Realizarea iluminatului ornamental are ca scop punerea în evidenta a monumentelor de artasi istorice (cladiri vechi cu arhitectura deosebita, statui), construcŃiilor reprezentative (sedii de firme,unitati economice si industriale), zonelor verzi (parcuri, gradini), jocurilor de apa.

Efectul produs de un oras bine iluminat asupra locuitorilor si, în special, asupra turistilor este spectaculos, ofera siguranta si optimism.În conceptia sistemelor de iluminat urban, specialistul în tehnica iluminatului trebuie sa ia în considerare existenta simultana a celor doua tipuri de sisteme de iluminat: rutier si decorativ.

Aceste sisteme se pot întrepatrunde sau pot functiona separat, dupa necesitati:

1. Sistemul de iluminat decorativ, realizat pentru punerea în evidenŃa a unui obiectiv sau

a unui ansamblu de obiective, poate fi izolat de sistemele de iluminat rutier, la mare distanta de acestea, iar în jurul ansamblului de obiective de iluminat sa existe numai circulatie pietonala. În acest caz, amplasarea aparatelor de iluminat trebuie facuta cu atentie, astfel încât sursa de lumina de luminanta mare sa nu se afle în câmpul vizual al observatorului.

2. Obiectivul sau ansamblul de iluminat este amplasat în zona deschisa, la o distanta

relativ mica de arterele de circulatie. În aceasta situatie, sistemul de iluminat decorativ ar putea influenta circulatia rutiera (de exemplu: orientarea defectuoasa a proiectoarelor, reflexiile necontrolate), dar sistemul de iluminat rutier sa nu influenteze sistemul de iluminat decorativ.

3. Existenta si functionarea simultana a celor doua tipuri de sisteme de iluminat

determina influentarea lor reciproca, de cele mai multe ori negativ, daca adoptarea solutiei luminotehnice se face fara o conceptie unitara care sa urmareasca integrarea armonioasa a celor doua tipuri de sisteme de iluminat. Trebuie luate în considerare criteriile de calitate: culoarea luminii, redarea culorilor, nivelul de iluminare/luminanta, amplasarea aparatelor de iluminat.

Iluminatul cladirilor, monumentelor si podurilor

Criterii de stabilire a solutiilor luminotehnice

Iluminatul arhitectural si decorativ al cladirilor reprezentative din punct de vedere arhitectural si istoric, al monumentelor, bisericilor si al operelor de arta câstiga tot mai mult interes pe plan mondial si national.   

Efectul obtinut cu ajutorul iluminatului artificial, prin crearea unor contraste de lumini, umbre sau culori, bine echilibrate, este de multe ori mai spectaculos decât cel obtinut în conditiile unui iluminat natural. Figura 1 prezinta aspectele determinante care trebuie luate în considerare la realizarea

sistemelor de iluminat arhitectural.

                         Figura 1 Aspecte principale privind alegerea solutiei luminotehnice

1. Alegerea imaginii preferentiale se face în urma unui studiu realizat la fata locului, iar daca acest lucru nu este posibil, sunt necesare numeroase fotografii, realizate la lumina naturala,în diferite perioade ale zilei.

2. Directia de privire preferentiala are o importanta deosebita în alegerea locului de amplasare a aparatelor de iluminat si în orientarea acestora.

3. Distanta de privire contribuie la stabilirea nivelului de iluminare necesar distingerii detaliilor de arhitectura.

4. Mediul luminos înconjurator este un factor determinant în sta 19119g64t bilirea nivelului de iluminare necesar. Cu cât luminanta mediului înconjurator este mai mare, cu atât cantitatea de lumina pentru realizarea iluminatului artificial al obiectivului este mai mare. Aceste niveluri de iluminare sunt recomandate de catre reglementari interne si CIE.

Pe lânga aceste aspecte principale, un rol important în alegerea solutiei luminotehnice a sistemelor de iluminat decorative îl au unele aspecte secundare prezentate schematic în figura 2.

                               Figura 2 Aspecte secundare în alegerea solutiei luminotehnice

1. Forma obiectivului

Un sistem de iluminat arhitectural îsi atinge scopul pentru care a fost realizat daca asigura redarea tridimesionala a obiectivului, astfel încât imaginea obtinuta sa corespunda realitatii.Pentru aceasta trebuie asigurate niveluri de iluminare variate pe fetele obiectivului,

precum si contraste corespunzatoare de lumini si umbre. Atunci când directia de privire preferentiala este stabilita, orientarea fascicolului luminos

se face în functie de forma obiectivului, respectiv de forma sectiunii orizontale a acestuia. Figura  3 prezinta cazul unei cladiri cu sectiune patratica, care este bine reliefata prin amplasarea proiectoarelor echipate cu puteri diferite de o parte si de alta a cladirii. Directia de privire preferentiala este indicata de sageata A.

                    Figura 3 Amplasarea proiectoarelor în cazul cladirilor cu sectiune patratica

În cazul unei constructii de tip turn, având o sectiune circulara, se recomanda utilizarea proiectoarelor intensive (unghi de emisie a fluxului luminos mai mic de 10°), dispuse în doua sau trei puncte, orientate în sus. Fascicolele înguste de lumina care cad pe turn, orientate de jos în sus, formeaza benzi de lumina paralele, având diferite niveluri de iluminare pe suprafata turnului, realizându-se redarea tridimensionala a obiectivului (fig. 4).

          

                        Figura 4 Amplasarea proiectoarelor pentru o cladire cu sectiune circulara:

                      (a) doua baterii de aparate de iluminat, (b) trei baterii de aparate de iluminat

2. Posibilitatile de amplasare a aparatelor de iluminat

Amplasarea aparatelor de iluminat reprezinta un aspect important în stabilirea solutiei luminotehnice, contribuind la asigurarea confortului vizual. Locul de amplasare a aparatelor de iluminat este astfel ales încât acestea sa fie ascunse privirii observatorului, atât pe timp de zi, cât si pe timp de noapte. Amplasarea aparatelor de iluminat se face si în functie de posibilitatea de alimentare cu energie electrica, de efectele (jocuri de lumini si umbre) care se doresc a fi obtinute cu ajutorul luminii emise de aparatul de iluminat si de situatia existenta în teren. Montarea aparatelor de iluminat pe fatada cladirii nu este o solutie agreata deoarece impresia vizuala este neplacuta, discordanta cu mesajul emotional al operei de arta ce constituie obiectivul de iluminat.

Posibilitatile de montare a aparatelor de iluminat sunt: pe acoperisul cladirilor învecinate (fig. 5); în spatiile verzi aflate în vecinatatea obiectivelor de iluminat, aparatele de iluminat fiind mascate de vegetatie; în balcoane, unde aparatele de iluminat sunt ascunse privirii observatorului prin niste scafe; pe stâlpii pe care sunt montate aparatele de iluminat destinate sistemului de iluminat rutier; îngropate în fose special construite (fig. 6).

Figura 5 Aparatele de iluminat amplasate pe acoperisul cladirilor din vecinatate

Figura 6 Montarea îngropata a aparatelor de iluminat în fose special amenajate

a) fara protectie si înclinata astfel încât fluxul luminos sa nu fie redus

b) cu gratar de protectie pentru a reduce riscul de orbire de incapacitate

c) protejata, prevazuta cu orificii de scurgere a apei de infiltrare

d) protejata, prevazuta cu ecran de protectie contra orbirii de incapacitate

3. Reflectanta materialului cu care se realizeaza finisajul exterior al cladirii

Alegerea solutiei luminotehnice depinde în mare parte si de tipul materialului cladirii, nivelul de iluminare necesar pe fatada depinzând de factorul de reflexie al suprafetei obiectivului.

În functie de modul în care reflecta lumina, suprafetele se clasifica în patru grupe:

- suprafete foarte netede cu o reflexie regulata, care se comporta ca oglinda, reflectând lumina într-o singura directie. Amplasarea aparatelor de iluminat va avea în vedere posibilitatea aparitiei orbirii de incapacitate a observatorului care ar putea vedea pe suprafata cladirii imaginea reflectata a proiectorului si luminanta mare a acestuia.

- suprafete netede pentru care natura materialului da nastere unei reflexii mai difuze, (reflexia se face dupa o directie principala), dar o mica parte din fluxul luminos total emis de aparatul de iluminat este dirijata catre observator.

- suprafete imperfect difuze în care o mai mare parte din fluxul luminos emis de aparatul de iluminat este dirijata catre observator.

- suprafete difuze la care repartitia intensitatii luminoase în spatiu respecta legea lui Lambert, luminanta suprafetei fiind independenta de directia de observare. Pentru a se obtine un nivel de luminanta dorit se va adopta un nivel de iluminare în functie de valoarea coeficientului de reflexie al materialului de finisare - un nivel de iluminare mare pentru o cladire al carei finisaj are un coeficient de reflexie mic (granit r=0,10), respectiv un nivel de iluminare mult mai scazut în cazul unei cladiri cu un finisaj cu un coeficient de reflexie mare (marmura culoare deschisa, r=0,5 ... 0,6). Factorii de reflexie ai unor materiale de finisare uzuale sunt prezentati în tabelul 1.

                    Tabelul 1 Factorii de reflexie în lumina alba ai câtorva materiale de finisaj

 

4. Culoarea sursei de lumina, redarea culorilor, armonizarea cu mediul înconjurator

Pentru a scoate în evidenta un obiectiv aflat în apropierea altor sisteme de iluminat, este necesara realizarea unui contrast de culoare, luând în considerare culoarea luminii provenite de la sistemele de iluminat arhitecturale sau de la cele destinate cailor de circulatie rutiera. Prin utilizarea unor lumini de culori diferite, se pot obtine efecte deosebite, dar aceasta solutie trebuie adoptata cu atentie, deoarece exista pericolul obtinerii unor contraste de culoare ce pot avea efecte neplacute pentru observatori.

Alegerea culorilor surselor de lumina se face în functie de o serie de factori: culoarea materialelor de finisaj, efectul dorit, culoarea luminii produse de sistemele de iluminat existente în apropiere. Pentru realizarea unei atmosfere placute, linistitoare se aleg surse care emit o lumina calda (sursele cu radiatii luminoase galbene, alb-galbui, alb-aurii). Pentru obtinerea unor imagini de monumentalitate se utilizeaza surse de lumina care emit radiatii luminoase reci, de culoare alb-albastru.

5. Existenta vegetatiei sau a apelor în imediata apropiere

Vegetatia poate contribui ca parte decorativa, pusa în evidenta prin efectul de silueta. Aparatele de iluminat se amplaseaza între cladire si arbori, astfel încât silueta arborilor sa fie marcata si sa nu genereze umbre pe fatada cladirii.

Prezenta unei întinderi de apa situate în apropierea cladirii este benefica, obtinându-se imagini cu efecte deosebite prin reflectarea imaginii cladirii iluminate în apa

Surse de lumina

Sursa de lumina are rolul de a converti energia electrica în energie radiata în spectrul vizibil. Sursele de lumina utilizate în iluminatul urban trebuie saîndeplineasca urmatoarele cerinte: flux luminos mare, eficacitate luminoasa ridicata, luminanta redusa, durata de viata mare, functionare în orice pozitie si dimensiuni reduse.

Un sistem de iluminat este cu atât mai eficient, cu cât cheltuielile de întretinere sunt mai mici. Astfel, sursele de lumina cu inductie cu durata de functionare foarte mare, 60.000 h(aproximativ 21 de ani de functionare câte 8 ore pe zi), se pot utiliza în iluminatul pietonal.

În cazul în care se doreste transmiterea fluxului luminos la distanta mare de sursa de lumina (în special în iluminatul decorativ) se recomanda utilizarea fibrelor optice. Acest sistem este tot mai des utilizat în ultimul timp datorita cheltuielilor de întretinere foarte reduse si eficacitatii foarte bune a sistemului.

Se prezinta în cele ce urmeaza tipurile si caracteristicile principalelor surse de lumina utilizabile în sistemele de iluminat public arhitectural si ornamental, cu precizarea unor valori ale parametrilor functionali. Rapida dezvoltare a tehnologiei surselor de lumina face ca orice prezentare sa fie depasita în timp scurt.

Surse de lumina cu incandescenta

A. Lampa cu incandescenta

Principiul de producere a radiatiilor luminoase în cazul lampii cu incandescenta este similar cu producerea radiatiilor pe cale termica.

Fluxul luminos emis de sursa de incandescenta depinde de puterea nominala a sursei si scade în timp datorita eliberarii de atomi de wolfram de pe suprafata filamentului.

Eficacitatea luminoasa este de 10 ... 31,5 lm/W si scade pe parcursul functionarii lampii.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampa cu incandescenta

emite radiatii luminoase pe întreg spectrul vizibil, culoarea aparenta fiind alb-calda, cu o temperatura de culoare de 2700 K si o redare excelenta a culorilor Ra=100.

Luminanta sursei este mare, (1,2 - 3,3)·107 cd/m2, recomandându-se astfel mascarea sursei de

lumina pentru evitarea fenomenului de orbire de incapacitate sau utilizarea baloanelor de sticla mata pentru diminuarea luminantei sursei.

Durata de viata a sursei este de 1000 - 3000 ore de functionare. Deoarece atât eficacitatea luminoasa cât si durata de viata sunt scazute, utilizarea acestei surse de lumina în iluminatul exterior este limitata doar pentru iluminatul decorativ si la indicatoarele luminoase.

B. Lampa cu incandescenta cu halogen

Prin adaugarea unei mici cantitati de halogen (iod, brom, fluor) în mediul existent (amestecuri azot-argon sau azot-kripton) pot fi înlaturate partial unele dezavantaje ale lampii cu incandescenta clasice, cum sunt consumul energetic ridicat si durata de viata scazuta.

Fluxul luminos depinde de puterea lampii si este constant în timp pe toata durata de functionare a lampii.

Eficacitatea luminoasa este mai mare decât cea a lampii cu incandescenta standard, având valori cuprinse între 20 ... 27 lm/W.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa de lampa cu incandescenta cu halogen este calda, placuta, având o temperatura de culoare cuprinsa între 3000... 3200 K. Redarea culorilor este excelenta, cu un indice de redare a culorii Ra=100.

Luminanta sursei este mare, (1,3 - 3,9)·107 cd/m2, producând orbirea de incapacitate la privirea

directa a sursei.

Durata de viata poate ajunge la 2000 ... 4000 ore de functionare. Lampa cu incandescenta cu halogen se utilizeaza în special în iluminatul interior, dar variante de realizare a acestei surse cu halogen sunt utilizate si în iluminatul exterior: iluminatul arhitectural pentru fatade si monumente, iluminatul decorativ, iluminatul publicitar.

Surse de lumina cu descarcari

Conversia energiei electrice în radiatie luminoasa în lampa cu descarcari se realizeaza prin excitarea atomilor de gaz sau a vaporilor metalici în câmp electric variabil, prin aplicarea unei tensiuni între doi electrozi prezenti în interiorul tubului în care are loc descarcarea.

A. Lampa fluorescenta tubulara

Fluxul luminos emis depinde de puterea sursei si de calitatea stratului de luminofor de pe sticla tubului.

Eficacitatea luminoasa este mare în comparatie cu cea a surselor cu incandescenta, având valori cuprinse între 82 ... 104 lm/W (fara considerarea balastului), în functie de compozitia stratului de luminofor.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - în functie de culoarea luminii emise, lampile fluorescente tubulare se clasifica în trei grupe: (a) surse cu lumina albcalda cu temperaturi de culoare cuprinse între 2700 - 3000 K, (b) surse cu lumina neutra cu temperaturi de culoare în jurul valorii de 4000 K si (c) surse cu lumina alb-rece cu temperaturi de culoare în jurul valorii de 6000 K.

În iluminatul exterior, unde nu este necesara o redare foarte buna a culorilor, se pot utiliza si surse de lumina cu un indice de redare a culorii mai scazut - Ra<65, în conditiile în care

eficacitatea luminoasa a acestor surse este mai mare decât a celor cu o redare excelenta a culorii -Ra=95 ... 98.

Luminanta sursei este de (0,8 - 2)·104 cd/m2, valoare considerata acceptabila, care nu

produce orbire fiziologica la privirea directa a sursei.

Durata de viata a surselor fluorescente tubulare variaza de la producator la producator si poate ajunge la 20.000 ore în conditiile utilizarii balasturilor electronice de înaltafrecventa.

Temperatura de amorsare - lampile fluorescente tubulare pot fi amorsate în mod normal la o temperatura de minim 0°C. În cazul anumitor lampi speciale, amorsarea descarcarii se face cu ajutorul unui igniter electronic la temperaturi cuprinse între - 20 ... 70°C.

Timpul de amorsare este de 3 ... 5 s pentru lampile fluorescente cu balast electromagnetic, respectiv instantanee în cazul lampilor echipate cu balast electronic. Lampilefluorescente tubulare, îndeplinind mare parte din cerintele impuse surselor utilizate în iluminatul exterior - flux luminos mare, eficacitate luminoasa mare, luminanta redusa,durata de viata mare si functionare în orice pozitie, pot fi utilizate în urmatoarele domenii: iluminatul rutier (mai rar), instalate în aparate speciale, în montaj lateral saucatenar, iluminatul tunelurilor rutiere si iluminatul ornamental sau pietonal.

B. Lampa fluorescenta compacta

Are acelasi principiu de functionare ca si lampa fluorescenta tubulara, deosebindu-se prin dimensiunile si forma tubului de descarcare si modul de montare a aparatajului auxiliar.

Eficacitatea luminoasa este mai mare decât cea a surselor cu incandescenta, consumul energetic reducându-se cu 80 ... 85%. Valorile eficacitatii luminoase sunt cuprinse între 70 ... 87 lm/W, în functie de varianta de realizare si de puterea lampii.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampile fluorescente compacte au o culoare aparenta alb-calda (TC=2700 ... 3000 K) sau neutra (TC=4000 ...5300 K).

Indicele de redare a culorii are valori mari Ra=85 ... 92, ceea ce indica o redare buna si foarte buna a culorilor.

Luminanta se încadreaza în limite acceptabile, având aceeasi valoare ca si pentru lampile tubulare - cca. 3104

 cd/m2, fara a produce orbire de incapacitate.

Durata de viata a surselor cu balast electronic încorporat este de 3.000 - 20.000 ore, aceasta nefiind influentata de numarul de stingeri si aprinderi repetate.

Timpul de amorsare - punerea în functiune a sursei se face într-un timp t<1s, iar repunerea în functiune se face instantaneu. Datorita numeroaselor avantaje pe care le prezinta, aceste surse

de lumina pot fi utilizate cu succes atât în iluminatul interior cât si în iluminatul exterior, recomandându-se în iluminatul pietonal, decorativ, rezidential datorita ambiantei calde, placute realizate.

C. Lampa cu descarcari în vapori de mercur de înalta presiune

Elementul principal al acestei surse îl constituie tubul de descarcare realizat din cuart, în interiorul caruia se gaseste mercur în cantitate strict determinata, introdus împreuna cu un gaz auxiliar (de obieci, argon), cu rolul de a usura amorsarea descarcarii. La capetele tubului se gasesc electrozii principali pentru functionarea în regim normal si electrodul auxiliar pentru amorsarea descarcarii.

Eficacitatea luminoasa este relativ ridicata, putând atinge 60 lm/W în functie de modul de realizare si puterea sursei.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lampile cu descarcari în vapori de mercur de înalta presiune emit o lumina alb-albastru-verde, iar temperatura de culoare variaza între 3400...6000 K, în functie de varianta de realizare a lampii. Indicele de redare a culorii este Ra=43 ... 55, în functie de luminofor.

Luminanta este mare (1,5 - 1,8)·106 cd/m2, dar stratul de luminofor aplicat pe partea interioara a

balonului de protectie reduce considerabil luminanta sursei, în limite acceptabile.

Timpul de amorsare - lampa functioneaza la parametri nominali dupa un timp de maxim 5 minute, în functie de varianta de realizare a lampii. Eficacitatea luminoasa si durata de viata mari (de pâna la 24.000 ore) recomanda aceasta lampa pentru utilizarea ei în iluminatul exterior, în iluminatul zonelor rezidentiale, iluminatul pietonal, iluminatul spatiilor mari deschise.

D. Lampa cu descarcari în vapori de mercur de înalta presiune cu adaosuri de halogenuri metalice

Alcatuirea si principiul de functionare sunt aceleasi ca si în cazul lampilor cu descarcari în vapori de mercur, cu deosebirea ca în mediul din interiorul tubului de descarcare se adauga halogenuri metalice - ioduri de sodiu, thaliu, indiu.

Fluxul luminos emis este mare si depinde de puterea sursei, de varianta de realizare a sursei si de presiunea amestecului din tubul de descarcare.

Eficacitatea luminoasa este mare, cu valori cuprinse între 81 ... 90 lm/W.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - culoarea aparenta este albcald datorita unei emisii continue a radiatiilor, care acopera întregul spectruvizibil. Temperatura de culoare variaza în functie de tipul sursei si are valori între 3000 ... 5600 K. Indicele de redare a culorii este Ra=65 ... 98, ceea ce indica o redare foarte buna a culorilor.

Durata de viata este foarte mare, ajungând la 20.000 - 24.000 ore de functionare.

Timpul de amorsare este relativ redus ta=3 min, iar în cazul întreruperii alimentarii cu energie, repunerea sa în functiune se face dupa 10 min. Se recomanda în iluminatul arhitectural si ornamental (iluminatul vegetatiei) ori de câte ori este necesara redarea culorilor. Se mai utilizeaza în iluminatul pietonal, în zone rezidentiale.

E. Lampa cu descarcari în vapori de mercur de înalta presiune cu lumina mixta

Principiul de functionare al acestei lampi este asemanator cu cel al lampii cu vapori de mercur de înalta presiune, cu diferenta ca limitarea valorii curentului în tubul de descarcare se face prin montarea un filament spiralat din wolfram în serie cu tubul de descarcare.

Fluxul luminos emis este cantitativ mai mic decât cel emis de alte surse care fac parte din categoria lampilor cu descarcari în vapori de mercur de înalta presiune.

Eficacitatea luminoasa este mica, având valori cuprinse între 19,5 ... 28,5 lm/W, aceasta datorându-se eficacitatii scazute a filamentului de wolfram.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - datorita prezentei filamentului de wolfram în structura lampii, spectrul radiatiilor emise în urma descarcarii din tub (spectru discontinuu) este completat cu cel emis de filament, care acopera în mod continuu întregul câmp al radiatiilor vizibile. Astfel se obtine o culoare alb-calda, placuta, sursa având o temperatura de culoare cuprinsa între 3300 ... 3600 K în functie de varianta de realizare a acesteia. Redarea culorii este satisfacatoare, având un indice de redare a culorii Ra=50 ... 63.

Timpul de amorsare - functionarea sursei la parametri nominali se face la 2 min de la punerea în functiune. Reamorsarea se face dupa 5 ... 20 min, în functie de puterea sursei. Aceste surse se utilizeaza atât în iluminatul interior cât si în cel exterior, în special în iluminatul decorativ, în luminatul terenurilor sportive.

F. Lampa cu descarcari în vapori de sodiu de înalta presiune

Principiul de functionare al acestei surse consta în producerea radiatiilor luminoase prin descarcari într-un tub realizat dintr-un material foarte rezistent la presiuni si temperaturi mari si transparent la radiatii vizibile (alumina policristalina sinterizata, Al2O3). În interiorul tubului de descarcare se gasesc, pe lânga sodiu, si alte gaze (argon, neon, xenon) necesare amorsarii si o mica cantitate de mercur. Amorsarea este posibila cu ajutorul unui igniter care produce un vârf de tensiune de 1500 ... 3000 V. O varianta a lampii cu descarcari în vapori de sodiu de înalta presiune este lampa cu dublu arc, care are în interiorul balonului de sticla doua tuburi de descarcare, dublându-i-se astfel durata de functionare. Aceasta sursa asigura o reamorsare rapida dupa întreruperea alimentarii cu energie electrica.

Fluxul luminos emis este mare, în functie de puterea sursei.

Eficacitatea luminoasa a lampii este foarte buna, cu valori între 90 ... 104 lm/W pentru lampa standard, respectiv între 45 ... 150 lm/W pentru lampa cu lumina alba.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa este alb-aurie, iar temperatura de culoare a sursei este cuprinsa în jur de 2100 K. Indicele de redare a culorii este Ra=23, ceea ce înseamna o redare mediocra a culorii. O varianta îmbunatatita (lampa cu lumina alba - White SON), datorita presiunii foarte mari din tubul de descarcare, are un indice de redare a culorii Ra=70 ... 80, ceea ce asigura o redare foarte buna a culorii.

Luminanta are valoare mare, ceea ce determina aparitia fenomenului de orbire de

incapacitate la privirea directa a sursei.

Durata de viata este de pâna la 24.000 ore de functionare si este influentata de variatiile de tensiune si de frecventa conectarii la retea. În cazul surselor cu descarcari în vapori de sodiu cu dublu arc, durata de viata ajunge la valori de 55.000 ... 60.000 ore.

Timpul de amorsare este de maxim 5 min datorita evaporarii lente a sodiului existent în tubul de descarcare. Reamorsarea se face în 2 ... 10 min, în functie de tipul si puterea sursei. În cazul surselor cu dublu arc, reamorsarea se face imediat. În iluminatul exterior aceasta lampa are o pondere mare, fiind utilizata în special în iluminatulrutier, pietonal, dar si în iluminatul decorativ, acolo unde nu este necesara o redare foarte buna a culorii. Utilizarea surselor cu dublu arc se recomanda în cazul întretineriidificil de realizat, în iluminatul terenurilor sportive, zonelor industriale, intersectii de strazi foarte periculoase.

G. Lampa cu descarcari în vapori de sodiu de joasa presiune

Radiatiile luminoase se obtin în urma descarcarii într-un tub în forma de U, în interiorul caruia exista, în afara de sodiu, un amestec de gaze (neon, argon) la o presiune foarte mica de câteva sutimi de N/m2.

Eficacitatea luminoasa este foarte mare având valori cuprinse între 100 ... 183 lm/W. Acest lucru se datoreaza unei emisii monocromatice pe lungimea de unda 589 nm, aflate în apropierea lungimii de unda =555 nm, pentru care ochiul omenesc are o sensibilitate maxima.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - lumina emisa este galbena si are temperatura de culoare Tc=1700 K. Din cauza radiatiei monocromatice, indicele de redare a culorilor este egal cu zero, Ra=0.

Luminanta - deoarece balonul de sticla este clar si tubul de descarcare este vizibil, luminanta sursei este foarte mare, producând orbirea fiziologica la privirea directa a sursei.

Durata de viata este mare: 12.000 ... 20.000 ore de functionare.

Timpul de amorsare - lampa functioneaza la parametri nominali dupa 10 ... 15 min de la punerea în functiune, datorita evaporarii lente a sodiului din tubul de descarcare. Reamorsarea se face într-un timp mai mic de 2 min. Eficacitatea foarte mare recomanda aceasta lampa pentru utilizarea în iluminatul exterior: iluminatul rutier (artere de circulatie din afara oraselor, în special în zonele unde ceata este frecventa), iluminatul tunelelor si a ariilor mari deschise.

Surse de lumina cu inductie

Principiul de functionare se bazeaza pe fenomenul inductiei electromagnetice care provoaca agitatia moleculara similara lampilor cu descarcari, urmata de conversia radiatiilor emise în spectru ultraviolet, în radiatii vizibile, prin intermediul stratului luminofor. Aceasta sursa este produsa în trei tipuri: - lampa "QL" produsa de firma Philips în doua variante - QL 55W si QL 85W; - lampa "Genura R80" produsa de firma "General Electric", cu balonul în forma de para si soclul este de tip Edison, astfel încât poate înlocui sursa cu incandescenta; - lampa "Endura" produsa de firma "Osram", realizata sub forma tubulara cu contur închis. În tabelul 2 sunt prezentate unele caracteristici ale surselor cu inductie

Tabelul 2 Caracteristicile surselor cu inductie

Fluxul luminos emis creste odata cu puterea sursei si ramâne constant pe toata durata de functionare a sursei.

Eficacitatea luminoasa a lampii QL este de cca. 70 lm/W, cea a lampii "Genura R80" -48 lm/W, iar pentru "Endura" - de 80 lm/W.

Culoarea aparenta, temperatura de culoare, redarea culorii - sursa de inductie are o lumina alb-calda, cu Tc=3000 ... 4000 K, iar indicele de redare a culorii Ra > 80.

Luminanta sursei este relativ redusa, de 5104 cd/m2.

Durata de viata - lampa cu inductie nu are în componenta sa electrozi sau filament, ceea ce confera acesteia avantajul unei durate de functionare de 60.000 ore (cca. 7 ani de functionare neîntrerupta). "Genura R80" are o durata de viata de 15.000 ore.

Temperatura de amorsare - lampa cu inductie poate amorsa si la temperatura de -20°C.

Timpul de amorsare - amorsarea si reamorsarea se fac instantaneu. Sursele cu inductie se recomanda în iluminatul pietonal, al pietelor, rezidential si publicitar.

Aparate de iluminat

Aparatul de iluminat este un dispozitiv realizat în scopul distributiei si transmiterii fluxului luminos emis de sursa de lumina. Aparatul de iluminat asiguraalimentarea cu energie electrica a sursei de lumina, protectia sursei de lumina împotriva agentilor de mediu si a socurilor mecanice si protectia vizuala a omului.

Aparatul de iluminat este compus din trei subansambluri, fiecare dintre acestea având la rândul sau una sau mai multe elemente componente: - dispozitivul optic: sursa (sursele) de lumina, unul sau mai multe reflectoare, difuzorul si ecranul de protectie vizuala; - armatura cu dispozitiv de montaj si siguranta, carcasa de protectie si garnituri de etansare; - aparatajul auxiliar necesar pentru amorsarea si functionarea sursei de lumina.

În functie de modul de directionare a fluxului luminos si de confortul vizual ce trebuie realizat, unul sau mai multe din elementele componente ale dispozitivului optic pot lipsi.

Cerinte de calitate privind aparatele de iluminat

Aparatele de iluminat trebuie sa corespunda din punct de vedere calitativ cu standardele si normele aflate în vigoare.

A. Rezistenta aparatelor de iluminat la eforturile mecanice exercitate în cursul utilizarii-în cazul aparatelor de iluminat destinate sistemelor de iluminat public, rezistenta mecanica a acestora trebuie sa fie corespunzatoare datorita pericolului actelor de vandalism.

B. Rezistenta la temperaturile de utilizare - lampa, cablajul intern si suprafata de sprijin a acestuia nu trebuie sa atinga o temperatura care sa-i afecteze siguranta în functionare normala.

C. Rezistenta la socuri cu corpuri solide - se exprima sub forma valorii maxime a energiei de soc suportate de respectivul echipament fara ca acesta sa sufere deteriorari.

D. Anduranta aparatelor de iluminat - în conditiile încalzirii si racirii ciclice care apar în timpul functionarii, aparatul de iluminat nu trebuie sa-si întrerupa buna functionare sau sa prezinte vreun pericol pentru instalatie sau utilizatori.

E. Rezistenta la agentii de mediu - reprezinta rezistenta aparatelor de iluminat si a elementelor componente ale sistemelor de iluminat urban la actiunea prelungita a agentilor de mediu: umiditate, coroziune, temperaturi ridicate.

F. Rezistenta de izolatie si rigiditatea dielectrica

G. Rezistenta la agentii biologici - pentru o buna functionare a aparatelor de iluminat în cadrul sistemelor de iluminat urban trebuie realizata protectia acestora împotriva agentilor biologici: rozatoare, insecte, pasari. Se recomanda asigurarea etanseitatii sau utilizarea unor grilaje care sa împiedice patrunderea agentilor biologici în interiorulaparatelor de iluminat.

H. Protectia împotriva izbucnirii incendiilor - pentru reducerea la minim a riscului de izbucnire a incendiilor datorita sistemului de iluminat, o atentie deosebita se acordaalegerii aparatului de iluminat în functie de materialul suprafetei de sprijin.

I. Rezistenta la flacara si aprindere - elementele componente izolante care sustin partile active si cele care asigura protectia împotriva electrocutarii trebuie sa fie rezistente la flacara si la aprindere.

J. Securitatea utilizatorului din punct de vedere electric - pe toata durata functionarii, sistemele de iluminat trebuie sa asigure protectia utilizatorului la socurile electrice care ar putea sa apara în urma unui contact direct sau indirect dintre o parte a corpului utilizatorului si elementele componente ale aparatelor de iluminat care se afla sub tensiune în mod normal sau accidental. De asemenea, aparatele de iluminat trebuie asigurate împortiva patrunderii prafului, aparatelor solide si umiditatii.

Tipuri de aparate de iluminat utilizate în iluminatul urban

Exista o gama foarte diversificata de aparate de iluminat utilizate în iluminatul urban. Producerea acestor aparate de iluminat trebuie sa respecte normele si standardele în vigoare ale tarilor producatoare si/sau importatoare.

A. Aparate de iluminat pentru iluminatul rutier

Pentru iluminatul rutier se utilizeaza diverse tipuri de aparate de iluminat cu forme si dimensiuni diferite, distributia fluxului luminos fiind întotdeauna directa. Aparatul de iluminat rutier este compus din doua compartimente: compartimentul optic, care cuprinde reflectorul si sursa de lumina si compartimentul aparatajului auxiliar în care se monteaza elementele necesare amorsarii si functionarii sursei de lumina. Carcasa metalica a aparatului de iluminat este realizata din aluminiu, iar difuzorul din poliester cu fibra de sticla. Reflectoarele din interiorul aparatului de iluminat sunt realizate din aluminiu de înalta puritate.

Aparatele de iluminat rutier se încadreaza în clasele I si II de protectie împotriva tensiunilor de atingere accidentale.

                                      Figura 7 Aparat de iluminat destinat iluminatului rutier

                  Figura 8 Tipuri de aparate de iluminat utilizate în iluminatul rutier

În figura 7 este prezentat un corp de iluminat destinat iluminatului rutier, caracterizat printr-o distributie optima a intensitatii luminoase, în scopul reducerii poluarii luminoase si utilizarii eficiente a energiei electrice. Figura 8 prezinta schematic câteva tipuri de aparate de iluminat rutier.

B. Aparate de iluminat utilizate în iluminatul decorativ (arhitectural si ornamental)

Exista o mare varietate de aparate de iluminat utilizate în iluminatul decorativ: proiectoare, aparate de iluminat submersibile, borne luminoase si lampadare, fibre optice si surse cu laser. Proiectoarele clasice (fig. 9), având dimensiuni ce variaza în functie de tipul aparatului de iluminat, pot fi echipate cu surse de puteri diferite, de la 75 W pâna la 2000 W.

            Figura 9 Proiectoare utilizate în iluminatul decorativ - prezentare schematica

Acestea emit fluxul luminos într-un unghi solid a carui deschidere poate varia de la 2x5° (proiectoare intensive) pâna la 2x60° (proiectoare extensive), alegerea facându-se în functie de obiectivul de iluminat.

Proiectoarele de tip "spot" sunt proiectoare de mica dimensiune, de puteri mici, cu distributie intensiva sau semi-intensiva.

Proiectoarele cu "lentile" prezinta un unghi de emisie al fluxului luminos ce se poate regla printr-o miscare relativa a sursei de lumina si lentilei.

Proiectoarele de siluete emit fascicole luminoase ale caror contururi sunt bine delimitate si ale caror forme se pot modifica prin intermediul unor diafragme.

Proiectoarele de imagini sunt astfel construite încât sa permita obtinerea unui iluminat uniform al suprafetelor si, de asemenea, proiectia unor imagini statice sau animate pe fatadele unor cladiri. Caracteristicile luminotehnice pot fi controlate cu ajutorul unor microprocesoare încorporate în interiorul acestora.

Aparatele de iluminat submersibile sunt special concepute pentru a fi scufundate în apa (IP 68) o perioada îndelungata si sunt echipate cu surse cu incandescenta, alimentate la o tensiune foarte joasa (nu depaseste 12 V).

Borne luminoase si lampadare. Bornele luminoase sau "piticii" au înaltime mica, distanta între sol si partea optica a acestora fiind foarte mica (fig. 10). Lampadarele sunt aparate de iluminat ale caror sisteme optice sunt situate la 3 - 4 m distanta de sol. Aceste doua tipuri de aparate de iluminat sunt utilizate atât pentru un iluminat functional cât si pentru un iluminat decorativ.

                          Figura 10 Aparate de iluminat utilizate în iluminatul pietonal

Aparatele de iluminat cu fibre optice au în componenta generatorul de lumina, cablurile optice si terminatiile optice (fig. 11). Generatorul de lumina (1) este echipat cu o sursa de lumina (2) si un reflector (3) care are rolul de a concentra fluxul luminos în modul cel mai eficient în cablurile optice (4). Filtrele (5) montate în generatorul de lumina au rolul de a împiedica transmiterea radiatiilor infrarosii si ultraviolete în cabluri.

Figura 11 Schema de principiu a unui corp de iluminat cu fibre optice

Optional, un alt set de filtre poate modifica temperatura de culoare a radiatiei surselor de lumina. Cu ajutorul unui micromotor montat în interiorul generatorului de lumina poate fi obtinut un iluminat dinamic. Terminatiile fibrelor optice (6) sunt montate la extremitatea cablurilor optice, au forme si dimensiuni diferite, pot fi fixe sau mobile, în montaj aparent sau îngropat si au rolul de a asigura o anumita distributie a fluxului luminos, protejând în acelasi timp fibra optica.

Sursele cu laser se folosesc tot mai des în ultimii ani în iluminatul decorativ. Utilizarea acestei tehnologii permite proiectarea la mare distanta a unor imagini, scrierea sau reproducerea unor desene. De exemplu, un laser de 5 W acopera o suprafata de 100-150 m latime aflata la o distanta de 200-300 m. Comanda si controlul unui laser se face prin intermediul calculatorului si a programelor de calcul. Unghiul de emitere a fluxului luminos este extrem de îngust, iar perceptia fascicolului de lumina de-a lungul traiectoriei sale este posibila numai datorita prezentei impuritatilor din atmosfera, acestea reprezentând suprafetele de reflexie necesare în procesul vederii.

Raportul dintre puterea radiata de laser în spectru vizibil si puterea electrica consumata are valori foarte mici si variaza mult, în functie de tipul laserului. Existatrei tipuri de laser utilizate în tehnica iluminatului: laserul cu argon, laserul cu krypton si laserul cu culoare. Laserul cu argon emite o radiatie luminoasa de culoare verde ce poate fi descompusa cu ajutorul unei prisme în violet, albastru si verde. Puterea radiata în spectrul vizibil este de 0,1 - 20 W pentru o putere energetica de la 4 la 40 kW. Laserul cu kripton emite o radiatie luminoasa de culoare rosie ce pot fi descompuse în albastru, galben si verde. Randamentul este foarte scazut. Puterile disponibile sunt cuprinse între 1,2 si 6 W. Raportul dintre puterea radiata în spectrul vizibil si puterea consumata variaza între 1/2000 si 1/4000, în functie de varianta de realizare a laserului. Laserul cu culoare permite obtinerea unor fascicule de lumina colorate prin intermediul unui sistem de trei emitatoare laser, cu fascicole luminoase având culorile de baza: rosu, verde si albastru. Randamentul întregului sistem este scazut, iar echipamentul este foarte costisitor.

Aparatele de iluminat pentru tuneluri si pasaje subterane au diferite forme (fig. 12), fiind prevazute cu reflectoare simetrice sau asimetrice.

                        Figura 12Aparate de iluminat utilizate în iluminatul tunelurilor

                                        (a)simetrice în plan longitudinal; (b) asimetrice în plan longitudinal

În cazul în care aparatul de iluminat este echipat cu surse de lumina care au luminanta mare, se recomanda utilizarea unor gratare pentru realizarea protectiei vizuale a conducatorului auto. Aceste aparate de iluminat pot fi echipate cu surse fluorescente tubulare sau cu surse cu descarcari în vapori de înalta si joasa presiune.

În cadrul sistemelor de iluminat asimetrice destinate tunelurilor, se utilizeaza aparate de iluminat tip "counterbeam" care dirijeaza asimetric fluxul luminos emis în sens contrar directiei de deplasare a autovehiculelor. Aceste aparate de iluminat au o constructie speciala si prezinta rezistenta la agentii de mediu existenti în interiorul tunelurilor.

Tuburile de lumina înlocuiesc cu succes tuburile cu neon ale firmelor luminoase. Datorita flexibilitatii lor, se utilizeaza cu mai mare usurinta în accentuarea contururilor, în aplicatiile de iluminat arhitectural, copiind conturul obiectivului propus iluminarii.

Tuburile optice, la fel ca si fibrele optice, transmit lumina de la un capat la altul al tubului, ambele aplicând principiul reflexiei totale interne; mediul de propagare din fibrele optice este solid, iar cel din tuburile optice este aerul. În interiorul tubului, lumina incidenta este reflectata de doua ori pe o suprafata prismatica si returnataparalel cu directia originara a luminii incidente. Tuburile de lumina au aplicatii diverse în domeniul iluminatului, cum ar fi: directionarea, iluminatul de contur, reclamele luminoase, semnalele luminoase, iluminatul

fatadelor cladirilor, piscinelor, podurilor, gradinilor. Pentru obtinerea unor efecte coloristice deosebite, se pot utiliza filtre amplasate în generatorul aferent.

            Dupa cum se observa in acest domeniu se utilizeaza practic toate sursele de lumina, de la cele mai simple lampi incandescente sau cu descarcari la sisteme sofisticate precum sursele cu laser sau fibrele optice.