Download
1 / 63
E N D
1. Osvetljenje Matija Sokola
April/Maj 2011
2. UVOD Svetlost je elektromagnetno zracenje koje nadrauje ljudsko oko i time izaziva osecaj vida i doivljaj boje.
Nastanak EM zracenja - elektroni u atomima primaju energiju i prelaze na vii energetski nivo. Pri povratku na originalni nivo, odaje se energija u obliku EM talasa.
Talasna duina i frekvencija zavise od kolicine energije.
Nema tacnih granica tipicno oko ce reagovati na talasne duine od 400 do 700 nm, iako neki ljudi vide talasne duine od 380 do 760 nm.
380 do 760 nm odgovara frekvencijama od 395 do 790 THz.
3. UVOD Ljudsko oko je slabo osetljivo na krajnje vrednosti vidljivog spektra, pa se u tehnici osvetljenja koristi opseg od 470 do 650 nm.
Ljudsko oko je najosetljivije na zelenu svetlost od 555 nm.
Osvetljenje mora da zadovolji svoju svrhu i da obezbedi-ispuni kriterijume za ivot i rad (ili za reklamu).
Osnovna tenja dobrog vetackog osvetljenja je da koristi svetiljke ciji ce spektar svetlosti biti to slicniji suncevoj.
4. Vrste i svrha osvetljenja U zgradama:
opte osvetljenje ravnomerno se osvetljava cela prostorija;
dopunsko osvetljenje vecina svetlosnog fluksa izvora neposredno osvetljava eljenu ravan.
5. Vrste osvetljenja u industrijskim objektima Opte osvetljava objekte, prostorije (centralno ili sektorski) i radna mesta.
Radno lokalno.
Nuno u prostrijama gde se ne sme prekidati rad.
Sigurnosno
Pomocno - sa pomocnog izvora EE, obezbedjuje minimalnu osvetljenost),
Panicno - sa baterije (min. 3 h), pokazuje izlaze,
Orijentaciono osvetljava glavne komunikacije,
Straarsko za obezbedjenje objekata.
6. U elektroenergetskim postrojenjima Opte.
Radno.
Prenosno za remonte u zgradama i na otvorenom.
Nuno u prostrijama gde se ne sme prekidati rad.
Za obezbedjenje du cele ograde
Za obeleavanje prepreke za vazdunu plovidbu (dimnjaci, tornjevi, dalekovodi)
Ukrasno.
7. Fotometrijske velicine Osnovni element svakog zracenja je prosta (monohromatska) radijacija.
Broj prostih radijacija je beskonacan, jer je frekvencija prakticno kontinualna.
Razlicite frekvencije ljudsko oko vidi kao boje - od ljubicaste (oko 410 nm) do crvene (oko 750 nm)
Pri promeni sredine, menja se brzina prostiranja, pa svetlost zadrava frekvenciju ali menja talasnu duinu.
Svetlosno zracenje se definie fluksom, jacinom, osvetljajem, bljeskom, kao i spektrom.
8. Svetlosna jacina Svetlosna jacina je mera snage svetlosti intenziteta svetlosti u jednom smeru.
Simbol je I , a jedinica kandela (cd)
1 kandela je definisana kao jacina svetlosti izvora koji emituje monohromatsku svetlost od 5,4x1014 Hz(555 nm) energetske jacine 1/683 W po steradijanu.
1 steradijan je prostorni ugao od 360/(4p)
Ako izvor od 1 cd emituje svetlost ravnomerno u svim pravcima, svetlost ima snagu od 18,4 mW
9. Svetlosni fluks Svetlosni fluks je ukupno zracenje jednog izvora svetlosti, u opsegu frekvencija koje ljudi vide.
Koristi se kao objektivno merilo korisne snage koji izvor svetlosti emituje.
Simbol je F , a jedinica lumen (lm)
F = I W
gde je W prostorni ugao.
Svetlosni izvor jacine 1 cd odailje u prostor ukupni svetlosni fluks od 4p odnosno 12,56 lumena
10. Osvetljenost Osvetljenost je definisana kao upadno zracenje reducirano na jednu povrinu.
Simbol E , jedinica luks (lx)
E = F / S
Odnosno E = I / r2
Osvetljenost od 1 lx dobija se kad 1 lm svetlosnog fluksa ravnomerno pada na povrinu od 1m2
11. Osvetljenost 1 lx pun mesec,
10 lx ulicno osvetljenje,
100 - 1000 lx osvetljenost za rad,
10 000 lx osvetljenost u operacionoj sali,
100 000 lx direktna sunceva svetlost.
12. Nivo osvetljenosti Osvetljenje treba da bude tako odabrano da osvetljenost odgovara zahtevima prostorije u koju se postavlja.
Nizak nivo osvetljenosti smanjuje radnu sposobnost, a suvie visok izaziva zasenjivanje i neekonomican je.
Za grube poslove dovoljna je manja osvetljenost od osvetljenosti za precizne poslove.
Prema JUS standardu, postoji 6 nivoa osvetljenosti, prema zahtevima osvetljenosti
13. Nivoi osvetljenosti Prosecna osvetljenost prostorije (lx)
14. Prostorna ravnomernost osvetljenosti Odnos izmedju osvetljenosti najslabije osvetljenog mesta u prostoriji prema prosecnoj osvetljenosti.
15. Tipicni nivoi osvetljenosti Stanovi lx
Hodnici, stepenita, podrumske prostorije 30*, 50
Kupatila 50*, 80
Spavace sobe 50*, 80
Trpezarije, kuhinje 80*,150
Saloni i sobe za rad 80*, 150
Vrednosti obeleene sa * se uzimaju ako se osvetljenje vri sijalicama sa metalnim vlaknom. Osvetljenje fluorescentnim cevima treba da bude i do 100% vece.
16. Tipicni nivoi osvetljenosti Trgovine lx
Skladita za privremeni smetaj robe 50
Skladita za sortiranu robu 80
Prodavnice preradjevina od metala, koe 150
Prodavnice finih proizvoda i robne kuce 300
Velike robne kuce, supermarketi 600
17. Tipicni nivoi osvetljenosti Kancelarije i ustanove lx
Prostorije za opte poslove, arhive, registatori 150
Otprema pote, prijemna mesta za stranke, finiji kanc. poslovi, racunovodstvo i knjigovodstvo 300
Tehnicko crtanje 600
kole
Vebaonice, ucionice 150
Sale za crtanje, laboratorije 300
18. Tipicni nivoi osvetljenosti Zdravstvene ustanove lx
Hodnici, bolesnicke sobe 80
Priprema jela, sobe bolnickog osoblja 80
Ordinacije, laboratorije, apoteke 150
Operacione sale, sale za obdukciju 600
19. Tipicni nivoi osvetljenosti Drvna industrija lx
Rezanje drveta 80
Jednostavniji radovi za obradu drveta 150
Radovi za finu obradu drveta 300
Rezbarenja i tome slicna fina obrada drveta 600
20. Tipicni nivoi osvetljenosti Graficka industrija lx
Priprema litografskih ploca, radovi oko tamparskih maina,tampanje tapeta 150
Radovi na litografskim plocama, galvanoplastika, sortiranje papira 300
Izrada kliea, doterivanje sloga, izrada matrica 600
21. Spektar svetla Iako je spektar kontinualan, koristi se podela na boje, tipicno prema talasnim duinama u vazduhu:
22. Osetljivost oka Percepcija ljudskog oka zavisi od talasne duine svetlosti.
Najbolje vidimo plavu, zelenu i crvenu.
Fotopska vizija pri dobroj osvetljenosti. ?
Skotopska pri slaboj osvetljenosti.
23. Odlike ljudskog oka KONTRAST je subjektivni osecaj luminacije dva podrucja vidnog polja videnih istovremeno ili jedno za drugim.
KONTRAST
Crni tu na belom papiru 1:18
Crna tampa na novinskom papiru1:14
Crna slova pisace maine na papiru1:8
Mastilo na belom papiru1:10
Izmedu radne tacke i okoline10:1
Izmedu svetlosnog izvora i pozadine20:1
Izmedu bilo kojih tacaka u vidnom polju40:1
24. Odlike ljudskog oka ADAPTACIJA
Promenom precnika zenice
Promena aktivne povrine mrenjace
OTRINA VIDA
Zavisi od boje svetlosti
Velicine sjaja
Osvetljenosti predmeta
BLETANJE
Fizioloko bletanje
Psiholoko bletanje
25. Ljudsko oko Oko, organ cula vida, ima priblino sferni oblik precnika oko 2,5 cm.
Spolja je obavijeno beonjacom, koja je u prednjem delu blago ispupcena prema napred.
Taj ispupceni deo predstavlja cvrstu i providnu membranu koja se naziva ronjaca (lat. cornea).
Iza ronjace nalazi se komora ispunjena ocnom tecnocu.
Zatim dolazi okrugli obojeni deo oka koji se naziva duica ili iris, koji na sebi ima okrugli otvor zenicu (pupila) koji omogucava da svetlost padne na ocno socivo (lens crystallina).
Zenica se moe iriti i skupljati, cime se regulie svetlosni fluks koji pada na ocno socivo, cime se oko titi od prekomernog nadraaja.
Socivo je preko tetiva vezano za cilijarne miice kojima moe da se menja oblik sociva.
26. Ljudsko oko Prostor iza sociva ispunjen je pihtijastom masom koja se naziva staklasto telo (corpus vitreum).
Zadnja povrina oka prekrivena je finim spletom (mreom) nervnih vlakana, pa se ova oblast naziva mrenjaca (retina).
Ova vlakna sacinjena su od celija koje se nazivaju tapici i cepici i koje plivaju u tecnosti koja se naziva vidni purpur.
Na mrenjaci se nalazi malo udubljenje - uta mrlja, u cijem je centru vrlo mala povrina precnika 0,25 mm pod latinskim nazivom forea centralis, sastavljena samo od cepica na kojim se formira najotriji lik.
Ocni miici usmeravaju oko uvek tako da lik predmeta koji se posmatra padne na ovu oblast. Iz mrenjace polazi ka mozgu ocni nerv (ivac).
Sam kraj ocnog nerva predstavlja slepu mrlju, jer u njoj nema ni cepica ni tapica.
27. Cepici i tapici U oku ima oko 120 milona tapica, i oko 7 miliona cepica .
Periferni delovi mrenjace prekriveni su preteno tapicima, dok broj cepica raste prema sredini oka.
tapici i cepici imaju bitno razlicite uloge.
Osetljivost tapica na jacinu svetlosti je oko 1000 puta veca od osetljivosti cepica, tako da oni stvaraju osecaj svetlosti vec kada desetak fotona u sekundi pogadja mrenjacu.
Medjutim, tapici "ne razaznaju" boje, tj. nisu osetljivi na boje.
Tako, pri slabom osvetljenju oko ne razaznaje boje (efekat sumraka), vidi sva tela kao razlicito siva, ali moe da razazna njihove oblike.
Za vidjenje boja, koje oko pocinje da razlikuje kod vecih svetlosnih intenziteta, odgovorni su cepici koji su manje osetljivi od tapica.
28. Spektri svetla Svetlost se vidi kao bela kada su zastupljene sve talasne duine (boje) u odredjenim proporcijama.
Osnovna tenja dobrog vetackog osvetljenja je da spektar bude to blii Suncevom spektru.
29. Suncev spektar Van atmosfere vrlo blisko spektru crnog tela na 5800 K
30. Suncev spektar Na nivou mora manji nivo zbog apsorpcije u atmosferi
31. Spektri svetla
32. Spektri svetla SPEKTAR ZRACENJA RAZNIH SVETLOSNIH IZVORASPEKTAR ZRACENJA RAZNIH SVETLOSNIH IZVORA
33. Svetlosni Izvori
34. UVOD Svetlosni izvori su tela koja emituju svetlost, odnosno EM talase u opsegu frekvencija koje registruje ljudsko oko.
Prirodni:
Sunce (1,37 kW/m2)
munje
Vetacki:
Termicki (plamen i sijalice sa uarenim vlaknom).
Elektroluminiscentni elektricno pranjenje u gasovima.
Fluorescentni odaju svetlost kad su izloeni zracenju vie energije (UV).
Laserski.
35. Sijalice sa metalnim vlaknom EE se pretvara u termicku, a zatim u svetlosnu.
Balon sijalice je ili vakuumiran ili ispunjen inertnim gasom (argon + azot ili kripton).
Vlakno je od volframa, osmijuma ili tantola.
Volfram temperatura topljenja je 3655 K (3410 C)
Vlakno se ugreje na oko 2500 do 2800 C.
Prave se od 10 do 300 W.
Svetlosni ucinak je 8 do 20 lm/W
Svetlosni ucinak opada tokom upotrebe.
36. Sijalice sa metalnim vlaknom Kada se kroz vlakno propusti elekricna struja, vlakno se ugreje, na oko 500 C pocinje da svetli, a oko 2500 C svetli belom bojom.
Kad bi u balonu bio vazduh, vlakno bi izgorelo.
Problem sa vakuumom je da pri visokim temperaturama volfram isparava sa vlakna, oslobadja se i skuplja na staklenom balonu. Ovim isparavanjem vlakno se brzo troi.
U modernim sijalicama, u balon se ubacuje inertan gas koji smanjuje gubitak volframa ispareni atomi se sudaraju sa atomima gasa i tako vracaju na vlakno.
Poto je gas inertan, nema reakcije (sagorevanja).
Na taj nacin se povecava vek trajanja sijalice a moguce su i malo vie temperature vlakna, dajuci bolji svetlosni ucinak.
37. Tipicne snage i svetlosni fluksevi
38. Sijalice sa metalnim vlaknom 1. Stakleni balon
2. Inertni gas
3. Spiralno vlakno
4,5. Kontaktne ice (nikl)
6. Podupirac
7. Stakleni podupirac
8. Kontakt
9. Podnoje navoj
10. Izolacija
39. Vlakno Vlakno je tipicno duine nekoliko metara
Da bi se dugacko vlakno upakovalo u standardnu sijalicu, pravi se od uvijene spirale dvostruko spralizovano vlakno.
40. Sijalice sa metalnim vlaknom Podnoje :
Navoj E10, E14, E27, E40.
Bajonet B-15 i B-22.
Bajonet-auto Ba7s, Ba9s, Ba15s i Ba22s.
Baloni mogu biti :
Bistri
Matirani
Opalizirani
Metalizirani
Obojeni
41. Opalizirane sijalice
42. Razne sijalice
43. Specijalne sijalice sa metalnim vlaknom Reflektorske balon je posebnog oblika i iznutra delimicno presvucen slojem aluminijuma.
Infracrvene za staklenike i za inkubatore
Za friidere mala potronja
Za porete specijalno staklo
Sa crvenom svetlocu za foto laboratorije
Projekcione
Za mikroskope
44. Specijalne sijalice sa metalnim vlaknom Halogene sijalice proizvode bljetavu svetlost koja osvetljene povrine cine svetlijim i ivljim.
U balon se dodaje mala kolicina joda ili broma halogenog elementa, koji vraca ispareni volfram na najtoplija mesta vlakna.
Stoga se nit moe zagrejati na viu temperaturu (3000C)
Belja svetlost i bolja svetlosna korisnost (do 22 lm/W)
Tipican ivotni vek od 2000 sati.
Posebna panja pri instalaciji.
45. Halogene sijalice Halogene sijalice su do 50% sjajnije od klasicnih sijalica. Kod njih je takode moguca regulacija jacine izlazne svetlosti.
Najcece su to niskonaponske halogene sijalice, malih dimenzija i velike ekonomicnosti. Neophodan je transformator koji mreni napon smanjuje na 12 V.
IRC princip zasniva se na termickom vracanju energije. Specijalan omotac na balonu sijalice (infracrveni omotac) reflektuje toplotu nazad u sijalicu. Dakle, potrebno je manje energije da bi uareno vlakno odravalo radnu temperaturu. IRC halogene sijalice utede i do 45% elektricne energije
Halogene sijalice su dostupne i kao direktna zamena za klasicne sijalice sa uarenim vlaknom bez potrebe za bilo kojom vrstom transformatora ili pratece elektronike.
46. Halogene sijalice
47. ivine sijalice ivine sijalice su prve sijalice sa pranjenjem u metalnim parama uvedene u optu primenu.
Koriste se u spoljanjem osvetljenju, kao i za industrijske hale.
Relativno mala cena, dug vek trajanja i dobra boja.
Danas su malo manje popularne zbog novih sijalica koje imaju bolji svetlosni ucinak.
48. ivine sijalice Unutranja kvarcna cev je ispunjena argonom i ivom.
Prvo se oformi tinjavo izbijanje (luk) izmedju glavne i pomocne elektrode, razvija se toplota i iva isparava.
Uskoro dolazi do pranjenja izmedju glavnih elektroda.
49. ivine sijalice Proces zagrevanja traje 3 do 5 minuta.
Mora da se ohladi i iva kondenzuje pre ponovnog paljenja.
Svetlosno zracenje nastaje zbog sudaranja elektrona sa atomima ive.
Talasna duina zavisi od pritiska ive (povezan sa temperaturom) i od gustine struje u cevi.
Svetlost nema crvene komponente, pa se spoljni balon premazuje fluorescentnim prahom koji reaguje na ultraljubicaste talase i pretvara ih u vidljive i deficitarne crvene talase.
Napon paljenja je vii od napona pranjenja.
Da se spreci udarna jonizacija i moguce otecenje elektroda, koristi se prigunica vezana na red, koja smanjuje napon na krajevima cevi na oko 125 V.
50. Tipicne ivine sijalice
51. Spektar ivinog pranjenja Pri malim pritiscima, svetlost je skoro sva u UV opsegu, a porastom pritiska rastu uta, zelena i ljubicasta komponenta.
52. Fluorescentne cevi 70 % celokupnog vetackog osvetljenja na svetu postie se pomocu fluocevi.
Dug radni vek (oko 10 000 sati) i visok svetlosni ucinak (i do 100 lm/W).
Fluocevi rade na principu elektricnog pranjenja.
Elektricnim probojem izmedu elektroda na krajevima staklene cevi, proizvodi se jedva vidljivo UV zracenje.
Vidljiva svetlost nastaje tek kada UV zracenje osvetli fosforni sloj koji je nanesen po unutranjosti staklene cevi.
Za start i rad, sve fluocevi koriste predspojne uredaje.
53. Fluorescentne cevi Staklena cev sadri nekoliko miligrama ive i inertni gas, tipicno argon.
Na krajevima cevi su arne elektrode, prikljucene na AC napon.
54. Fluorescentne cevi Vidljiva svetlost se dobija fluorescencijom premaza cevi, tipicno na 440 nm i 546 nm.
Boja svetlosti zavisi od hemijskog sastava premaza.
Mnogi ljudi nalaze da je spektar fluo cevi neprijatan ljudi izgledaju bledo.
Ovo je zato to mnoge fluo cevi imaju malu proporciju crvene svetlosti u spektru, to pogotovo dolazi do izraaja pri niim nivoima osvetljenosti.
Fluo cevi se razlikuju po tyv temperaturi boje koja se krece od 2700K (topla bela) to 6800K (svetlo bela).
55. Fluorescentne cevi Fluorescentne lampe nisu pogodne za spoljnu rasvetu.
Razlog je to na njih u velikoj meri utice temperatura ambijenta, kako je to prikazano na slici.
One su najefikasnije kada je temperatura vazduha koji ih okruuje oko 27C.
56. Fluorescentne cevi
57. Fluorescentne cevi Prigunica i starter.
Nacin vezivanja u kolu.
58. Tipicne fluorescentne cevi
59. Povezivanje jedne fluo cevi
60. Svetiljke za fluorescentne cevi .
61. Kompaktne fluorescentne cevi Zamenjuju klasicne sijalice sa uarenim vlaknom.
Prednosti su:
manja potrosnja energije i dui vek.
manji bljesak jer je svetleca povrina veca.
nema opasnosti od opekotina.
U nekim zemljama (Irska, Australija,) sijalice sa uarenim vlaknom su zabranjene, samo se kompaktne FC prodaju.
Mane: skuplja zbog elektronike, ukljucenje nije trenutno, loe radi prvih minuta kad je hladno, neke (jeftinije i manje snage) imaju takav premaz da je spektar boje hladan i plavicast, problemi sa odlaganjem pregorelih (iva je opasan otpad).
62. Kompaktne fluo cevi
64. Tipicne vrednosti kompaktnih fluo-cevi
