лампы.

Виды:

• дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ);
• дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ);
• натриевые газоразрядные лампы низкого и высокого давления (ДНАТ).

Дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ)

Для общего освещения цехов, улиц промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ.

Данные лампы характеризуются хорошей передачей цвета, значительной надежностью, а также меньшими расходами на установку и техобслуживание. В составе ламп присутствуют пары ртути, находящиеся под высоким давлением (до 105 Па).

Устройство и принцип действия

Лампа ДРЛ имеет следующее строение: стеклянный баллон, снабженный резьбовым цоколем. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) , заполненная аргоном с добавкой капли ртути.

Для получения светового потока применяется электроразрядное излучение в парах ртути. Так как около 40% излучения составляет ультрафиолетовая часть спектра, увеличение светоотдачи достигается при помощи люминофора, преобразующего ультрафиолет в видимый свет. Люминофором покрывается колба лампы.

При изменении напряжения сети на 10-15% в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30%. При напряжении менее 80% сетевого лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть.

Традиционные области применения ламп ДРЛ: освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются натриевыми лампами высокого давления (НЛВД).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Металлогалогенные лампы (МГЛ) относятся к классу газоразрядных ламп. Не стоит путать их с галогенными, которые являются лампами накаливания. Их объединяют разве что малые размеры и использование в качестве точечных источников света. Но в своей работе металлогалогенные лампы используют не тепловое свечение нити накала, а газовый разряд.

Аббревиатура «ДРИ» расшифровывается, как «Дуговая Ртутная с Излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)». Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия, благодаря чему значительно увеличивается световая отдача (она составляет примерно 70 - 95 люмен/Вт и выше) излучения. Все металлогалогенные лампы обладают прекрасным качеством цветовой передачи. Они излучают характерный ровный белый свет, с несколько разной цветовой температурой, растения и предметы выглядят под ними совершенно естественно.

Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы. Внутри колбы размещается кварцевая или керамическая цилиндрическая горелка, где происходит разряд в парах металлов и их йодидов. Срок службы - до 8-10 тыс. ч.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зеленого и т.п.). Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки.

Область применения металлогалогенных ламп: уличное освещение, объекты коммерческой недвижимости, служебные помещения.  Используются для наружной подсветки зданий, для освещения спортивных сооружений, для рекламной подсветки витрин и щитов. Металлогалогенные лампы отличает высокая мощность и отличный уровень светоотдачи - лампа мощностью в 250 Вт создает освещенность, соизмеримую с прожектором в 1 кВт.

На сегодняшний день широкое распространение данного вида ламп в муниципальных системах наружного освещения тормозится их высокой стоимостью.

Натриевая газоразрядная лампа

Обычно эти лампы имеют аббревиатуру ДНАТ, что означает «Дуговая Натриевая Трубчатая Лампа».

Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко-оранжевый свет.

Натриевые газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, где они постепенно заменяют ртутные газоразрядные лампы.

Натриевые лампы представляют собой одну из самых эффективных групп источников видимого излучения, так как обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.

Однако следует заметить, что применение натриевых ламп низкого давления ограничено тем фактом, что их эффективность зависит от температуры окружающей среды (во время холодной погоды они светят хуже), а в большинстве натриевых ламп высокого давления в качестве наполнителя применяется амальгама натрия (соединение натрия с ртутью). Поэтому на вопрос о большей экологичности натриевых ламп по сравнению с ртутными однозначного ответа не существует.

Существуют два принципиально различных типа натриевых ламп - лампы низкого давления (НЛНД) и лампы высокого давления (НЛВД).

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД)

Натриевая лампа низкого давления характеризуется максимальной эффективностью среди всех источников света - около 200 лм/Вт. Эти лампы идеально подходят для освещения улиц, так как излучают привычный монохромный желтый цвет, однако, не обладают достаточной передачей светового спектра. Для других целей применение ламп низкого давления затруднительно, так как цвета предметов, освещенных такой лампой различать невозможно. В закрытом помещении цветовосприятие предметов искажается (зеленый цвет, например, преобразуется в черный либо темно-синий), и помещения часто теряют свой архитектурный облик.

Натриевая лампа высокого давления (НДВД)

Такие лампы наиболее подходят для спортивных залов, коммерческих и производственных комплексов. Свет, который излучают натриевые лампы высокого давления, позволяет различать цвета почти во всем диапазоне, исключая лишь коротковолновый, в котором цвет может несколько тускнеть.

По сравнению с другими источниками искусственного освещения, натриевые лампы высокого давления имеют самый высокий КПД (около 30%). Натриевые лампы высокого давления несколько уступают лампам низкого давления по световой отдаче, которая в зависимости от мощности лампы находится в пределах 80-130 лм/Вт (что всё еще является высоким значением, по сравнению например с 13 лм/Вт у лампы накаливания).

Исходя из спектрального анализа света, испускаемого натриевыми лампами высокого давления, на длины волн 550-640 нм приходится наибольшее излучение, что максимально близко для восприятия человеческим глазом. Цветопередачу можно улучшить путем использования различных смесей газов, применения разнообразных и люминесцирующих материалов, а также изменяя давление в лампе, но все эти приемы несколько снижают КПД и световой поток лампы.

Иногда в качестве наполнителя ламп применяют смесь натрия и ртути, что даёт более качественное освещение, но ухудшается экологический аспект их применения.

При изменении питающего напряжения у натриевых ламп значительно изменяется напряжение работы лампы, а также другие ее параметры. Поэтому, если вы решили купить натриевые лампы, то нужно помнить, что производители рекомендуют эксплуатировать их при сравнительно небольших изменениях питающего напряжения.

Светодиодное освещение

В настоящее время одним из самых перспективных направлений в освещении является внедрение светодиодов.

Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника.

Светодиодные светильники обладают высокой экономичностью энергопотребления и являются экологически чистыми, не требуют специальных условий по обслуживанию и утилизации. Срок их службы значительно превышает существующие аналоги (срок непрерывной работы светильника не менее 80 тыс. часов, что эквивалентно 25 годам эксплуатации, при 10 часовой работе в день). Причем, это не срок, когда светодиод выходит из строя, а примерно в это время снижение его светового потока достигнет 50%.

Светодиодные светильники (в отличие от светильников с газоразрядной лампой) обладают возможностью регулировки яркости за счет снижения питающего напряжения. СНиП 23-05-95 для экономии электроэнергии допускает в ночное время снижение уровня освещенности на 30-50%.

Современная философия энергосбережения должна включать в себя все многообразие подходов и технологий экономии топливно-энергетических ресурсов, и в первую очередь за счет внедрения инновационных решений в этой области. Внедрение светодиодного освещения - это одна из значительных ее составляющих

При подготовке материала была использована информация с сайтов www.ru.wikipedia.org/, http://www.svet-consulting.ru/

Сравнительная таблица разных типов ламп, использующихся в уличном освещении

	ЛН лампа накали-вания	ДРЛ	ДРИ	ДНАТ низкого давления	ДНАТ высокого давления	Свето-диодный светильник
Экономичность	низкая	средняя	средняя	высокая	средняя	высокая
Цветопередача	отличная	хорошая	отличная	плохая	хорошая	отличная
Светоотдача, Лм/Вт	13	30-60	70-95	До 200	До 150	До 150
Период эксплуатации	короткий (1000 ч)	значительный (до 12000 ч)	значительный (до 15000 ч)	значительный (до 32 000 ч)	значительный (до 32 000 ч)	длительный (до 80000 ч)
Возможность плавной регулировки мощности	да	нет	нет	нет	нет	да
Зажигание, перезажигание	быстрое	длительное	длительное	длительное	длительное	быстрое
Наличие ртути	нет	да	да	нет	количество ртути сильно уменьшено или отсутствует вовсе	нет

 

 

____________________