OSVETLJENJE

1

Priroda svetlostiIzrazom svetlost oznaava se svako zraenje koje prouzrokuje neposredno vidljivo opaanje. Svetlost je u osnovi, zraena ili reflektovana energija koja dospe u oveije oko i koja se u vidnom organu (kompletno ljudsko oko sa delom mozga) pretvori u ulno opaanje i oseanje svetline utisak o jaem ili slabijem zraenju i boja. Zraenje je u fizikalnom smislu definisano kao emitovanje ili prenos energije u obliku elektromagnetnih talasa ili estica. Spektar elektromagnetnih zraenja je vrlo irok, dok se u tehnici osvetljenja iskoritava samo vrlo usko podruje spektra talasnih duina izmeu 10-7 i 10-3 metara, koje se oznaava kao optiko zraenje. oveije oko opaa jo ue podruje spektra i to podruje talasnih duina od 380 nm do 780 nm. To podruje se naziva vidljivo zraenje ili svetlost. Dananja fizika pripisuje svakom zraenju dvojnu (dualistiku) prirodu: talasnu i korpuskularnu.

18.05.2009.

2 od 44

100

UV-C UV-B UV-A280 315 400

ULTRAVIOLETNO

380 436 495 566 589 627

LJUBIASTA PLAVA ZELENAUTA NARANDASTA

CRVENA780 780

18.05.2009. 3 od 44

IR-A1400

IR-B3000

INFRACRVENO

[nm]

IR-C

1000000

Svetlotehnike veliineOsnovne svetlotehnike (fotometrijske) veliine: svetlosni fluks, svetlosna jaina, osvetljenost, =I sjajnost Fluks

Jaina

.[lm ] lumen I .[cd ] kandela E .[lx ] luks L . cd / m 2 S2

I

[ ] .[m ]

=E S

S

E =L

I =L S

S

.[sr ] steradijan

Osvetljaj

E18.05.2009.

Sjajnost

L4 od 44

Elektrini izvori svetlostiOsnovni kriterijumi za izbor elektrinog izvora svetlosti su:svetlosni fluks svetlosna iskoristivost, [lm W ] pad svetlosnog fluksa tokom ivotnog doba boja svetlosti i svojstva u pogledu reprodukcije boja elektrina snaga izvedbeni oblik ponaanje u pogonu nabavna cena i trokovi eksploatacije

18.05.2009.

5 od 44

Vrste svetlosnih izvoraInkadescentniPri proticanju struje kroz metalnu nit zagreva se na visoku temeperaturu i emituje zraenje u vidljivom delu spektra

Sijalice sa uarenim vlaknom arulje Sijalice sa uarenim vlaknom i halogenim elementom (jod, brom) LuminiscentniPri proticanju struje kroz gasove ili metalne pare dolazi do elektromagnetnog zraenja koje jednim delom pada u vidljivi deo spektra

Niskog pritiska (0,1 do 1,3 Pa)fluorescentne cevi natrijumove sijalice niskog pritiska

Visokog pritiska (3104 do 9105 Pa)ivine sijalice visokog pritiska metal-halogene sijalice visokog pritiska natrijumove sijalice visokog pritiska

18.05.2009.

6 od 44

Sijalice sa uarenim vlaknomEdison 1879. sijalica sa ugljenim vlaknom Dananja sijalica datira od poetka XX vekaVolframovo vlakno u unutranjosti staklenog balona spiralizovano Nosai od molibdena Stakleni balon Prikljuak izveden u vidu metalne aure sa Edisonovim navojem E10 E14 E27 E40 Vei deo energije na toplotu Visoka temperatura staklenog balona

18.05.2009.

7 od 44

Ako se kroz vlakno propusti elektrina struja, vlakno e se usled Dulovog efekta, zagrevati.Kada temperatura dostigne 500 C vlakno poinje da svetli,pri temeraturi od 1500 C svetli utom bojom, a na 2500 C belom

Zrae energiju u irokom podruju optikog zraenja.5-15% dovedene energije se pretvara u svetlost, preostali deo predstavlja toplotne gubitke.

Proseni radni vek sijalice sa uarenim vlaknom iznosi 1000 sati. Kada svetlosni fluks sijalice opadne za 20 % u odnosu na nazivni fluks, sijalica se smatra praktino neupotrebljivom. Svetlosno iskoritenje 6-15 [lm/W] Neosetljive na snienje napona manji svetlosni fluks Osetljive na povienje napona smanjuje se ivotni vek

18.05.2009.

8 od 44

Napon [%]

18.05.2009.

9 od 44

HALOGENE SIJALICEU stakleni balon se dodaje halogeni element jod ili brom sa dodatkom argona. Na taj nain se uspostavlja ciklus regeneracije volframovog vlakna halogeni kruni proces Vek trajanja dvostruko dui (oko 2000 sati) Bolja svetlosna iskoristivost Boja svetlosti vrlo pogodna 3000K

Sijalica se izrauje u obliku cevi od kvarcnog stakla du koje je razapeto spiralizovano vlakno.

Temperatura na povrini kvarcne cevi za vreme rada sijalice je 520 970 C i zato se ova sijalica smeta u specijalan stakleni balon. U praktinoj primeni halogene sijalice se dele u 2 skupine:reflektorske halogene arulje niskonaponske halogene arulje

18.05.2009.

10 od 44

18.05.2009.

11 od 44

FLUORESCENTNE CEVIFluorescentne su izvori svetlosti, koji deluju na osnovu elektrinog pranjenja u ivinim parama niskog pritiska, reda veliine 0,1-0,3 Pa. Elektrode su nainjene od dvostruko spiralizovanog volframovog vlakna.elektrode

Stakleni balon

Fluorescentni premaz

18.05.2009.

12 od 44

Bilans zraenja2% vidljivog zraenja, 38% je termiko dok ostalih 60% otpada na UV zraenje talasne duine 253,7 nm. To nevidljivo zraenje se na fluorescentnom sloju apsorbuje i pretvara u vidljivo zraenje.

Kod ovih izvora energetski bilans pretvaranja je25% dovedene energije pretvara se u vidljivu svetlost 75% u toplotu.

Hemijski sastav fluorescentnog sastava je: borat, silikat, fosfat, volframat. Razliitim kombinacijama ovih supstanci dobijaju se razliite boje svetlosti:

18.05.2009.

13 od 44

TB toplo bela boja (2900 K) - utisak tople boje i sadri poveanu komponentu crvene svetlosti. SB svetlo bela boja (3500 K) - svetlost bele boje toplog tona. BB bela boja (4500 K) - svetlost bele boje koja deluje hladno. DS boja dnevne svetlosti (6500 K) - slina boji dnevne svetlosti srednje naoblaenog neba. Osim ovih fluorescentne-cevi proizvode se i fluorescentne-cevi sa luksuznim bojama koje se odlikuju vrlo dobrom reprodukcijom boja, ali slabijim stepenom iskorienja (TBX, BBX).18.05.2009. 14 od 44

PRIGUNICA

Proces paljenja cevi Uloga startera Uloga prigunice

STARTER

18.05.2009.

15 od 44

Osetljive na snienje napona, na snienje temperature Potrebne predspojne naprave Lo faktor snage cos Pogodne tamo gde ne treba esto paljenje Vek trajanja produen do 7000 sati Svetlosna iskoristivost do 80 lm/W Stroboskopski efekat Standardne fluorescentne cevi prenika 38 mm Svetlosni fluks [lm] Snaga [W] duina [mm] TB toplo bela 2900K 20 40 60 590 1200 1500 1250 3000 4800 TBX t.b.de luxe 2900K 800 2000 3200 SB svetlo bela 3500K 1250 3000 480018.05.2009.

BB bela 4500K 1250 3000 4800

BBX bela de luxe 4500K 840 2000 3200

DS dnevna svetlost 6500K 850 2200 335016 od 44

ivine sijaliceiakpomoni gas argon

Elektrodeglavna pomona

Proces razgorevanjaiva isparava 105 Pa traje do 5 min

Radni napon oko 180VKada napon opadne ispod 180V sijalica se gasi

Prigunica Nakon gaenja mora se ohladiti18.05.2009. 17 od 44

Boja svetlostiDeo svetlosti UV deo spektra Od vidljivog dela spektara 50% 577 i 579,1 nm 50% 546,1 nm

vidni nedostatak crvene boje Fluorescentni premaz itrijum-vanadat aktiviran evropijumom u starijim izvedbama, fluor-germanat Spoljanja rasveta Vek trajanja

do 16000 satiSvetlosna iskoristivost

40 60 lm/WStroboskopski efekat

18.05.2009.

18 od 44

18.05.2009.

19 od 44

Natrijumove sijaliceSijalice niskog pritiska

balon od borat-stakla BrO3 u obliku U cevi na ijim zidovima je nataloen natrijum u vidu kapljica koje predstavlja osnovno punjenje kao pomono punjenje koristi se meavina argona i neona po ukljuenju dolazi do pranjenja kroz pomono punjenje, a kada se dostigne radna temperatura od 570K i ispari natrijum poinje emisija kroz natrijumovu paru. Sijalica zrai jarko utu svetlost da bi se odrala radna temperatura cev se stavlja u stakleni balon sa vakuumom unutranjost balona se premazuje tankim slojem indijum-oksida, koji reflektuje infracrveno zraenje i dodatno speava hlaenje para natrijuma

18.05.2009.

20 od 44

talasne duine 589 i 589,6 nm svetlosna iskoristivost 110 150 lm/W radni poloaj horizontalni zbog ravnomernog kapljienja tenosti vek trajanja do 16000 sati spoljanje osvetljenje18.05.2009. 21 od 44

Sijalice visokog pritiskapoboljanje spektra zraenja poveanjem pritiska u cevi zbog toga su sijalice znatno robusnije, a cev se pravi od sinterovanog aluminijum-oksida Osnovno punjenje je amalgam natrijuma i ive ksenon - pomono punjenje Ovaj balon se smeta u spoljanji plat od kvarcnog stakla ili natrijum-karbonatnog krenog stakla iz koga je ispumpan vazduh Poboljanje spektralne karakteristike postignuto je razvlaenjem karakteristinih linija spektra natrijuma, ali i pojaavanjem zraenja u ostalim delovima spektra, pa se moe uzeti da je spektar ovih sijalica kontinualan, sa maksimumom oko 600 nm. Zbog toga je svetlost ovih sijalica ukasto-bela (zlatne boje).18.05.2009. 22 od 44

18.05.2009.

23 od 44

svetlosna iskoristivost 70 150 lm/W radni poloaj praktino 360 stepeni vek trajanja do 28000 sati moraju imati predspojnu napravu prigunicu starter - specijalni tiristorski - naponske udare reda 1,8 3 kV vreme razgorevanja - oko 1 minut lo faktor snage pa se mora kompenzovati kondenzatorom spoljanje osvetljenje

18.05.2009.

24 od 44

METAL - HALOGENEpoboljanje spektralnih karakteristika zraenja ivinih sijalica dodavanje u osnovno punjenje halogenih elemenata jodidi indijuma, talijuma i natrijuma danas halogenidi disprozijuma, holmijuma i tulijuma ili kalajni jodid smea ovih jedinjenja se stavlja u isti kvarcni balon sa ivom. na taj nain se dobijaju izuzetno dobre spektralne karakteristike uz ostale povoljne osobine zbog toga se upotrebljavaju tamo gde je potrebna dobra reprodukcija boja uz visoke vrednosti osvetljaja upotrebljavaju se zaspoljanje osvetljenje -sportski stadioni, reflektorsko osvjetljenje zgrada, filmska i televizijska snimanja, unutranje osvetljenje - sportski objekti, industrijske hale, tuneli ...

18.05.2009.

25 od 44

18.05.2009.

26 od 44

Svetlosna iskoristivost 75 95 lm/W vek trajanja do 10000 sati moraju imati predspojnu napravu prigunicu starter - specijalni tiristorski - naponske udare reda 3,5 4 kV

18.05.2009.

27 od 44

SvetiljkeSvetiljke su naprave koje slue za raspodelu, filtriranje ili pretvaranje svetla izvora svetlosti i koje ujedno sadre potrebne delove za noenje i privrenje, za zatitu i pogon izvora svetlosti.Zahtevi koje mora obezbediti svetiljka svetlotehniki raspodela svetlosnog fluksa raspodela svetlosne jaine ogranienje bljetanja povoljna iskoristivost mehaniki mehanika vrstoa otpornost na zagrevanje otpornost na koroziju otpornost na prodor vlage spreavanje zagaenja laka montaa lako odravanje trajnost preglednost i lak dostup unutranjim elektrinim delovima trajnost el. delova 18.05.2009. 28 od 44 elektrotehniki pogonska sigurnost zatita od previsokog napona dodira zatita od radio televizijskih smetnji jednostavan i siguran elektrini prikljuak oblikovni estetski izgled oblika svetiljke harmoninost uklapanja u ambijent

Za ocenu svetlotehnikih karakteristika svetiljki merodavne su fotometrijske karakteristike:raspodela svetlosnog fluksa raspodela svetlosne jaine raspodela sjajnosti iskoristivost svetiljke

18.05.2009.

29 od 44

raspodela svetlosnog fluksaRaspodela svetlosnog fluksa Svetlosni fluks u donji poluprostor [%] 90-100 60-90 40-60 10-40 0-10 Svetlosni fluks u gornji poluprostor [%] 10-0 40-10 60-40 90-60 100-90

Naziv svetiljke

Direktna Preteno direktna Jednolika Preteno indirektna Indirektna

18.05.2009.

30 od 44

raspodela svetlosne jaine

18.05.2009.

31 od 44

18.05.2009.

32 od 44

raspodela sjajnostiprikazuje se u vidu dijagrama za kontrolu bletanja u vidu graninih krivih sjajnosti

iskoristivost svetiljke optika iskoristivost svetiljke predstavlja odnos izlaznog svetlosnog fluksa svetiljke i ukupnog nazivnog svetlosnog fluksa svih izvora svetlosti u svetiljci

18.05.2009.

33 od 44

Unutranje osvetljenjeFaktori kvaliteta unutranjeg osvetljenjanivo osvetljenosti ravnomernost osvetljenosti raspodela sjajnosti ogranienje bljetanja smer upada svetla i senovitost klima boje ogranienje stroboskopskog efekta

18.05.2009.

34 od 44

Nivo osvetljenostiminimalni nivo osvetljenosti za prag raspoznavanja crta lica

20 lx

minimalni nivo osvetljenosti u radnim prostorijama za zadovoljavajue raspoznavanja crta lica

200 lxoptimalni nivo osvetljenosti u radnim prostorijama

1500 2000 lxdodatno osvetljenje za tee vidne zahteve

2000 20000 lx18.05.2009. 35 od 44

vidni zahtevi vrlo mali mali srednji veliki vrlo veliki vanredno veliki

nivo osvetljenosti JUS U.C9.100 50 80 150 300 600 1000 prepruke JKO 30-60 120 250 500 1000 2000

ravnomernost = Emin : Esrvidni zahtevi vrlo mali mali srednji veliki ravnomernost 1:6 1:3 1:3 1:2,5 1:1,5

18.05.2009.

36 od 44

POSTUPAK PROJEKTOVANJA UNUTRANJEG OSVETLJENJAprikupljanje potrebnih informacija, odreivanjevanje faktora kvaliteta osvetljenja, proraun stvarne srednje osvetljenosti, kontrolu ravnomernosti osvetljenosti, kontrolu snoljivosti bletanja, izradu nacrta osvetljenja, utvrivanje karakteristinih elektrinih podataka ureaja osvetljenja, proraun ekonominosti ureaja osvetljenja.

18.05.2009.

37 od 44

Postupak izraunavanja svetlosnog fluksa, potrebnog za ostvarenje zahtevane srednje horizontalne osvetljenosti u prostoriji obuhvata utvrivanje, odreivanje i izraunavanje sledeih parametaraDimenzije prostorije Indeks prostorije

a b k= hK (a + b )Faktori refleksije povrinatavanice (t) zida (pz) poda (pP)

Izbor izvora svetlosti18.05.2009. 38 od 44

Izbor svetiljke Iskoristivost osvetljenja

R

Boja povraine Bele ili vrlo svetle boje Svetle boje Tamnije boje Tamne boje

Faktor refleksije (p) 0,70 0,50 0,30 0,10

Na osnovu svetiljke i ostalih parametara (k, )

Odreivanje faktoraZagaenja Starenja

Odreivanje ukupnog svetlosnog fluksa na osnovu zahtevanog osvetljaja En [lx]

n a b potrebno = R f

ni n sv O R f sr = a b

Izraunavanje stvarnog srednjeg osvetljaja18.05.2009. 39 od 44

Primer:Proraunati potreban broj i raspored svetiljki za uionicu dimezija 15x10x4m, sa fluorescentnim cevima TB gde je radna povrina na visini od 0,8m od poda. Tavanica je vrlo svetla t=0,7, zidovi svetli z=0,5. U slovi u prostoriji su isti (ti=12 meseci), a zahtevani osvetljaj je 250lx. korisna visina

hK = h hd = 4 0,8 = 3,2 mindeks prostorije

k=

a b 15 10 = = 1,875 hK (a + b ) 3,2 (15 + 10 )18.05.2009. 40 od 44

Usvaja se svetiljka za fluorescentne cevi tip FSN 121240 (2x40) k=V za tu svetiljku je faktor zagaenja f1=0,88 a faktor starenja f2=0,87 Iz tabela za t=0,7 i z=0,5 dobija se R1=0,47 za k1=1,5 R2=0,52 za k2=2 Linearna interpolacija izmeu ovih vrednosti

R = 1 +

2 1k 2 k1

(k k1 ) = 0,47 + 0,52 0,47 (1,85 1,5) = 0,50752 1,5

18.05.2009.

41 od 44

Potreban svetlosni fluks koji treba da se postigne: a b 250 15 10 potrebno = n = = 96514 lm R f 0,5075 0,88 0,87 Svetlosni fluks po fluo cevi (40W, TB) iznosi 3000lm, a poto u svetiljci postoje dve fluorescentne cevi potreban broj svetiljki iznosi potrebno 96514 nsv = = = 16,08 2 0 2 3000 Ako usvojimo po 5 svetiljki u tri reda imamo

nsv stv = 5 3 = 1518.05.2009. 42 od 44

Moemo izraunati stavarni srednji osvetljaj

ni nsv 0 R f 2 15 3000 0,5075 0,88 0,87 sr = = a b 15 10

sr = 233,1 lx

18.05.2009.

43 od 44

raspored svetiljkib'x bx b=10m ax a=15m a'x

a 15 ax = = = 3 m 5 5 b 10 bx = = = 3,3 m 3 3

a 4 3 15 12 a = = = 1,5 m x 2 2

b 2 3,3 10 6,7 bx = = = 1,67 m 2 218.05.2009. 44 od 44