Iluminatul Public

CAP.1 INTRODUCERE…………………………………………………………………………………………004

1.1. Solicitantul temei de design – profilul beneficiarului………………………………………….007

1.2. Obiectul temei de design…………………………………………………………………………………..007

1.3. Motivația temei de design…………………………………………………………………………………007

1.4. Probleme generale privind producerea și vânzarea corpurilor de iluminat…………008

1.5. Analiza preliminară………………………………………………………………………………………….008

PARTEA I-A LUMINOTEHNICA

CAP.2 FOTOMETRIE…………………………………………………………………………………………..010

2.1. Mărimi și unități fotometrice…………………………………………………………………….010

2.1.1. Flux luminos………………………………………………………………………………………011

2.1.2. Intensitate luminoasă…………………………………………………………………………..012

2.1.3. Iluminare…………………………………………………………………………………….013

2.1.4. Excitanță………………………………………………………………………………………015

2.1.5. Luminanță…………………………………………………………………………………….015

2.1.6. Cantitatea de lumină. Expunerea luminoasă…………………………………………017

2.2. Măsurări fotometrice……………………………………………………………………….018

2.3. Proprietăți fotometrice ale materialelor……………………………………………….024

CAP.3 SURSE ELECTRICE DE LUMINĂ…………………………………………………………….027

3.1. Lămpi cu incandescență………………………………………………………………………….028

3.1.1. Construcția lămpii cu incandescență…………………………………………………029

3.1.2. Caracteristicile lămpii cu incandescență……………………………………………..030

3.1.3. Lampa cu incandescență cu ciclu regenerativ………………………………………..032

3.2. Lămpi cu descărcare în gaze și vapori metalici………………………………..034

3.2.1. Principiul de funcționare……………………………………………………034

3.2.2. Lămpi cu descarcare în gaze în regim de licărire……………………………037

3.2.3. Tuburi cu descărcări în regim de licărire folosind coloana luminoasă pozitivă..037

3.2.4. Lămpi cu descărcări în arc………………………………………………….….037

3.2.4.1. Lămpi cu vapori de mercur…………………………..………………..038

3.2.4.2. Lămpi cu vapori de sodiu……………………………………………….041

3.2.4.3. Lămpi cu fluorescențe……………………………………….………….042

3.3. Lampa cu inducție………………………………………………………………..044

3.3.1. Principiul de funcționare……………………………………………………………..044

3.3.2. Caracteristici luminotehnice………………………………………………………….048

PARTEA A II-A DOCUMENTAȚIE

CAP.4. CORPURI DE ILUMINAT…………………………………………………………………………050

4.1. Clasificarea corpurilor de iluminat…………………………………………………………..050

4.2. Corpuri de iluminat pentru interior…………………………………………………………..052

CAP.5. SISTEME ELECTRICE DE ILUMINAT INTERIOR…………………………………054

5.1. Caracteristice ale sistemelor electrice de iluminat interior…………………………..054

5.2. Calculul fotometric al sistemelor de iluminat interior…………………………………058

5.2.1. Parametri ce caracterizează un sistem de iluminat………………………………….058

5.2.2. Aprecierea aspectelor calitative…………………………………………………………059

5.3. Tendințe actuale în conceperea sistemelor de iluminat interior……………………060

5.3.1. Tendințe……………………………………………………………….……060

5.3.2. Sisteme de iluminat flexibile…………………….………………….………..063

5.3.3. Managementul sistemelor de iluminat……………………………………….064

5.4. Studiu referitor la produse din aceeași gamă existente pe piață………………066

5.4.1. Studiu privind relația funcție-formă……………………………………….

5.4.2. Studiu privind siguranța și ergonomia produsului…………………………

5.4.3. Cercetări referitoare la tipurile de materiale și tehnologii utilizate în fabricarea ––––––produselor similare existente pe piață………………………………………..

5.4.4. Studii privind cromatica și estetica produselor existente……………………….

PARTEA A III-A SOLUȚII ȘI REZOLVĂRI

CAP.6.ELABORAREA IPOTEZELOR DE REZOLVARE……………………………………….

– generare de idei (desene – schite cu forme noi. Dezbaterea lor. Concluzii)

– solutii tehnice (solutii functionale noi – daca este cazul, propuneri de materiale noi – duc la performante mai mari si la preturi mai mici ale noului produs, propuneri de tehnologii de fabricare – daca este posibil tehnologii mai ieftine care obtin produsul la aceeasi parametrii calitativi). Concluzii

– solutii noi coloristice

– onsultarea beneficiarului

CAP.7. ELABORAREA SOLUȚIEI FINALE……………………………………………………………..

– desenul de baza (schita finala aleasa),

– reprezentarea tehnica a produsului (cote, tipuri de materiale)

– reprezentarea grafica a produsului (variante cromatice)

– macheta de studiu,

– caiete de sarcini pentru materialele recomandate,

– indicarea tehnologiei de executie,

– documentarea economica comparativa,

– justificarea si sustinerea solutiilor propuse

CAP.8. CONCLUZII………………………………………………………………………………………………..

(noutatile pe care le aduce produsul sau mai bine zis problemele ce au fost rezolvate de catre noul design) O fraza scrisa cu cap

BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………………………..

CAPITOLUL 1 – INTRODUCERE

Despre iluminat – scurt istoric

Cu cel puțin 500 de mii de ani în urmă, oamenii au învățat cum să folosească focul ca sursă de lumină. De-a lungul secolelor, iluminarea a devenit tot mai evoluată, azi putând ilumina clădiri și străzi întregi doar prin apăsarea unui buton.

Nimeni nu știe câtă vreme s-a scurs de când omul a folosit pentru prima dată un fitil într-un vas umplut cu grăsime animală; cert este că s-au găsit lămpi primitive scobite în roci calcaroase sau gresie, datând din jurul anului 80000 î.e.n. , iar în Iran lămpi de ceramică în jur de câteva zeci de mii de ani vechime.

Conform Bibliei, lumânări făcute din grăsimi animale s-au folosit și în templul regelui Solomon, în secolul X î.e.n. Acestea se mai folosesc și azi în temple, dar în locuințe au apărut doar în Evul Mediu.

Designul iluminatului a fost confirmat ca o parte esențială a procesului de proiectare a construcțiilor. Designerul de astăzi are nevoie să înțeleagă iluminatul, atât ca o formă de artă, dar și din perspectiva implicațiilor sale asupra mediului, tehnologiei și sistemului electric.Spațiul arhitectural există când este experimentat de simțuri, în mod particular de vedere.Van Meiss consideră designul architectural arta de a poziționa si controla sursele de lumină în spațiu, sursele de lumină incluzând surse naturale, precum ferestrele, cât și surse artificiale, printre care se numără instalațiile de iluminat de diferite tipuri.

Epoca electricității

Dezvoltarea industrială și agricolă din ultimele două secole, a determinat o creștere considerabilă a consumului de energie.

Dacă la început, necesitățile reduse de energie determinau amplasarea consumatorilor lângă sursele de energie (eoliană, hidraulică), introducerea mașinilor cu abur a mărit independența omului de formele de energie (vânt, apă) și puterile utilizate în procesele de producție.

Constituirea unor centre industriale și asigurarea acestora cu resurse de energie a determinat necesitatea transportului acestor resurse, deoarece centrele de consum și cele cu surse de energie nu coincideau. A apărut astfel problema găsirii căilor prin care aceste resurse să fie transportate de la sursă la locurile de consum.

Transportul energiei mecanice de rotație, obținută pe cale hidraulică sau pneumatică a înregistrat la timpul respectiv recorduri (750 – Schaffhausen, cca. 200CP. – de la o instalație hidraulică la o filatură) care astăzi servesc doar pentru comparații.

La Londra instalația hidraulică de transmitere a energiei avea în 1894 o lungime totală de 112 km.

Prima transmisie pneumatică s-a construit în 1845 pentru săparea tunelurilor și a minelor. Parisul avea înainte de 1890 o centrală de 2000 CP și o rețea de aer comprimat de 60 km.

Unele descoperiri ale științei au permis realizarea primelor surse de energie electrică, a primelor receptoare de energie electrică și apoi a tuturor instalațiilor de transmitere a energiei electrice la distanță.

Bazele teoretice ale noului domeniu ce începea să se dezvolte a impus constituirea unui nou capitol al fizicii, electricitatea, iar ulterior electrotehnica. Fizicienii specializați în acest domeniu devin electrotehnicieni.

Din istoria utilizării curentului electric la Iași.Cronologie.

1800 – Prima sursă de curent electric – pila Volta

1801 – Descoperirea arcului electric – sursă de lumină (Davy)

1838 – Utilizarea filamentului de cărbune pentru iluminat electric – studii

teoretice (Jobart)

1840 – Brevetarea telegrafului electric (Morse)

1844 – Prima linie de telegrafie electrică din lume (Statele Unite)

1854 – Proiectul liniei telegrafice Iași – Cernăuți

1855 – Deschiderea biroului telegrafic din Iași

1873 – Lampa cu incandescență (Lodâghin)

1876 – Brevetarea primului telefon (Bell și Grey)

1877 – Lampa electrică cu arc (Iablocicov).

1878 – Experimentarea iluminatului electric la Paris.

1878 – Lampa cu incandescență și filament de cărbune ( Edison).

1879 – Primul Tramvai electric (Germania).

1881 – Transmisia la distanță a energiei electrice (Deprez).

1882 – Prima centrală electrică orășenească (Edison – New York).

1882 – Primele telefoane la Iași

1883 – Iluminatul festiv la București .

1883 – Prima lampă electrică cu arc la Iași.

1883 – Expoziția de electricitate de la Viena.

1884 – Iluminatul electric al orașului Timișoara.

1894 – Prima centrală electrică din Iași la Spitalul Sf. Spiridon.

1896 – Iluminatul electric al Teatrului Național și al Pieții Teatrului din Iași.

1897 – Iluminatul electric al Liceului Internat ''C. Negruzzi'' Iași.

1897 – Inaugurarea noii clădiri a Universității ieșene având uzină proprie.

1898 – Iluminatul electric al Pieții Unirii de la uzina Teatrului Național.

1899 – Darea în funcțiune a uzinei electrice a orașului Iași.

1900 – Primele tramvaie electrice la Iași.

1905 – Darea în funcțiune a uzinei de la Atelierele C.F.R. Nicolina.

1906 – Montarea primelor Diesele (Centrala atelierelor C.F.R. Nicolina) la Iași.

1910 – Prima școală de electricitate la Iași.

1912 – Înființarea învățământului electrotehnic superior la Iași.

1923 – Darea în funcțiune a uzinei electrice de la Fabrica de Țigarete.

1924 – Înființarea Societății Comunale de Electricitate din Iași.

1925 – Trecerea la sistemul trifazat 6kv în Iași.

1926 – Alimentarea cu curent electric a tramvaielor de la uzina centrală.

1927 – Darea în funcțiune a uzinelor electrice de la fabricile Țesătura și Textila

Roșie.

1928 – Darea în funcțiune a uzinei de la Palatul Administrativ și de Justiție

1945 – Înființarea Întreprinderii Comunale a Uzinelor de Electricitate – Iași.

1948 – Naționalizarea uzinei centrale.

1952 – Prima linie de 6 kv pentru electrificări rurale (Iași – Holboca).

1957 – Interconectarea Iașului la sistemul energetic național

(Stația de 110/35/6 kv – Iași.)

1961 – Înființarea Întreprinderii Regionale de Electricitate (I.R.E.).

1966 – Intrarea în funcțiune a Centralei electrice de termoficare (două

grupuri de 25 Mw).

1974 – Darea în funcțiune a stației de 220/110 kv la Iași.

1978 – Darea în funcțiune a stației de 110 kv – Galata, viitoarea stație de

sistem 400/110 kv.

Lumina rămâne legată de urban și poate primi o definiție de prelungire a zilei. Daca acolo unde este apă este și viață, atunci unde este lumină e activitate.

1.1.SOLICITANTUL TEMEI DE DESIGN – PROFILUL BENEFICIARULUI

Profilul beneficiarului se concretizează în:

● firme și fabrici producătoare de corpuri de iluminat

● magazine cu profil corpuri de iluminat sau cu profil decorațiuni interioare, mobilier, accesorii

● antreprenori, design-eri

● utilizatorul final: locuințe, spații de alimentație publică (localuri, cafenele, baruri tematice), hoteluri, birouri, magazine, spații de expoziție

1.2.OBIECTUL TEMEI DE DESIGN

Obiectul temei de design este un produs (corp de iluminat), pentru iluminarea unui ambient, care prin amplasarea corectă și alegerea corectă a spațiului ce se dorește a fi iluminat, poate modifica radical atmosfera camerei și poate amplifica sau sublinia anumite linii de design.

Prin proiectarea acestui nou model de corp de iluminat se dorește crearea unui nou design, care să exprime și să redea ideea de perfecționism, senzația de modern, folosind linii drepte, subțiri, spațiu redus și aerisit – asta pentru că vreau să vă arat că se pot obține cu ușurință decorațiuni reușite, fără prea mare efort și fără a cheltui o avere.

1.3.MOTIVAȚIA TEMEI DE DESIGN

Atunci când am ales această temă a fost în primul rând pentru că aveam o idee ce mie mi se părea foarte interesantă, dar mai apoi după ce am studiat puțin tema aleasă mi-am dat seama că sistemele de iluminat cât și materialele din care sunt concepute aceste obiecte la noi în țară, sunt de o foarte proastă calitate și de o durabilitate extrem de scăzută.

Acest corp de iluminat se vrea atât pentru design-ul său inovativ dar și pentru rezolvarea sau îmbunătățirea unor probleme, prin utilizarea de materiale/ procedee de execuție noi.

1.4. PROBLEME GENERALE PRIVIND PRODUCEREA ȘI VÂNZAREA CORPURILOR DE ILUMINAT

“Odată cu dezvoltarea industriei chimice, în ultimii 20 de ani s-a trecut masiv la producerea aparatajului electric modern, ce utilizeaza materiale plastice cu proprietăți ignifuge, rezistente la foc și temperaturi înalte. În prezent toți marii producători folosesc aceste materiale în producerea componentelor de serie.

Piața românească nu este o piață matură din punct de vedere al calității și standardelor de lucru folosite (arată un studiu recent), neridicându-se la pretențiile și cerințele standardelor din statele membre UE. Practic, în acest moment se pot găsi și folosi în execuție în România atât aparataj modern, fabricat din materiale plastice de cea mai bună calitate, ușoare, flexibile, ergonomice, cât și mai vechile echipamente masive, grele, ce ridică probleme în manevrare, montare, prelucrare sau reparație.

Paradoxal însă, echipamentele vechi, ceramice, au mai multă trecere în rândul cumpărătorilor de la noi,fiind considerate mai avansate și mai bune uneori decât cele noi. Acest fapt se datorează atât lipsei de informare din partea cumpărătorilor, cât și ideea preconcepută că „înainte” se producea echipament superior celui de astăzi – în special sovietic.”[3]

În practică principalele probleme pe care le întalnim sunt duliile de proastă calitate, chiar și cele din materiale plastice mai noi, deci problemele de supraîncălzire și topire a duliilor dar și durabilitatea filamentelor care este extrem de scăzută.

1.5.ANALIZA PRELIMINARĂ

“Lumina are puterea să sublinieze geometria, textura, culoarea obiectelor dintr-un spațiu, poate face ca fețele oamenilor să se vadă în mod plăcut, poate crea o "atmosferă".

Finisajele și texturile de bună calitate sunt pierdute dacă nu sunt puse în valoare de o lumină potrivită, spațiile intime, seducătoare sunt absente dacă nu sunt acompaniate de o schemă de lighting potrivită.”[4]

Pentru ca toate aceste lucruri să se îmbine perfect, îmi voi pune o serie de întrebări, la care voi încerca și un răspuns, lucru care mă ajută să îmi organizez ideile și să le pun în practică mult mai ușor.

CAPITOLUL 2 – FOTOMETRIE

2.1.MĂRIMI ȘI UNITĂȚI FOTOMETRICE

Lumina reprezintă o unda electromagnetică cu caracter dublu corpuscular și ondulatoriu care impresionează retina ochiului.

Undele electromagnetice considerate ca un fenomen ondulatoriu se caracterizează printr-o anumită lungime de undă ( λ ), viteză de propagare ( C ) și frecvență de oscilație ( f ). Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid este aceeași pentru toate lungimile de undă și este aproximativ 3 · 108 m/s, iar între aceste mărimi există următoarea dependență :

(2.1)

Din spectrul larg al undelor electromagnetice cu lungimi de undă cuprins între

(10־¹4 – 107 ) m undele luminoase sunt cuprinse în intervalul :

λ = (0,4 – 0,76)·10־6 m = (0,4 – 0,76)μ .

Acest interval formează spectrul radiațiilor vizibile.

Radiațiile vizibile se împart în radiații monocromatice, emise pe o anumită lungime de undă și radiații complexe sau policromatice formate prin suprapunerea mai multor radiații monocromatice. O radiație monocromatică produce asupra ochiului omenesc senzația unei anumite culori care depinde de lungimea de undă și se schimbă cu aceasta.

În mod convențional spectrul radiațiilor vizibile este împarțit în șase zone,

corespunzatoare culorilor :

Violet : ( 0,4 – 0,45 ) μ

Albastru : ( 0,45 – 0,49 ) μ

Verde : ( 0,49 – 0,55 ) μ

Galben : ( 0,55 – 0,59 ) μ

Portocaliu : ( 0,59 – 0,63 ) μ

Roșu : ( 0,63 – 0,76) μ

Fluxul energetic

O sursă de radiații emite în mediul înconjurător o cantitate de energie.

Cantitatea de energie emisă în unitatea de timp se numeste flux energetic (putere radiată). În studiul radiațiilor se definește și densitatea spectrală de flux energetic pentru o anumită lungime de undă.

Variația densității spectrale în funcție de lungimea de undă este prezentată în fig. 2.1:

Figura : 2.1

2.1.1 Fluxul luminos

Sensibilitatea ochiului variază cu lungimea de undă a radiației, cu nivelele de iluminare a suprafețelor observate, diferă de la om la om și chiar la aceeași persoană în funcție de starea fizică a acesteia.

Fluxul luminos este o mărime legată direct de fluxul energetic al unei radiații și este eventual după senzația luminoasă pe care o produce.

Pentru o sursă de radiații complexe, fluxul luminos emis “ØeL” se obține făcând produsul dintre fluxul energetic emis în domeniul spectrului vizibil μ și un coeficient de vizibilitate relativă “V(λ)”, rezultă : ØeL = V(λ) · Øe

λ1= 0,76 μ

λ 2 = 0,4 μ (2.2)

În fig. 2.2 este reprezentată variația lui V(λ), a cărui valoare subunitară

evidentiază cât se vede din cât se emite pe o anumită lungime de undă.

Se observă din figura 2.2 că întreg fluxul energetic este vizibil pentru :

λ = 0,555 μ , ( ØeL = Øe )

Din expresia (2.2) rezultă unitatea de măsură pentru fluxul luminos

“watt – luminos” unitate, azi, abandonată ca incomodă din punct de vedere al valorilor sale. S-a ales ca unitate de măsură “lumenul” (lm), de 680 ori mai mică:

(2.3)

Figura : 2.2

2.1.2. Intensitatea luminoasa

Deși fluxul luminos este o mărime fundamentală în iluminat, dificultățile de realizare a unui etalon au făcut să fie aleasă ca mărime fundamentală (conventional) intensitatea luminoasă.

Ca unitate de măsură pentru intensitatea luminoasă este folosită candela (cd) care este intensitatea luminoasă după direcția normală a unai suprafețe de 1/60 cm² a radiatorului negru integral (corp negru), aflat la temperatura de solidificare a platinei (2046° K).

În funcție de unitatea de măsură pentru intensitatea luminoasă (cd) unitatea de măsură pentru fluxul luminos, lumenul, este fluxul luminos uniformrepartizat într-un unghi solid de un steradian, de un izvor punctiform, care are intensitatea luminoasă de o candelă, după axa unghiului solid.

2.1.3. Iluminarea

Dacă intensitatea luminoasă caracterizează sursele de lumină, fiind o densitate spațială de flux, iluminarea este o densitate de flux luminos receptat de o suprafață plană.

Iluminarea “E” într-un punct al unei suprafețe, este raportul dintre cantitatea de flux luminos primită de un element “dS” al suprafeței ce conține punctul și aria elementului de suprafață :

[lm/m²] (2.4a)

Pentru cazul general, în care fluxul “Ø” nu este uniform repartizat pe o suprafață

de arie “S”, valoarea medie a iluminării este :

(2.4b)

unde : Ep – este iluminarea într-un punct al suprafeței “dS” ;

Integrala se poate transforma într-o sumă, împărtind suprafața “S” în “n” arii suficient de mici pentru care iluminarea se poate considera constantă :

(2.4c)

iar pentru : ΔSk = ΔS = constant :

(2.4d)

Rezultă expresia iluminării într-un punct în funcție de intensitatea luminoasă a sursei pe direcția punctului (Td) (fig. 2.3) :

Figura : 2.3

(2.5)

Din relația (2.5) rezultă cele două legi care sunt utilizate în studiul iluminării :

a) Legea cosinusului (înclinării) dată de Lambert, conform căreia iluminarea unui plan scade cu cosinusul unghiului pe care planul îl face cu direcția razei incidente (fig. 2.4.).

Ei = Eo · cos α (2.6)

Figura : 2.4

Eo – este iluminarea în punctul “P” când raza incidentă este perpendiculară pe planul ce conține punctul ;

Ei – este iluminarea în același punct când raza incidentă face unghiul

“αi” cu planul ce conține punctul.

b) Legea pătratului distanței dată de Kepler, conform căruia iluminarea într-un

punct este invers proporțională cu pătratul distanței dintre punct și sursa de lumină (2.10).

Expresia (2.10) în forma finală, sintetizează cele două legi, exprimând

iluminarea într-un punct în funcție de mărimile cele mai accesibile, “h” fiind înălțimea de suspendare a sursei de lumină față de planul ce conține punctul considerat.

2.1.4. Excitanța

Excitanța (radianța), este raportul dintre fluxul luminos “dØ”emis de o suprafață “dS” și suprafața ce conține punctul :

(2.7)

Această mărime, similară cu iluminarea, caracterizează sursele de lumină și nu suprafețele iluminate.

Unitatea de măsură pentru iluminare este “luxul” (lx) și conform relației (2.4a) este iluminarea suprafeței care primește un flux de un lumen, repartizat pe o suprafață de un “m²”.

2.1.5. Luminanța

Luminanța este o mărime fotometrică ce caracterizează o sursă de lumină din punct de vedere a senzației ce o produce asupra ochiului :

Figura : 2.5

Dacă se consideră o suprafață luminoasă “S” plasată in fața ochiului unui observator (fig.2.5), iluminarea produsă la nivelul pupilei observatorului, considerată perpendiculară pe “dIα”, este :

(2.8)

Fluxul elementar primit pe suprafata pupilei va fi :

(2.9)

Pe un element de suprafață a retinei ochiului “dSre” ajunge numai o parte din acest flux în funcție de coeficientul de transmitere al mediului transparent al ochiului “ε” :

(2.10)

Ca iluminarea la nivelul retinei, determinată de sursa de lumină, va fi :

(2.11)

Ținând cont că atât “dØp” și “dØre” sunt cuprinse în același unghi solid “dω”, iar,

rezultă :

unde “dS cos α” este proiecția elementului de suprafață “ds” pe un plan perpendicular pe directia ochiului.

, unde (2.12)

a – adâncimea ochiului

În relația (2.17) termenul “” conține numai elemente ce caracterizează ochiul observatorului, iar termenul “”, caracterizează sursa de lumină din punct de vedere al observatorului.

Se definește mărimea :

(2.13)

ca luminanța într-un punct al suprafeței unei surse luminoase într-o anumita direcție, ca raportul dintre intensitatea luminoasă în direcția respectivă și proiecția suprafeței elementare a sursei pe direcția considerată.

Din relațiile (2.4a) și (2.13) rezultă :

(2.14)

Din expresia luminanței, pentru corpurile a căror luminanță este constantă în toate direcțiile rezultă :

(2.15)

care este legea Lambert pentru sursele perfect difuzante.

Cantitatea de lumină. Expunerea luminoasă

Cantitatea de lumină “Q” este integrala in timp a fluxului :

[lm · s] (2.16)

Această mărime reprezintă energia debitată de o sursă de lumină sau primită de o suprafață, măsurată după senzația luminoasă pe care o produce, într-un anumit interval de timp.

Expunerea luminoasă este cantitatea de lumină ce cade pe unitatea de suprafață sau este emisă de o unitate de suprafață într-un interval de timp :

[lx · s] (2.17)

2.2 MĂSURĂRI FOTOMETRICE

Măsurările fotometrice se efectuează prin metode subiective (fotometrie vizuală) și metode obiective (fotometrie fizică).

Aparatele de măsură utilizate se numesc, în general, fotometre și în funcție de metoda de măsurare aplicată sunt vizuale sau fizice.

Fotometrele realizate prin măsurarea anumitor mărimi fotometrice poartă denumiri în funcție de utilizarea lor astfel :

lumenmetru – pentru măsurarea fluxului luminos;

luxmetru – pentru măsurarea iluminării;

luminanțmetru – pentru măsurarea luminanței, etc.

Măsurările fotometrice se bazează pe existența etaloanelor, evaluarea mărimilor fotometrice făcându-se în comparație cu etaloanele, direct sau indirect.

Etalonul primar internațional de intensitate luminoasă, este un aparat realizat pe baza principiului corpului negru (radiator integral) care funcționeaza la temperatura de solidificare a platinei (fig.2.6.).

Creuzetul “3” este introdus în vasul de cuarț “5”, complet înconjurat de oxid de toriu “4”. Platina “2” este încălzită până la fuziune prin curenți de înaltă frecvență.

Când platina s-a topit se întrerupe alimentrarea cu energie elctrică a înfașurărilor“9”,de pe tubul de cupru“6”.

În continuare platină se răcește încet până la temperatura de solidificare. La trecerea din starea lichidă în cea solidă, temperatura rămâne constantă circa 20 minute și luminanța etalonului este de 60 cd/cm2. Etalonul de intensitate luminoasă îl constituie suprafața interioară a tubului de oxid de toriu “1” privit prin lentila “7” din

exteriorul vasului trononic “P”.

Metode de măsură subiective – fotometrie vizuală

Metodele de măsurare subiective utilizează ca element de măsurare ochiul omenesc care compară luminanța provenită de la o sursă de lumină etalon cu o luminanță proporțională cu cea de măsurat.

Pentru realizarea unor măsurători de luminață în care ochiul să distingă diferența de luminanță de până la 1% trebuiesc îndeplinite următoarele condiții :

suprafețele care se compară să aibă aceeași culoare, să fie alăturate și privite sub același unghi;

luminanța suprafețelor care se compară să nu fie mai mică de “3 nt” pentru a se evita variația vizibilității relative;

ochiul observatorului să fie adaptat la întuneric cel puțin 15 minute;

Egalarea luminanțelor a două suprafețe alaturate se poate obține prin :

variația distanței dintre placa fotometrului pe care cade lumina și sursa de lumină;

variația unghiului de incidență dintre raza de lumină și placa fotometrică;

variația fluxului luminos care cade pe placa fotometrică.

Măsurarea intensității luminoase se efectuează cu fotometrul Brodhun – Lummer, figura 2.7

În funcție de raportul dintre luminanțele celor două surse “Se” și “Sx” observatorul vede în ocular una din cele trei imagini din figura 2.7. :

Un fond luminos pe un fond închis “1”, când luminanța sursei “Se” este mai mare decât a sursei “Sx”;

Un disc întunecos pe un fond luminos “2”, în caz contrar;

Un disc cu aceeași luminanță “3”, când cele două surse au aceeașiă luminanță.

Pentru a egala luminanțele, sursele fixate în spațiu se deplasează fotometrul astfel încât să se obțină imaginea “3”.

Măsurarea intensității luminoase este utilă pentru trasarea curbelor fotometrice.

Figura : 2.7 Fotometru Brodhun – Lummer

Măsurarea iluminării se efectuează cu fotometrul Macbeth (luxmetru)

Acest aparat (fig. 2.8) compară luminanța unei suprafețe din interiorul unei plăci de încercare “P” așezată în poziția în care se caută iluminarea. Prin variația distanței dintre lampa ”L” și cubul Bodhun – Lammer (măsurată pe rigla “R”) se modifică iluminarea “E”.

Fața cealaltă a cubului primește razele de lumină de la placa “P” pe suprafața “S” a cărei iluminare se determină.

Filtrele “F1” și “F2” au rolul de a diminua iluminările, iar citirile se înmulțesc cu coeficientul de absorbție al filtrului. Printr-o etalonare corespunzătoare, rigla ”R” se gradează direct în”luxi” (lx).

Măsurarea fluxului luminos

Măsurarea fluxului luminos se efectuează cu fotometrul Ulbricht cunoscut și sub denumirea de lumenmetrul Ulbricht. Acest aparat poate avea o formă sferică, cilindrică sau poliedrică.

Lumenmetrul sferic (fig. 2.9) este alcătuit dintr-o sferă goală cu diametrul de (0,5 – 4) m, vopsiăa în interior cu vopsea albă mată, astfel încât suprafața interioară să poată fi considerată perfect difuzantă. Sfera este formată din două semisfere, din care una culisează, făcând posibil accesul în interiorul sferei. În peretele sferei este practicat un orificiu pentru vizarea sursei a cărui flux luminos se măsoară. Acest orificiueste acoperit cu o sticlă cu factor de transmisie. Sursa “L” se plasează într-un punct oarecare , iar între ea și orificiul “0” se plasează ecranul “E”.

Figura : 2.9 Lumenmetrul sferic

Pentru ca măsurătorile să fie precise este necesar ca dimensiunile sursei, ecranului si ale orificiului “O” să fie de cel mult 1-10 din diametrul sferei.

d) Măsurarea luminanței

Pentru masurarea luminantei unei suprafete “S”se aseaza in fata ei un ecran “Q” (fig. 2.10) cu o deschidere de arie “ΔS” si se masoara intensitatea luminoasa “I” sau iluminarea “E” intr-un punct ”P” aflat la distanta”d”, destul de mare, pe normala la “Q”.

Rezulta :

(2.18)

Metode de masurare obiective – fotometrie fizica

Metodele obiective utilizeaza drept element de masurare un element sensibil la energia luminoasa. Schema bloc a unui fotometru fizic (fig. 2.11) contine elementul de masurare sensibil fata de energia luminoasa (traductor electric) “1”, un amplificator “2” si un aparat de masurat “3”.

Figura : 2.10Figura : 2.11 Schema bloc a fotometrului

In figura : 2.12 este prezentat luxmetrul pentru masurarea iluminarii care foloseste ca traductor o celula cu seleniu. Cand celula se afla sub influenta unui flux luminos “Ø” in stratul de seleniu “2” se produce o emisie de electroni care poate trece numai in sensul seleniu – aur;

In circuit apare un curent cu sensul din figura. Conform caracteristicilor celulei “1” (fig. 2.13), intre curent si iluminarea “E” existând o dependență (se etalonează direct în “lx”).

Figura : 2.13 Celula cu seleniu Figura : 2.14 Schema bloc a

fotometrului

Placa de otel 1. Celula fotoelectrica

Disc de seleniu 2. Amplificator

Strat de blocare 3. Aparat de masura

Pelicula transparebta de aur, platina sau oxid de cadmiu

Inel metalic de colectare;

6-Filtru optic

2.3.PROPRIETATILE FOTOMETRICE ALE MATERIALELOR

Daca in drumul propagarii fluxului luminos se gaseste un corp, acesta il influenteaza, schimbandu-i marimea si caracterul propagarii in spatiu.

In functie de modul repartitiei in spatiu a fluxului reflectat sau transmis prin corp deosebim: reflexie dirijata, difuza si combinata.

Reflexia luminii

Figura : 2.14Figura : 2.15

a) Reflexia dirijata (regulata – fig. 2.15a) se supune legilor cunoscute si anume:

-raza incidenta si raza reflectata sunt in acelasi plan cu normala;

-unghiul de incidenta “θi” si cel de reflexie “θρ” au valoarea absoluta aceeasi;

-directia razei reflectate depinde de directia razei incidente pentru suprafete lucii plane (oglinzi).

b)Reflexia dirijat difuza (figura 2.15b) se caracterizeaza prin concentrarea

fluxului reflectat intr-un anumit unghi solid, directia axului unghiului solid fiind determinata de legile reflexiei dirijate.

Intensitatea luminoasa maxima este indreptata dupa axa acestui unghi, de aceea repartitia fluxului luminos reflectat depinde de directia fluxului incident.

c)Reflexia perfect difuza (fig 2.15c) se caracterizeaza prin repartitia fluxuluireflectat in toata emisfera dinspre partea suprafetei reflectante.

Lambert a aratat ca locul geometric al extremitatii vectorilor, intensitate luminoasa este o sfera si ca urmare valoarea vectorului intensitate luminoasa care face un unghi “θ” cu normala este :

(2.19)

d)Reflexia combinata (mixta – fig. 2.15d) se caracterizeaza prin prezenta simultana a reflexiei regulate si difuze.

B. Transmisia luminii

Pentru un anumit material există o dependență strictă între valoarea fluxului incident și cel transmis. În mod analog fenomenul de reflexie si fenomenul de transmisie prezintă aceleași forme:

a) Transmisia regulată (fig. 2.16a), se caracterizează prin păstrarea mărimii, formei și direcției unghiului solid la trecerea fluxului luminos printr–un material. Din grupa acestor materiale fac parte sticlele colorate si necolorate.

Fig.2.16.

Transmisia regulată difuză (fig. 2.16b) la care fluxul transmis este cuprins într-un anumit unghi solid (specific fiecărui material), direcția axului acestui unghi fiind determinată de legile transmisiei regulate.

Intensitatea maximă este dirijată după direcția axului unghiului solid.

b)Transmisia perfect difuză (fig. 2.16c) se caracterizează prin repartiția fluxului transmis după legea lui Lambert.

c) Transmisia mixtă (fig. 2.16d) se caracterizează prin prezența simultană a transmisiei regulate și difuze. Materialul cu astfel de proprietăți este o sticlă opalină.

C. Absorbția luminii, fenomenele de reflexie și transmisie a luminii sunt însoțite și de pierderi de flux luminos, datorate fenomenului de absorbție al materialului. Fluxul luminos absorbit se exprimă în funcție de fluxul incident prin intermediul unui coeficient de absorbție.

CAPITOLUL 3 – SURSE ELECTRICE DE LUMINĂ

Fenomenele folosite în prezent pentru producerea de lumină sunt: incandescența și luminiscența.

Incandescența este starea unui corp, care datorită temperaturii ridicate la care se află, emite radiații și în domeniul vizibil.

Luminescența – este proprietatea unor substanțe de a emite radiații vizibile, datorită excitării atomilor și moleculelor lor pe altă cale decât prin încălzire (lumină rece).

În funcție de natura energiei primare, care excită electronii, luminescența poate fi de mai multe feluri: fotoluminescența, electroluminescența, etc.

În mod curent se folosește fenomenul de fotoluminescență, în care caz excitarea electronilor este produsă de radiații electromagnetice.

Fenomenul de electroluminescență constă în producerea luminii sub influența șocurilor provocate de particule încărcate electronic și ioni – care se mișcă într-un câmp electric.

În funcție de durata luminescenței după dispariția sursei de radiații excitatoare, fotoluminescența este de două feluri:

fluorescență, când remanența este de ordinul (10-8 – 10-5) secunde și

fosforescență, când remanența este 10-5 secunde.

Fluorescența este un fenomen specific unor lichide sau gaze, iar fosforescența este specifică unor cristale si pulberi de cristale.

Luminoforul este o substanță care are proprietatea de a emite unde luminoase când se află sub acțiunea unor radiații electromagnetice, a electronilor sau ionilor.

Emisia luminoasă a tuburilor luminiscente cu descărcări electrice în gaze este o formă de fotoluminescență, determinată de acțiunea radiațiilor ultraviolete produse prin electroluminescența, asupra stratului de luminofor depus pe suprafața interioară a tubului de descărcare.

3.2.4. Lămpi cu descărcări în arc.

La aceste lămpi, descărcarea în arc (zona FG, fig. 3.8) se produce în atmosferă de vapori metalici. Metodele folosite pentru obținerea atomilor, care excitați să producă cuante de lumină, sunt: sodiul, mercurul, cadmiul, zincul, taliul, potasiul, rubidiul, cesiul.

Așa cum rezultă din caracteristica tensiune-curent, fig. 3.8, aceste lămpi au unele caracteristici specifice cum ar fi:

a) descărcarea în regim de arc (zona FG) fiind cu pantă negativă (instabilă) este necesară introducerea în circuitul lămpii a unui element stabilizator

b) căderea de tensiune pe o lampă în regim de descărcare în arc, poate fi stabilizată la valori mai mici decât căderea de tensiune pe o lampă în regim de licărire (fig. 3.8), zona CD;

c) la zona de funcționare FG se ajunge după o supratensiune „de amorsare” care are valori sensibil mai mari decât cea corespunzătoare vârfului B, necesară descărcării în regim de licărire.

Aceste caracteristici impun asigurarea unor condiții, pe de o parte, pentru amorsarea lămpii, iar pe de altă parte pentru stabilirea unui punct de funcționare. În acest scop lampa cu descărcări propriu-zisă este însoțită, în circuit, de o serie de elemente, ceea ce a făcut să se introducă noțiunea de „montaj” al unei lămpi cu descărcări în gaze sau vapori metalici.

Elementele unui unui asemenea montaj pot fi:

-balastul (B), elementul stabilizator, respectiv un element pasiv. În practică se utilizează, de regulă, balastul inductiv, pe de o parte, pentru a crește eficacitatea montajului (lm/W), iar pe de altă pare pentru a stimula, așa cum se va vedea, amorsarea lămpii;

– un element suplimentar care să asigure preîncălzirea lămpii în scopul generării de electroni liberi;

– un element exterior care să amorseze prin generarea unor supratensiuni.

Din punct de vedere a presiunii vaporilor din tubul de descărcare aceste lămpi pot fi: de joasă presiune, de înaltă și foarte înaltă presiune.

Cercetările experimentale au evidențiat faptul că eficacitatea luminoasă a lămpilor cu descărcări cu arc în atmosferă de vapori metalici, depinde în mod sensibil de presiunea din tubul de descărcare. În fig. 3.10. este reprezentată variația eficacității luminoase (lm/W) cu presiunea din tub.

3.2.4.1. Lampa cu vapori de mercur.

În fig. 3.11. se prezintă construcția lămpii cu vapori de mercur și schema de montaj și alimentare a acesteia.

Din punct de vedere constructiv lampa este formată dintr-un tub de descărcare 2 din coarț; în interiorul acestuia se găsește mercurul (lichid în stare rece) și o mică cantitate de gaz inert (argon). La extremitățile tubului sunt montate două sisteme de electrozi: E1, E2 – electrozi principali între care se va amorsa și stabiliza descărcarea în arc (punctul P, fig. 3.8.) și electrozii auxiliari E3, E’3, amplasați, câte unul în vecinătatea

unui electrod principal. Fiecare cuplu de electrozi E1 – E3 și E2E’3 formează câte o lampă cu descărcări în regim de licărire (zona CD, fig. 3.8.).

Tubul de descărcare 2 este amplasat într-un balon de sticlă 1, împreună si cu două rezistențe R (1K). Balonul asigură prin intermediul soclului alimentarea lămpii. Montajul lămpii conține balastul inductiv B și condensatorul C (acesta filtrează, din punct de vedere al sursei de alimentare cu energie electrică, armonicele generate de lampă și amileorează și factorul de putere al montajului).

La punerea sub tensiune a montajului are loc amorsarea unei descărcări în regim de licărire dintre cele cupluri de electrozi (E1E3; E2E’3).

Rezistențele R asigură funcționarea în zona CD, fig. 3.8. această descărcare generează căldura necesară încălzirea electrozilor principali, respectiv emisii de electrozi liberi și volatizarea mercurului. Descărcarea în regim de licălire se produce în atmosfera de argon și atinge o presiune de cca. 1atm, în acest regim de funcționare.

La un moment dat, datorită scăderii rezistenței intervalului dintre electrozii principali (creșterii contuctibilității pe seama generării de electroni și a volatizării mercurului) se amorsează descărcarea în arc între electrozii principali E1,E2.

Din momentul amorsării descărcării între electrozii principali, descărcarea între cuplurile E1-E3 și E2-E’3 se întrerupe deoarece căderea de tensiune între aceștia scade sub cea corespunzătoare zonei CD, fiind mai mică și decât căderea de tensiune dintre electrozii E1-E2 (P, fig. 3.8) datorită efectului de limitare al rezistențelor R. Regimul normal de funcționare se stabilește în câteva minute (5 – 10).

Dacă balonul de sticlă ar fi clar, culoarea luminii este alb – albastră – verde, iar eficacitatea luminoasă este foarte redusă si luminanța foarte mare.

Pentru creșterea eficacității luminoase și reducerea luminanței pe interiorul balonului l se depune un strat luminofor. Acesta, prin fotoluminescență (atomii lui sunt excitați de radiațiile luminoase emise prin electroluminescență de tubul de descărcare) modifică compoziția spectrală a luminii emise, îmbunătățind și redarea culorilor. O îmbunătățire sensibilă a culorii se obține prin introducerea, în tubul de descărcare, a unor adaosuri de halogenuri metalice (4).

În continuare se vor prezenta caracteristicile principale ale lămpilor cu vapori de mercur, pentru fiecare domeniu de presiune.

-lampa cu vapori de mercur de joasă presiune fig. 3.11. are forma unui tub de descărcare 2 cu atmosferă de argon și câteva miligrame de mercur. La temperatura de funcționare a lămpii (500oC), presiunea vaporilor de mercur este de (10-2 – 10-1) cmHg.

Atingerea regimului normal de funcționare are loc după (6-7)min. Dezavantajul principal al acestor lămpi este că în urma stingerii, reamorsarea nu se produce decât după răcirea ei complete.

Eficacitatea luminoasă este cuprinsă între (30,40)lm/W, iar durata de funcționare este cuprinsă între (6 – 7000) ore.

-lampa cu vapori de mercur de înaltă presiune funcționează la o presiune a vaporilor de mercur cuprinsă între (1 – 10)atm. Coloana luminoasă pozitivă devine o vână de lumină de mare luminanță, a cărui temperatură atinge 6000oC. Din punct de vedere constructiv sunt similare celor de joasă presiune, dar au dimensiuni mai mici, iar tubul de descărcare este din cuarț topit pentru a rezista la presiunea ridicată din tub. Regimul normal de funcționare se stabilește după 4 – 5 minute, iar durata de funcționare este de (1000 – 2000)h.

-lampa cu vapori de mercur de foarte înaltă presiune.

Pentru a se obține o eficacitate luminoasă și mai mare s-a mărit pe presiunea de mercur și s-au micșorat dimensiunile tubului de descărcare.

Presiunea din tuburile de descărcare variază în funcție de puterea lămpii (75 – 900W) între (20 – 120)atm., eficacitatea este de (40 – 55)lm/W, iar durata de funcționare este cuprinsă între (1500 – 20)h.

-lampa cu xenon de foarte înaltă presiune. Se construiește după diferite puteri, la cele de (1 – 3)Kw, presiunea este de (8-9)atm, în stare rece și ajunge la (20-25)atm, în timpul funcționării. Spectrul radiațiilor emise este continuu, asigurând o redare corectă a culorilor.

Lămpile cu puteri mari (65-300)Kw au formă tubulară, asemănătoare lămpilor fluoreșcente. Sunt folosite pentru iluminatul piețelor publice și terenurilor de sport, triajelor, etc. O lampă de 65 Kw, montată la o înălțime corespunzătoare asigură un nivel de iluminare de 1001x pentru o suprafață de 1ha.

3.2.4.2. Lampă cu vapori de sodiu

Principiul de funcționare al acestei lămpi este similar cu cel al lămpilor cu vapori de mercur, însă există unele deosebiri în ceea ce privește realizarea practică. Tubul de descărcare este în formă de U, figura 3.12, pentru a crește lumina intervalului de descărcare și este realizat din alumină sintetizată, inertă chimic la acțiunea vaporilor de sodiu (nu se utilizează din acces motiv cuarțul).

Amorsarea este asigurată cu un singur electrod auxiliar E3, descărcarea în regim de licărire se produce în atmosferă de neon și argon, culoarea radiațiilor fiind roșie, specific neonului. La temperatura de 270oC, care este temperatura de funcționare a lămpii, la radiațiile emise sunt galbene, specifice electroluminescenței sodiului. Fluxul luminos emis atinge valoarea nominală după (5/10)minute.

De menționat că lampa funcționează numai în poziție orizontală sau la înclinare maximă de 20o.

În încercările de laborator s-au obținut (370/420) [lm/W], iar în producția de serie (60/100) [lm/W]. Gama de puteri nominale este cuprinsă între (18 – 180)W.

Dezavantajul major al acestei lămpi constă în redarea necorespunzătoare a culorilor, astfel încât domeniul de utilizare este limitat la iluminatul exterior rutier și interior al locurilor de parcare, hangare, etc.

În cazul lămpilor cu vapori de sodiu de înaltă presiune pentru amorsare se folosește o supra tensiune produsă de un circuit electric care generează impulsuri de tensiune (1500 – 2000)V numit igniter. Balastul inductiv, generează la amorsare o supratensiune pe care apoi o prelucrează generatorul electric (igniterul).

3.2.4.3. Lămpi fluorescente

Lampa fluoreșcentă fig. 3.13 este o lampă cu descărcări în atmosferă de vapori de mercur și gaz inert (argon) la o presiune scăzută (5/10) 10-4 cm col Hg (mai mică decât lămpile cu vapori de mercur de joasă presiune).

Gazul inert este necesar în etapa de pregătire a atmosferii. Electrozii lămpii sunt din wolfram și ating o temperatură de (1400 – 1500)oK în regim de funcționare.

Descărcarea în lampă este tip „Coloană luminoasă pozitvă”, majoritatea radiațiilor (95) emise prin electroluminescență aparținând domeniului ultraviolet și doar 5% în domeniul vizibil. Eficacitatea maximă se obține la o temperatură a mediului ambiant de +40oC și o presiune în tub de 5*10-4 cm Hg. Datorită eficienței reduse a fenomenului de electroluminescență se utilizează fotoluminescența luminoforului depus pe peretele interior al tubului. În funcție de compoziția luminoforului se obțin diferite culori ale radiațiilor luminoase emise, tab. 3.1.

Lampa fluorescentă fiind în principiu o lampă cu descărcări, pentru amorsare și stabilizarea regimului normal de funcționare sunt necesare elementele auxiliare menționate anterior, grupate într-un montaj specific. Montajul care asigură cerințele amorsării lămpii se numește montaj de bază.

Elementele montajului de bază sunt:

-lampa fluorescentă cu aprindere normală (LFA);

– balastul inductiv (B);

– starterul (s).

Tabelul 3.1

Pentru o bună înțelegere a funcționării montajului în ansamblul său, este necesar să se prezinte mai întâi funcționarea de sine stătătoare a starterului. Aceasta este o lampă cu descărcări în gaze fig. 3.15 în regim de licărire în atmosferă de neon care, din punct de vedere a montajului, se comportă ca un element cu trei stări și anume:

– neamorsat

– amorsat

– șunțat

Descărcarea în regim de licărire este însoțită de degajare de căldură, care încălzește, în mod deosebit, mediul din incintă (tub) de descărcare.

La temperaturi ridicate ale mediului (+40oC) există riscul să nu se mențină starterul în starea neamorsat și deci LFA să nu aibă condiții de funcționare normală.

Din cele de mai sus rezultă că montajul de bază al unei LFA are următoarele dezavantaje:

-efect stroboscopic (datorat pâlpâirii lămpii), respectiv a variației fluxului emis corespunzător variației periodice a curentului prin lampă. Eliminarea efectului stroboscopic este posibilă, în principiu, prin producerea simultană a două fluxuri defazate, astfel încât, în orice moment suma lor să fie cât mai diferită de zero;

-factor de putere redus. Acesta este un indice de calitate ce caracterizează, așa cum se va vedea într-un capitol următor, structura puterii absorbite de un receptor sau consumator, valoarea lui fiind impusă consumatorului de către furnizorul de putere este defazajul dintre tensiune și curentul absorbit de un consumator (receptor).

Eliminarea parțială sau totală a unuia sau mai multe dintre dezavantajele menționate este posibilă cu ajutorul unor montaje speciale și anume:

-Montaje speciale cu lămpi fluorescente (montajul capacitiv, montajul duo)

-Montajul lămpii cu aprindere rapidă.

3.3 Lampa cu inducție

În deceniul nouă s-au inițiat cercetări intr-un domeniu nou, în scopul obținerii de radiații luminoase și care s-au finalizat prin lampa cu inducție.

Acest nou tip de lampă, în prezent este produsă de două firme: PHILIPS LIGHTING și GENERAL ELECTRIC. În anul 1992 prima firmă a lansat lampa cu inducție denumită „QL”, iar doi ani mai târziu cea de a doua firmă lansează lampa cu inducție „GENURA R80”, care are același principiu de funcționare, însă performanțele și forma de prezentare sunt diferite.

3.3.1. Principiul de funcționare

Principiul de obținere a radiațiilor luminoase este același ca și la lămpile cu descărcări în gaze și vapori metalici, respectiv electroluminescența si fotoluminescența.

Dacă în ceea ce privește fotoluminescența fenomenul era similar celui de la lampa cu descărcări în gaze și vapori metalici, deoarece se bazează tot pe fotoluminescența luminoforului, fenomenul de electroluminescență este diferit în ceea ce privește modul de obținere și accelerare a electronilor liberi care ciocnesc electronii structurii atomice ale substanțelor introduse în balon.

Lămpile cu descărcări în gaze și vapori metalici obțin, așa cum este cunoscut, electronii pe seama emisiei unui filament incandescent, iar epuizarea acestuia este cel ce determină, în, principal, durata de funcționare a lămpii.

Așa cum s-a subliniat mai sus, principalul dezavantaj al lămpilor fluorescente, durata de funcționare, este determinat de utilizarea emisiei termoelectronice, pentru obținerea electronilor liberi.

Evident soluția ideală ar fi obținerea de radiații în domeniul vizibil numai prin fotoluminescență. Pentru aceasta, sunt însă necesare unde electromagnetice transportoare de cuante de energie, care să excite luminoforul.

Cunoașterea științifică universală permite obținerea acestor cuante de energie prin electroluminescență.

Ca urmare, în ultimul deceniu al mileniului trecut s-au inițiat cercetări în domeniul lămpilor fluorescente, dar la care electronii liberi să nu mai fie obținuți prin emisie termoelectronică.

Dacă atomii unui gaz sunt încălziți, crește agitația termică a lor. Ciocnirile dintre atomi devin mai frecvente și mai violente.

În urma acestor ciocniri are loc un transfer de energie de la un atom la altul. Apare astfel posibilitatea extragerii electronilor din structura atomică. Evident numărul acestora poate fi mai mic decât cel obținut prin emisie termoelectronică, dar acest aspect poate fi compensat, fie prin creșterea intensității câmpului electric care îi accelerează și/sau prin reducerea dimensiunilor lămpii.

Aceste aspecte calitative, stau la baza unei noi lămpi fluorescente, întâlnită în literatură ca “lampa cu inducție”.

Montajul lămpii fluorescente conține, fig.3.16 :

–balon de sticlă pe care este depus luminoforul;

–generatorul de înaltă frecvență;

–convertorul de putere, pe care sunt spirele unui solenoid.

Curentul de înaltă frecvență care trece prin spirele (n) ale solenoidului, 2, fig.3.17 produce căldură prin efect joule, dar și prin curenti Foucault in miezului feromagnetic pe care sunt bobinate spirele.

Această căldură este iradiată mediului înconjurător, respectiv gazului din tub în care apar electroni liberi în urma ciocnirilor numeroase și intense care au loc prin cresterea agitatiei termice.

Acești electroni liberi sunt supuși acțiunii câmpului electromagnetic de înaltă frecvență, respectiv a câmpului electric generat de cel magnetic variabil în timp, unde câmpul magnetic de intensitate și inducție ,fig.3.18 ,este generat de solenoidul 2 (n) fig.3.19.

Deci convertorul de putere, pe lângă conversia energiei electrice a curentului de înaltă frecvență în radiații electromagnetice, asigură și emisia de electroni liberi pe seama căldurii iradiate de elementul de transmitere a căldurii 3, fig.3.17, prin fenomenul agitației termice a atomilor gazului aflat în balonul de sticlă 1,fig.3.16.

Electronii liberi accelerați determină fenomenul de electroluminescență a atomilor gazului din balon, iar cuantele de energie, emise prin electroluminescență (radiații ultraviolete, fig.3.19) produc fotoluminescența luminoforului.

Prin eliminarea stării de incandescență s-a obținut o creștere semnificativă a

duratei de funcționare (60.000 ore) și eliminarea influenței numărului de conectări (șoc termic la amorsare).

La o variantă de realizare a acestui tip de lampă (GENURA R80) se remarcă o valoare relativ mică a temperaturii de amorsare (00C) deoarece numărul electronilor liberi care apar în urma agitației termice este direct proporțional cu temperatura gazului, ceea ce face ca descărcarea în plasmă de joasă temperatură să se producă până la o temperatură a mediului ambiant strict determinată de calitățile convertorului de putere ( la varianta QL 85W, această temperatură este de minus 200C).

3.3.2. Caracteristici luminotehnice

În tab. 3.2. sunt prezentate unele caracteristici luminotehnice ale lămpii „QL”, care este produsă în două variante, iar în tab. 3.3 sunt sintetizate caracteristicile electrice, energetice, și luminotehnice comparativ pentru cele două tipuri de lămpi „QL” și „GENURA R8O”

Tabelul 3.2.

Tabelul 3.3.

CAPITOLUL 4 – CORPURI DE ILUMINAT

Corpurile de iluminat sunt dispozitive în care se montează una sau mai multe lămpi electrice (surse de lumină) și care realizează în totalitate sau în parte următoarele funcțiuni :

distribuie fluxul luminos în spațiu după necesități;

modifică componența spectrală a luminii;

diminuează luminanța surselor când aceasta are valori periculoase pentru ochi;

asigură alimentarea cu energie electrică și izolează electric sursele de celelalte elemente constructive;

asigură susținerea mecanică a surselor de lumină și a accesoriilor lor;

asigură pretecția mecanică și împotriva diferiților agenți nocivi.

Elementele componente ale unui corp de iluminat sunt :

sistemul optic care poate fi format din :

elemente reflectante (oglinzi);

elemente transmițătoare (abajururi, globuri);

elemente selectiv absorbante (filtre de culoare).

armătura care conține elementele de fixare mecanică a : lămpilor, sistemului optic, conductoarelor electrice de legătură și a aparatelor necesare funcționării surselor electrice de lumină (diferite montaje);

sursa electrică de lumină.

4.1.CLASIFICAREA CORPURILOR DE ILUMINAT

A.În funcție de destinația iluminatului/domeniul de utilizare:

a.de exterior

b.de interior

c.pentru iluminatul mijloacelor de transport

d.pentru utilizări speciale

B.În funcție de sursa de lumină folosită:

a. pentru lămpi cu incandescență

b. pentru tuburi fluorescente

c. pentrulămpi cu descărcări în gaze și vapori metalici

C.În funcție de materialul din care sunt confecționate:

a.din metal

b.din sticlă

c.din lemn

d.din material plastic sau compozit

e.combinație dintre diverse materiale (cele amintite mai sus sau/și pânză, ceramică, materiale prețioase, cristal)

D. După distribuția fluxului luminos în spațiu :

a. Cu distribuție directă, sunt cele mai avantajoase din punct de vedere al eficienței economice, la același nivel de iluminare, necesar de asigurat.

Au avantajul că pot crea contraste mari necesare punerii în evidență a reliefului unei suprafețe, a detaliilor. Cele mai importante dezavantaje sunt :

– au luminanță mare și necesită unghiuri de protecție mai mari , mai ales la înălțimi de suspendare sub 8m;

– produc umbre pronunțate;

– tavanul încăperilor este foarte slab luminat, ducând la pericolul orbirii prin

contrast și o senzație pronunțată de disconfort.

b. Cu distribuție semidirectă, sunt mai puțin economice, dar asigură un confort vizual mai bun. Sunt des utilizate datorită eficienței economice bune în raport cu celelalte corpuri.

c. Cu distribuție mixtă, sunt cele mai utilizate deoarece nu provoacă umbre pronunțate, iluminarea plafonului și a pereților este bună evitând orbirea prin contrast;

d. Cu distribuție semiindirectă, au un cost mai ridicat la același nivel de iluminare, dar asigură un confort vizual foarte bun, efectul de orbire prin contrast nu se mai produce;

e. Cu distribuție indirectă, sunt mai puțin economice, asigurând însă cel mai ridicat confort vizual.Se utilizează numai în cazuri deosebite.

E. După modul de montare, corpurile de iluminat pot fi :

suspendate, cu tijă, cablu, lanț, etc;

montate pe plafon (plafoniere);

montate pe perete (aplice);

montate îngropat;

portabile sau lămpi de masă, lampadare.

4.2. CORPURI DE ILUMINAT PENTRU INTERIOR

4.4.1. Corpuri de iluminat pentru lămpi incandescente(CILI), se pot grupa în categorii principale : pentru locuințe, pentru unele săli de spectacole, pentru iluminat decorativ interior sau reliefarea unor obiective, pentru medii speciale (praf, umiditate, explozive).

CILI pentru locuințe se produc într-o gamă foarte variată în funcție de destinația funcțională a încăperii (de circulație, de primire), dar îndeosebi pentru camerele de locuit. Un corp de iluminat specific îl reprezintă lustra , cu mai multe surse de lumină amplasate armonios.

Pentru unele săli de spectacole CILI sunt proiectate în funcție de soluția arhitecturală în două variante :

CILI mascate,

CILI mari cu multe surse, tip lustră, adaptate arhitecturii sălii.

Corpurile de iluminat decorative, cu o aplicare extinsă, au rolul de a dirija fascicolul luminos mai mult sau mai puțin concentrat către zona sau obiectivul dorit.

4.4.2. Corpuri de iluminat pentru lămpi fluorescente (CILF) se pot grupa tot în patru categorii : pentru spații industriale obișnuite; pentru spații administrative social-culturale, pentru spații de circulație, pentru medii speciale.

În țară se produc o gamă largă de CILF cu simbolul de marcare FIA (fluorescent de interior tip aparent), completat cu una sau două litere ce caracterizează varianta constructivă (P- protecție; R – cu reflector; G – cu grătar; S – suspendat; D – cu dispersor și un grup de cifre ce reprezintă numărul și puterea lămpilor (ex. – FIPRAS – 265 – corp de iluminat interior, pentru lămpi fluorescente cu reflector, protejat, tip aparent, suspendat, cu două lămpi de 65w fiecare).

Deoarece sunt destinate sistemelor de iluminat interior de regulă industriale și pentru că aceste CILF au, așa cum s-a arătat (paragraf 3.2.4.3.) montaj aferent, pentru ele, se indică și gradele de protecție (I.P).

Realizările din ultimul timp în domeniul LFA și LFR de dimensiuni mici permit realizarea unor CILF cu dimensiuni mai mici și cu un design plăcut, ceea ce va permite utilizarea lor și în locuințe, în ansambluri tip lustră, etc.

4.4.3. Corpuri de iluminat pentru lămpi cu descărcări în vapori metalici sunt destinate S.I. din halele industriale înalte (peste 6m) unde este necesară o concentrare mare a fluxului luminos cu un reflector. Se construiesc pentru diferite grade de protecție în funcție de caracteristicile mediului industrial în care se vor monta.

CAPITOLUL 5 SISTEME ELECTRICE DE ILUMINAT INTERIOR

Prin sistem electric de iluminat interior se definește ansamblul constituit din corpurile de iluminat și incinta în care acestea se montează, după o dispunere determinată de considerente funcționale (asigurarea iluminării) și estetice în scopul asigurării microclimatului luminos corespunzător desfășurării unei activități umane sau unei anumite funcțiuni (evacuarea dintr-o clădire, evitarea unor obstacole, etc.).

Din punct de vedere funcțional sistemele electrice pentru iluminat se clasifică în două categorii : pentru asigurarea iluminării normale și a celei de siguranță.

Sistemul de iluminat normal (SIN) asigură desfășurarea normală a activității în incintă, conform destinației acesteia, în condițiile în care iluminarea naturală (lumina zilei) nu este suficientă sau nu există (spații închise sau noaptea).

Sistemul de iluminat de siguranță (SIG) asigură fie continuarea lucrului , fie evacuarea sau alte funcțiuni în cazul întreruperii alimentării cu energie electrică a SIN sau când acesta nu se recomandă (veghe pe timpul nopții).

Dacă caracteristicile incintei (spațiul interior ce trebuie iluminat) sunt, în general, determinate de factori ce nu depind de echipamentele cu care se realizează un sistem electric de iluminat, caracteristicile acestor din urmă sunt strict determinate pe de o parte de caracteristice constructive și geometrice ale incintei, iar pe de altă parte de cerințele legate de asigurarea unui anumit microclimat luminos.

Ca urmare, în continuare, vor fi analizate corpurile electrice de iluminat care, în procesul de concepere, realizare și exploatare a unui sistem electric de iluminat, reprezintă componenta de bază.

5.1. Caracteristici ale sistemelor electrice de iluminat interior

5.1.1. Sistemul electric de iluminat normal

În funcție de specificul activității desfășurate într-o incintă, respectiv de cerințele microclimatului luminos, este necesară o anumită corelare între tipul corpului de iluminat folosit și modul său de amplasare în incintă.

Soluțiile practice utilizate și recomandate în conceperea și realizarea unui SIN se pot grupa după :

5.1.1.1. Distribuția spațială a fluxului luminos.

Aceasta reprezintă o clasificare similară celei prezentate la corpurile de iluminat (par.4.1.2.) și este determinată de dirijarea fluxului emis de corpurile de iluminat în raport cu planul util, definind un flux care este emis direct către planul util, respectiv în emisfera inferioară a corpului fotometric și un flux indirect, emis în emisfera superioară care va ajunge indirect (reflectat) pe planul util. Ca urmare, rezultă o grupare a SIN similară cu clasificarea corpurilor de iluminat din același punct de vedere.

a) Sistem de iluminat normal direct (SIN – D), se caracterizează printr-o pondere foarte mare a fluxului inferior, fiind eficient și economic, randamentul utilizării fluxului luminos fiind maxim (componenta directă este maximă). Acest sistem determină contraste mari, permițând o percepere bună a detaliilor și a conturului obiectelor observate. Se recomandă din acest motiv să se utilizeze în domeniul industrial și similar; evident nu se recomandă în spații socio-edilitare datorită disconfortului creat de neuniformitatea iluminării.

b) Sistem de iluminat normal semidirect (SIN-SD), se recomandă incintelor industriale, unde ochiul trebuie menajat pentru a evita oboseala, respectiv scăderea productivității și a calității muncii.Se recomandă de asemenea și pavilioanelor administrative, clădirilor cu specific de cercetare, învățământ, proiectare.

c) Sistem de iluminat normal mixt (SIN –M), ceea ce determină o echilibrare foarte bună a distribuției fluxului luminos, recomandată unei activități intelectuale, odihnei și divertismentului, în condițiile unui consum energetic acceptabil.

d) Sistem de iluminat normal semi-indirect (SIN-SID), ce se caracterizează printr-o distribuție preponderent superioară.Această repartiție a fluxului oferă condiții de confort vizual foarte bune (recomandate unor încăperi social-culturale), însă are o arie restrânsă de aplicare datorită eficacității energetice reduse.

e) Sistem de iluminat normal indirect (SIN-ID), fiind foarte ineficient din punct de vedere energetic, însă ceează o ambianță deosebit de odihnitoare; se utilizează în cazuri speciale, ca de exemplu: iluminarea unui plafon cu decorațiuni artistice, săli de expoziție, etc.

5.1.1.2. Distribuția fluxului luminos pe planul util.

a)Sistemul de iluminat normal general, se caracterizează printr-o repartiție uniformă a fluxului luminos pe planul util, respectiv o iluminare uniformă.

Aceasta se obține printr-o amplasare simetrică a corpurilor de iluminat pe plafonul încăperii, fig.5.1. Din practica proiectării rezultă anumite corelări între coordonatele corpurilor de iluminat în planul amplasării.

Avantajele în domeniul uniformității sunt însă însoțite de investiții însemnate. Se recomandă pentru incinte cu suprafețe utile mari și în care activitatea nu se desfășoară în locuri bine stabilite (săli de spectacole, de competiții sportive, foaiere, holuri, hale industriale cu specific unic, etc.).

b)Sistem de iluminat normal general localizat, se obține printr-o concentrare a corpurilor de iluminat în zona (zonele) de lucru, rezultând o repartizare neuniformă a

corpurilor de iluminat pe plafon, respectiv o distribuție neuniformă a iluminării pe planul util : valori ridicate în zonele efective de lucru și mai mici în zona căilor de circulație, fig.5.2.

c) Sistem de iluminat normal local, asigură un nivel ridicat de iluminare numai pe suprafețe restrânse ale planului de lucru (masă, planșetă, banc de lucru, mașină-unealtă, zonă de control tehnic, etc), unde se lucrează efectiv.

Evident, acest sistem este cel mai economic, însă datorită contrastelor foarte mari de luminanță și a neuniformității pronunțate a iluminării nu se poate utiliza decât asociat cu un siatem de iluminat general de nivel redus, obținându-se sistemul de iluminat combinat, fig.5.3.

d) Sistem de iluminat integrat, care combină iluminatul natural cu cel artificial. Pentru încăperile de mare adâncime, în care iluminatul natural nu poate asigura un nivel corespunzător pe toată suprafața (planul) utilă, este necesară completarea suprafeței opuse ferestrelor cu un sistem de iluminat normal, ce se va utiliza și în timpul zilei.

Evident, pentru a crește eficiența energetică a sistemului de iluminat normal acesta trebuie dotat cu posibilități de comandă cât mai grupată a corpurilor de iluminat.

5.2. CALCULUL FOTOMETRIC AL SISTEMELOR DE ILUMINAT INTERIOR

Proiectarea unui sistem electric de iluminat interior se face în următoarele etape :

– alegerea sistemului de iluminat (subcap.4.2);

– alegerea tipului de sursă (cap.2);

– alegerea corpului de iluminat (se corelează cu sistemul de iluminat și se ține seama de cerințele de design);

– amplasarea corpurilor de iluminat (în funcție de tipul sistemului de iluminat și realizarea uniformității necesare);

– calcul fotometric.

În cadrul acestui subcapitol se va aborda doar ultima dintre etape, celelalte fiind prezentate anterior.

5.2.1 Parametrii ce caracterizează un sistem de iluminat

Un sistem de iluminat trebuie să asigure condiții favorabile pentru percererea luminii de către ochi.Sensibilitatea ochiului la lumină este caracterizată prin :

– pragul luminos, este nivelul de iluminare pentru care are loc senzația de lumină;

– pragul vizual, este nivelul de iluminare pentru care are loc senzația de distingere a conturului obiectului observat;

– pragul cromatic, este nivelul de iluminare pentru care are loc senzația de culoare.

Limita superioară a sensibilității este determinată de luminanță prin fenomenul de orbire, care se produce în următoarele condiții la trecerea de la întuneric la lumină, la contraste puternice între surse de lumină și mediul înconjurător.

Valoarea luminanței de la care apare orbirea depinde de atarea nervoasă și de oboseala observatorului.

Parametrii ce caracterizează un sistem de iluminat, prin care se apreciază și calitatea (confortul) microclimatului luminos interior, sunt :

a) Nivelul iluminării (E) se recomandă în funcție de natura activității ce se desfășoară în spațiul respectiv și care depinde de : mărimea detaliilor, contrastele de luminanță, viteza și precizia cu care trebuiesc observate detaliile, timpul în care se desfășoară activitatea.

b) Uniformitatea iluminării : este o condiție de calitate; printr-un iluminat uniform se evită oboseala ochilor pe seama efortului de acomodare la diferite nivele de iluminare.

c) Luminanța corpurilor aflate în câmpul vizual, pentru evitarea fenomenului de orbire. Luminanțele maxime admise sunt :

3000 – 5000 cd/m2 pentru iluminatul general;

1000 – 2000 cd/m2 pentru iluminatul local;

5000 – 15000 cd /m2 pentru iluminatul exterior;

Luminanța se poate reduce prin creșterea înălțimii de suspendare a corpurilor sau prin montarea de abajururi.

d) Contrastele de luminanță.

Valoarea maximă admisă este de 40/1, iar recomandate sunt 3/1 între obiectul observat și fond și 10/1 între obiectul observat și mediu.

e) Culoarea și compoziția spectrală a luminii. La studiul surselor de lumină s-a prezentat compoziția spectrală a acestora, cu precizarea modului de redare a culorilor (Ra) în funcție de natura activității.

f) Umbrele și perceperea detaliilor. Deoarece în unele locuri de muncă iluminatul artificial trebuie să asigure ți perceperea detaliilor și conturareaobiectului observat, iar în alte locuri dimpotrivă, se vor alege corpurile de iluminat cu distribuția corespunzătoare a fluxului în spațiu.

5.2.2. Aprecierea aspectelor calitative

Cerințele unui microclimat luminos impun o serie de condiții calitative cum ar fi : uniformitatea iluminării, distribuția luminanțelor, culoarea luminii și reliefarea obiectelor (sarcini vizuale [4]). În acest scop, pe seama mărimilor ce au făcut obiectul calculelor cantitative se pot selecta mărimile necesare.

evaluarea uniformității iluminării

Așa cum s-a arătat în paragraful 5.2.1, uniformitatea este un parametru de calitate a unui sistem de iluminat, recomandându-se valori ale rapoartelor între Emed, Emax și Emin pentru fiecare incintă în funcție de natura activității. Cu ajutorul valorilor iluminării Ep(5.27; 5.28) aceste rapoarte se pot calcula, iar în cazul în care nu se obțin valorile recomandate ale iluminărilor determinate, (în principal de amplasarea corpurilor de iluminat pe plafon) este necesară reamplasarea corpurilor de iluminat și reluarea calculului de verificare sau, dacă este posibil, alegerea altui tip de corp de iluminat (o altă distribuție în spațiu a fluxului luminos). De regulă, se poate obține nivelul de uniformitate recomandat, cu soluțiile prezentate, fără modificarea (creșterea) fluxului instalat în incintă.

evaluarea distribuției luminanțelor

Această evaluare se poate trata în planul util și în câmpul vizual.

Distribuția luminanțelor pe planul util se poate evalua corect și uzual prin distribuția iluminărilor, respectiv prin nivele (factori) de uniformitate.

Distribuția luminanțelor în câmpul vizual, se poate evalua, conform [4] după metodologia următoare:

evaluarea orbirii directe de incapacitate (fiziologice) prin metoda curbelor de luminanță limită (europeană);

evaluarea orbirii directe de disconfort (psihologice), prin metoda indicelui de orbire (engleză) sau a indicelui de confort de luminanță (românească).

redarea culorilor

În literatură [4 ; 9] sunt indicate caracteristicile speciale pentru redarea culorilor în funcție de nivelul de iluminare. Ghidul de iluminat interior [9] indică indicii de redare a culorilor pentru diferite grupuri de operații vizuale.

reliefarea obiectelor (modelarea)

În încăperile de lucru obiectelor (sarcinilor vizuale) trebuie să li se redea corect forma. În alte tipuri de încăperi (de circulație, divertisment, cultură, etc.) trebuie redată corect forma feței umane. Proprietatea de a reda corect forma spațială a unui corp tridimensional este definită reliefare sau modelare.

Un sistem de iluminat difuz, de exemplu realizat cu suprafețe luminoase sau laminate și cu pereți reflectanți nu crează condiții suficiente pentru o redare corectă a formei, realizându-se o imagine plată (fără contraste, decifără relief).

Un sistem de iluminat direcțional poate crea contrastele necesare redării formei. Dacă fascicolul luminos este concentrat numai pe o singură parte a obiectului, atunci contrastul este foarte mate și se obține o imagine dură.

5.3.Tendințe actuale în conceperea sistemelor de iluminat interior

Pe plan european și mondial, domeniul luminotehnicii s-a dezvoltat și se dezvoltă mereu, atât datorită cercetării științifice deosebit de active, care conduce la crearea permanentă de echipamente noi, mai performante cantitativ și calitativ, cât și necesității de ameliorare a sistemelor existente.

5.3.1. Tendințe

Tendințele actuale în conceperea sistemelor de iluminat se manifestă pe următoarele direcții principale :

realizarea și utilizarea aurselor de lumină noi sau relativ noi;

integrarea arhitecturală a sistemelor, atât din punct de vedere ambianță luminoasă artificială – estetică, cât și din punct de vedere al integrării armonioase a iluminatului artificial cu cel natural;

concepția unor sisteme de iluminat flexibile care se pot adapta în timp și/sau spațiu, fie la unele schimbări funcționale sau recompartimentării (birou și similare), fie la unele schimbări determinate de estetică, mentalitate, stil, de asemenea variabile în timp (spații comerciale, muzee, locuințe), fie la unele schimbări tehnologice (în industrie);

managmentul energetic echilibrat și permanent, astfel încât să se asigure un confort vizual maxim la consum de energie minim, ceea ce, evident se poate realiza numai printr-o proiectare care să țină seama de componentele variabile ale luminii naturale în conexiune cu cea artificială, realizându-se constant un mediu luminos confortabil și funcțional.

Urmare a progresului tehnic, utilizarea surselor noi sau relativ noi (fig. 5.20) este o tendință actuală în conceperea sistemelor de iluminat interior, datorită implementării lor facile, în special în clădirile noi.

Printre aceste surse noi, se remarcă în primul rând lampa cu inducție (în special varianta QL-PHILIPS- fig. 3.17) care ajunge la o durată de viață de 60000 de ore și care poate fi utilizată în locuri greu accesibile din interiorul sau exteriorul clădirii în principal datorită duratei sale de viață, dar ea posedă și alte calități deosebite, printre care : redarea de culoare, lipsa pâlpâirii, menționarea minimă, timp de amorsare practic instantaneu.

Lampa inteligentă DSX-T produsă de Osram și care utilizează o descărcare în arc în mediu de vapori de sodiu și xenon ajunge la un indice de redare peste 80, iar prin intermediul unui microprocesor poate schimba temperatura de culoare de la 2600K la 3000K, printr-o simplă comutare, prezentând astfel o facilitate importantă pentru multe spații comerciale sau alte destinații. Trebuie menționat însă și aspectul negativ al scăderii eficacității luminoase la 52-62 lm/W.

Dintre lămpile “relativ noi”, lampa cu descărcări în vapori de mercur de înaltă de înaltă presiune și cu adaosuri de halogenuri metalice, datorită calităților sale deosebite de redare a culorilor și eficității (801mW; Tc=3000-5600K) este din ce în ce mai utilizată în sistemele de iluminat interior (gama MH-PHILIPS) la înălțimi mici și medii, pretându-se astfel la distribuții indirecte ale fluxului luminos.

Condiție : compartimentare și mobilier valabil în timp și spațiu

Fig 5.18.

Un caz special îl reprezintă utilizarea surselor care transmit lumina prin fibre optice și tuburi de lumină.

Cele două sisteme, care folosesc materiale cu reflectanțe de valori mari (apropiate de 1), permit transmisia luminii dificile. Un exemplu este prezentat de o fântână arteziană (mediu umed) cu jeturi subțiri liniare.

Ambele sisteme se recomandă pentru interior, în special cu destinație decorativă, de reclamă, de punere în evidență a unor suprafețe sau zone dificile ca acces, de marcare a unor volume, forme, etc.

5.3.2 Sisteme de iluminat flexibile

O tendință modernă legată de schimbări în timp și spațiu o reprezintă necesitatea creării de sisteme de iluminat flexibile, adaptabile în timp și spațiu necesităților variabile.

În fig 5.18 se prezintă aspectele globale ale sistemelor de iluminat flexibile pentru clădiri noi sau clădiri existente.

În toate clădirile moderne (indiferent de destinație) este necesar să se realizeze posibilitatea echipării cu un sistem flexibil, sistemul fix fiind depășit.

În continuare, se prezintă câteva căi pentru realizarea de sisteme de iluminat flexibile :

Modificarea poziției corpurilor de iluminat (relativ fixe) la coordonate spațiale diferite, în funcție de nacesitățile sau dorințele beneficiarilor, variabile în timp. Această variantă prezintă o gamă largă de aplicare în cazul spațiilor comerciale, muzeelor, expozițiilor, locuințelor, etc.

Modificarea poziției corpurilor de iluminat mobile pe o anumită direcție (montaj pe șină/canal).

Scimbarea corpurilor de iluminat cu altele mai moderne.

Modificarea parametrelor sursei de lumină prin sisteme de reglaj manual sau automat.

Modificarea geometriei sau a focalizării sursei în cadrul corpurilor de iluminat.

Desigur, o instalație electrică modernă trebuie să poată asigura o modificare pozițională, în special în încăperi caracterizate de schimbări fregvente cantitativ sau calitativ a exponatelor. În aceste condiții, o instalație “clasică” este inadegvată, ea necesitând a fi realizată cu elemente modulare, canale șine complexe, produse de multe firme din Europa.

O problemă specială o prezintă birourile de proiectare, administrație etc. actuale, la care prezența și densitatea calculatoarelor, respectiv a dispay-urilor a crescut și crește continuu. Față de rezolvările clasice cu corpuri de iluminat directe sau semidirecte, trebuie introduse soluții noi pentru evitarea reflexiei “de voal” care se manifestă pe ecranele display-urilor. Astfel, devine o necesitate, soluțiile cu echipamente de iluminat direct ce pot fi acționate separat.

Utilizara exclusivă a sistemelor de iluminat indirect cu surse MH a devenit curentă în cazul unei mari densități de display-uri și de suprafețe vitrate sau lucioase, care pot produce reflexiile “de voal” parazitare și derutante precum și factorul de inconfort vizual (orbire reflectată fiziologică și psihologică).

Din punct de vedere al flexibilității în timp, problemele sunt similare pentru toate încăperile destinate activității umane de muncă intelectuală sau fizică, sistemele trebuind să asigure modificări dictate de diferite necesități, prin echipament luminotehnic și electric.

O tendință actuală pe plan internațional este și modernizarea sistemelor de iluminat al birourilor și încăperilor similare vechi, care trebuie adaptate la condițiile echipamentului nou (display-uri) și a nivelurilor ridicate de iluminare.

Problema este de multe ori dificilă datorită soluției clasice cu corpuri de iluminat încastrate care, în condițiile de seară, creează contraste supărătoare de luminanță (corp de iluminat-plafon) la periferia câmpului vizual, determinând orbire psihologică și efect de gloom.

Compensarea se poate realiza prin corpuri de iluminat moderne cu luminanță scăzută și cu difuzie activă laterală către pereții de culoare deschisă sau prin introducerea (dificilă de multe ori) a unor corpuri de iluminat indirect laterale.

5.3.3. Managementul sistemelor de iluminat

Dacă în trecut sistemele de iluminat aveau un caracter static, astăzi este necesar ca ele să fie concepute dinamic, în așa fel încât să asigure o integrare fericită cu iluminatul natural din mai multe puncte de vedere.

Printre criteriile determinate sunt :

ambientul confortabil;

estetica/arhitectura interioară;

economia de energie.

De menționat că această îmbinare între diferite aspecte se poate realiza numai printr-o procesare automată a componentelor, și anume :

variația accesului de lumină naturală, de exemplu, prin utilizarea jaluzelelor cu comandă automată. Accesul solar direct într-o încăpere de lucru nu este acceptabil, datorită contrastelor de luminanță inadmisibile ce le crează;

variația fină și/sau în trepte a componentelor iluminatului artificial.

În continuare se prezintă o schemă de control inteligent (fig 5.19) care pleacă de la următoarele date de intrare :

Lumină naturală disponibilă :

A1 – DA (trei posibilități – procesare complexă)

A2 – NU (o posibilitate – procesare mai simplă)

Modul de ocupare (B1, B2, B3)

Se observă că sistemele se procesare diferite se secționează și anume :

programare orară;

comandă localizată (manuală sau funcție de senzori);

comandă funcție de ocupare (prin senzori de detectare);

comandă funcție de lumina naturală.

Sistemul LUXMATE prezentat de Zumtobel constituie un exemplu de control dar, evident, nu unicul.

Problematica managementului energetic pentru iluminat a început să fie introdusă ca element de educație în învățământul mediu și superior în unele țări din CE.

5.4. STUDIU REFERITOR LA PRODUSE DIN ACEEAȘI GAMĂ EXISTENTE PE PIAȚĂ

5.4.1. Studiu privind relația funcție – formă

5.4.2. Studiu privind siguranța și ergonomia produsului

●Performanțe tehnice

CAPITOLUL 8

Originalitatea acestor corpuri rezidă în structura lor; corpul fiind construit integral din fire de sârmă de diverse culori.

Ideea acestei colecții vine dintr-o dorință de a reduce zgomotul și poluarea modernă printr-un contur structural pur și o experiență cât mai aproape de simplitate. Designul este simplu, dar elegant și grație transparenței structurii, aceste lămpi pot fi folosite cu succes în orice casă, birou sau spații comerciale.

Corpurile de iluminat sunt lucrate manual, cu sudate cu argon și finisate cu o vopsea delicată. Sunt disponibile în cinci culori: roșu, verde, albastru, negru și alb.

Diferitele forme ale corpurilor de iluminat pot fi adaptate în funcție de felul în care se doresc a fi integrate în spațiu: fie atârnând de tavan, fie atașate de perete sau de sine stătătoare, cu piedestal. Un aspect interesant este că și cablul atașat becului poate fi personalizat în funcție de culoarea dorită care nu trebuie să fie neaparat aceeași cu a structurii corpului.

Bibliografie

Cărți și autori

1. URSESCU E., OSTAP C. Din istoria utilizării curentului electric la Iași.

Muzeul Politehnic Iași 1979.

2. Ignat Jan s.a Instalații și rețele electrice de joasă tensiune pentru consumatori și utilități publice, Rotaprint Iași 1999

3. ARACHELIAN S., LUNGU I. Structura consumului de energie electricâ din România. Vol.I. SNRE ,Suceava 1994

4. BIANCHI C. Luminotehnica Vol.I, II, Edit.Teh. București- 1991

5. BIANCHI C., s.a. Proiectarea instalatiilor de iluminat electric

Editura Tehnica București – 1981.

6. COSTACHESCU T., FLOREA A Instalatii electrice pentru constructii. Ghid

proiectare; Ghid executie. Ed. Scrisul Românesc

Craiova – 1978

7. CIOBANU L. Proiectarea și executia instalatiilor electrice de joasa tensiune . Rotaprint I.P.Iași, 1988.

8. I-7 – 2000. Normativ privind proiectarea și executia

instalatiilor electrice la consumator cu tensiuni

pâna la 1000 V.

9. *** Guide on Interior Lighting Publication C.I.E.

nr.29/2, 1983

10. BOER de J.B., FISCHER D. Iluminatul interior.Editura Tehnica București 1985

11. IGNAT JAN,GALAT ANU C. Retele electrice de distributie de medie tensiune .

Rotaprint U.T.I. Iași 1996.

12. IGNAT JAN Conducerea și exploatarea instalatiilor de alimen-

tare cu energie electria. Rotaprint I.P.Iași 1992.

13 IGNAT JAN, CIOBANU L Instalatii electrice în constructii. Indrumar

de laborator .Vol.I ,II . Rotaprint I.P.Iași 1986

14. IONESCU T., BACIU A. Retele electrice de distributie .Edit.Teh Buc. 1981

15. *** Dictionar de termeni folositi în domeniul energiei.

Consiliul Mondial al Energiei.Comitetul National

Român 1995.

16. *** Decizia nr. 57 /99 a anre pentru Aprobarea contractelor cadru de furnizare a energiei electrice .

17. 1. RE – Ip 3- 91 Indrumar de proiectare pentru instalatii de

iluminat public – RENEL- DGTDEE

18. PE 155/92 Normativ privind proiectarea și executia

branșamentelor electrice în cladiri civile.

19. IGNAT J.,GALATANU C. Observabilitatea RED-JT, Editura Ventura

Iași , 1995.

20. TIMOTIN A. Lectii de bazele electrotehniciiEdit.Teh.Buc.1970.

21. FEYNMAN R. Fizica moderna . Editura Tehnica 1970.

22. ULIANOV S.A. Regimuri tranzitorii ale sistemelor electrice.

EdituraTehnica1967.

23. DORDEA T. Mașini electrice.Editura Tehnica1970.

24. ALBERT H., FLOREA I. Alimentarea cu energie electrica a intreprinderilor

industriale Editura Tehnica București 1987.

25. GAVRILAS. N. s.a Tehnica tensiunilor inalte. Rotaprint U.T. Iasi 1996

26. LEONTE P.,_.a. Aparate electrice .Rotaprint I.P.Iași 1981.

27. MULLER R. Protectia contra tensiunilor de atingere în instalatiile de joasa tensiune Editura Tehnica București 1971.

28. VASILACHE G. Sisteme de protectie împotriva tensiunilor electrice

accidentale în instalatiile de joasa tensiune.

Editura Tehnica București 1980.

29. BACIU A., NOGALI V. Tehnologii de transport, distributie și utilizare a

energiei electrice Editura Tehnica București 1985.

30. ROSMAN N.,SAVIN GH. Circuite electrice neliniare și parametrice.

Editura Tehnica București 1973.

31. POP FL., DRAGAN ST. Executia și exploatarea instalatiilor de joasa

tensiune. Editura Tehnica, București 1984.

32. *** Decizia nr. 2/35083 – 1996 a RENEL- DGTDEE

referitoare la branșamente electrice monofazate

cu bloc de masura și protectie.

33. SR EN 60529 Grade de protectie asigurate prin carcasare CEI

529 (Cod.IP) ( IRS – standard român)

34. STAS 11054 – 78 Aparate electrice și electrocasnice, clase de

protectie contra electrocutarii.

35. IGNEA A. CHIVU M. Masurari electrice si electronice-in instalatii-.

BORZA I. Editura Orizonturi Universitare, Timișoara 1998.

36. BALULESCU P. CRACIUN I. Agenda Pompierului . E.T. 1993

37. P.D.- 17 /1986 Normativ pentru proiectarea, executia, verificarea

instalatiilor electrice În zone cu pericol de explozie.

38. HUHULESCU M. Aparate electrice antiexplozive și antigrizutoase.

ILIESCU D. Editura Tehnica Bucuresti 1983

39. STAS 6877/1-86 Echipamente electrice pentru atmosfera exploziva

in zone cu pericol de explozie

40. *** Atestarea verificatorilor și expertilor de instalatii

MLPAT – IPCT – SA 1996.

41. *** Ghid de performanta pentru instalatii, vol.3.

Instalatii electrice. MLPAT-IPCT-SA 1996

42. *** CATALOG electricien 97/98 Groupe Schneider

43. GALATANU C. Noi metode și mijloace pentru studiul și proiectarea

sistemelor de iluminat. Teza de doctorat.U.T.Iași 1998.

44. MURDOCH J.B. Illumination Engineering-From Edison's Comp to the Laser, Macmillian Publishing Company, New York 1985

45. I-20-94 Protectia constructiilor impotriva trasnetului.

46. I. SARBU Traductoare inteligente, Conferinta Facultatii de

Instalatii, Bucuresti, 1998

47. IONESCU I., IANUS P. Instalatii electrice in constructii, E.D.P. Bucuresti 1973.

48. M.DUMINICATU s.a. Instalatii electrice pentru constructii, Ed. Tehnica 1987.

49.OVIDIU CENTEA, CORNEL BIANCHI Instalații electrice, Editura Didactică și Pedagogică București ,1973

50.FLETCHER, B. A History Of Architecture (20th edition), Architectural Press, 1996

Site-uri de web

[3] http://www.academia.edu/8929946/Intreruptoare_hibride_de_medie_si_inalta_tensiune

[4] www.demco.ro

http://www.luminna.ro/producatori

Publicații