مشخصات چراغ

 

  • چراغ و مشخصات آن

شار نوری لامپ (خصوصاً لامپ های نقطه ای) در تمام جهات تابش می گردد. توان نوری هر لامپ، عبارت از مجموع شار نوری تولید شده به ازای مصرف الکتریکی است و برای بهره گیری از حداکثر توان نوری آن، لازم است که توسط سطوح محدود کننده تا حد امکان تابش نور به طرف فضای مورد استفاده متمرکز گردد.

وجود سطوح محدود کننده در پشت لامپ می تواند بخشی از شار نوری که در فضای پشت آن هدر می رود را بصورت انعکاسی به سمت فضا یا سطح مورد استفاده برگرداند. به همین دلیل لامپ ها در قابی بنام کاسه چراغ یا قاب چراغ قرار می گیرند.


مجموع لامپ، قاب و سایر اجزای الکتریکی و مکانیکی آن با نام چراغ نام گذاری شده است.

خصوصیات چراغ و توان نوری لامپ است که خصوصیات نوردهی هر منبع را در فضای مورد استفاده در جهتی که تابش منبع به آن سمت محدود شده مشخص می کند.


چراغ ها انواع متنوعی دارند و بر اساس نوع لامپ به دو گروه اصلی نقطه ای و خطی تقسیم بندی می شوند. چراغ های خطی برای استفاده از لامپ فلورسنت و چراغ های نقطه ای برای استفاده از لامپ های التهابی، گازی جیوه ای و سدیمی و متال هالید طراحی شده اند.

در منابع نقطه ای، در حالت عادی به ازای هر استرادیان فقط ان كل شار نوری به هر طرف می تابد و مابقی در جهاتی تابش می شود که الزاماً مورد استفاده برای سطح مورد نظر نیست. حال فرض کنید که در پشت این لامپ نقطه ای یک منعکس کننده کامل تخت قرار گیرد.

انتظار میرود که این منعکس کننده در این حالت خود به عنوان یک منبع ثانویه عمل کند، لذا شار نوری (یا به عبارت بهتر چگالی نور) محدود شده در این حالت که در یک نیم کره تابش می شود، دو برابر می گردد. همچنین اگر منبع فوق بین دو سطح منعکس کننده قرار گیرد انتشار نور در یک چهارم کره و اگر بین سه سطح قرار گیرد انتشار نور در یک هشتم کره متمرکز خواهد شد.

سطوح محدود کننده در پشت منبع اغلب دارای انعکاس کامل نیستند و خود بخشی از تابش نور را جذب می کنند. در هر حال استفاده از قاب های منعکس کننده متداول است و در هدایت روشنایی منابع و بالا بردن بهره نوری آنها مؤثر می باشد.

خصوصیات سطوح محدود کننده و ضریب انعکاس آنها نقش اصلی را در تعیین ضریب بهره از روشنایی چراغ ایفا می کند. ضریب بهره روشنایی، بیان کننده نسبت شار نورانی مورد استفاده چراغ به كل شار نورانی تولید شده آن است.

به همین ترتیب خصوصیات انعکاسی سطوح بنا و فاصله مؤثر (یا ارتفاع قرار گیری) چراغ از سطح مورد نظر نیز از عوامل مهم در تعیین ضریب بهره نهایی آن است. این موضوع در طراحی روشنایی حائز اهمیت می باشد.

برای بیان چگونگی تابش نور در اطراف چراغ، از منحنی قطبی توزیع روشنایی استفاده می شود. منحنی قطبی چراغ می تواند به صورت برش قائم یا افقی باشد و یا به صورت مخروطی نشان داده شود. منحنی قطبی هم بیان کننده پهنای تابش نور و نقش محدود کننده است و هم در زوایا و فواصل مختلف از دهانه چراغ، مقادیر تابش را بیان می کند.

مقادیر تابش با واحد لوکس یا كاندل به ازای ۱۰۰۰ لومن روی خطوط منحنی قطبی درج می گردد. شکل (۱) نمونه ای از منحنی قطبی چراغ را در زوایای افقی و عمودی نشان می دهد.

 

شکل (۱) نمونه ای از منحنی قطبی چراغ

 

برای تعیین توان نوری ساطع شده از هر چراغ روش استاندارد وجود دارد که سازندگان موظف هستند، بر اساس آن مشخصات فنی چراغ خود را تعیین و به همراه آن به مصرف کننده ارائه نمایند. به طور ساده برای منابع نقطه ای روشی پیشنهاد گردیده است که در آن برای ۹۰ درجه از یک نیم صفحه قائم، در جهت تقارن منحنی پخش نور چراغ ضرایبی تعیین شده است که با اندازه گیری شدت روشنایی در فاصله معین از آن، در گام های ۱۰ درجه ای انجام و به کاندلا تبدیل می گردد.

در مرحله بعدی با ضرب مقادیر اندازه گیری شده در ضرایب زاویه متناظر، می توان حاصل جمع آنها را در دو ضرب نمود و به عنوان توان نوری کل چراغ منظور نمود. برای سایر فواصل (یا ارتفاعات نصب) باید مجددا اندازه گیری شود. معمولاً سازندگان بر اساس ارتفاع طراحی متداول این جداول را تنظیم نموده و برای سایر فواصل، ضریب تصحيح اعلام می نمایند.

حالت دیگر در بیان مشخصات تابش نور چراغ، استفاده از منحنی ایزولوکس یا ایزو کاندل در سطح افقی است. در این شیوه، بر اساس فواصل از خط عمود بر سطح زیر چراغ در اطراف آن استفاده می گردد. این شیوه در تعیین مشخصات چراغ های معابر متداول است. سازندگان برای تعیین این مقادیر، در ارتفاع میعنی که بیشترین کاربرد را دارد، شدت روشنایی حاصل از چراغ را اندازه گیری می کنند و توسط منحنی های ایزولوکس یا ایزو کاندل که در برخی موراد همراه با جدول مقادیر نیز هست ارائه می کنند.

 


بیشتر بخوانید:

مشخصات چراغ های مورد استفاده در معابر


 

برای چراغ های محوطه ای، اگرچه شکل و خصوصیات منحنی قطبی چراغ و مندرجات جداول مشخصات دارای اهمیت است، اما در طراحی روشنایی از ضریب بهره نوری چراغ به عنوان ضریبی که مشخص کننده میزان بهره گیری از توان نوری کل چراغ است استفاده می گردد. عوامل تعیین کننده ضریب فوق، مشخصات چراغ، ارتفاع نصب و فاصله از زیر آن است.

در چراغ های داخل اماکن، برای تعیین ضریب بهره روشنایی، علاوه بر خصوصیات چراغ، ارتفاع نصب، ابعاد محل مورد استفاده و ضرایب انعکاس نور سطوح داخلی دارای اهمیت است.

 

 

  • مشخصات چراغ

خصوصیات فنی چراغ ها برای انتخاب آنها متناسب با مکان مورد استفاده، دارای اهمیت زیادی است. شرکت های سازنده سعی می کنند که تا حد امکان با تنوع محصولات خود برای تمامی شرایط مورد انتظار، چراغ های مناسب طراحی نمایند.

با این حال مسئولیت انتخاب بهترین چراغ همواره با طراح روشنایی است. مهمترین خصوصیات فنی که در طراحی روشنایی مد نظر است، شامل موارد زیر می باشد:

  • مشخصات شرکت سازنده و شماره مدل
  • ابعاد و وزن
  • مشخصات و مواد پایه، قاب و رفلکتور
  • استاندارد ساخت
  • ولتاژ چراغ
  • نوع و مشخصات لامپ
  • خصوصیات ترانس و طول عمر آن
  • حداکثر دمای محیط برای عملکرد
  • توان الکتریکی لامپ و ترانس
  • درجه حفاظت
  • وضعیت تهویه برای تبادل حرارت با محیط
  • زاویه مناسب نصب (برای چراغ های معابر)
  • محدودیت ها یا ویژگی های خاص
  • تراز فشار صوت
  • نحوه نگهداری و تعمیرات
  • مشخصات مربوط به منحنی قطبی با توجه با هدف استفاده

 

 

  • مشخصات پایه، قاب و رفلکتور

موادی که در ساخت چراغ مورد استفاده قرار می گیرد میزان مقاومت مکانیکی آن را مشخص می کند و مواد بکار رفته در سطوح منعکس کننده و شکل آن به همراه مواد قاب زیرین چراغ تعیین کننده میزان و چگونگی تابش نور خواهد بود. به همین خاطر سازنده تا حد امکان باید این مشخصات را تعیین و به مصرف کننده اعلام نماید.

مواد مورد استفاده باید کمترین تاثیر پذیری را از شرایط محیط داشته باشند. به طور مثال در یک محیط مرطوب یا دارای بخارات شیمیایی مواد تشکیل دهنده چراغ باید در مقابل این مواد مقاوم باشند.

شکل چراغ و منعکس کننده و ضریب انعکاس سطح بازتابشی داخلی آن نیز در تعیین ویژگی های تابش و نهایتاً منحنی قطبی و ضریب بهره نوری تاثیر مهمی دارد.

منعکس کننده ها به زوایای تابشی اولیه لامپ جهت می دهند. 

 

چراغ ها را از نظر وسعت محدوده تابش در دهانه، به طورکلی به سه گروه تقسیم نموده اند:

  • چراغ های با منحنی قطبی محدود (برشی)

در این گروه دانسیته تابش نور در زاویه ۸۰ درجه از خط ندیر (مرکزی) عمود بر دهانه چراغ، از cd۱۰۰ به ازای lm۱۰۰۰ شار نوری لامپ کمتر است و در زوایه بعد از ۹۰ درجه از cd ۲۵ به ازای هر Im ۱۰۰۰ بیشتر نیست. به بیان دیگر بیشترین دانسیته شار نوری در زاویه کمتر از ۸۰ درجه و منحنی قطبی تابش نور در جهت قائمدر زیر چراغ باریک است.

 

  • چراغ های با منحنی قطبی نیمه محدود (نيمه برشی)

در این گروه دانسیته تابش نور در زاویه ۸۰ درجه از خط ندیر، از cd۲۰۰ به ازای Im۱۰۰۰ شار نوری لامپ کمتر است و در زوایه بعد از ۹۰ درجه از cd۵۰ به ازای هرIm ۱۰۰۰ بیشتر نیست.

به بیان دیگر دانسيته شار نوری زاویه حدود ۸۰ درجه بیش از گروه اول است و در زوایا کوچکتر سهم نسبی کمتر میشود. لذا می توان گفت که در مقایسه با آنها که منحنی قطبی وسیع تری دارند.

 

  •  چراغ های محدود نشده

در این گروه منحنی قطبی وسیع است و بیشتر شامل چراغ های محوطه ای ارتفاع کوتاه و دیواری است.

 

 

  • خصوصیات بالاست و طول عمر آن

وظیفه بالاست محدود نمودن جریان در حدود تعریف شده برای کار مطلوب چراغ است. کیفیت کار بالاست می تواند بر کارکرد چراغ مؤثر باشد و معیوب بودن آن نیز می تواند استفاده مطلوب از آن را مخدوش نماید.

مطالعات نشان داده است که بالاست غیر استاندارد طول عمر لامپ را به میزان ۵۰% و لومن آن را به میزان ۳۰٪ کاهش می دهد. در صورتی که تهویه اطراف بالاست مناسب نباشد و درجه حرارت آن از ۹۰ درجه سانتیگراد بیشتر شود طول عمر آن بشدت کاهش می یابد.

بالاست استاندارد می تواند تا ۴۵۰۰۰ ساعت کارکرد داشته باشد، این در حالتی است که ولتاژ ورودی و دمای اطراف آن مناسب باشد. مطالعات نشان داده است که برای کارکرد ۱۶ ساعت در روز، بالاست استاندارد می تواند با کارکرد سالیانه ۵۰۰۰ ساعت تا ۱۲ سال سالم بماند، طبعاً بالاستی که شبانه روز در حال کار باشد عمر کوتاهتری خواهد داشت.

بالاست معیوب میتواند بر کارکرد لامپ و طول عمر آن تاثیر نامطلوب داشته باشد و علاوه بر ایجاد میدان های الکتریکی و مغناطیسی مزاحم، صدای آزار دهندهای نیز تولید نماید.

 

 

  • درجه حفاظت چراغ

اماکن مختلف متناسب با ماهیت خود، نیاز به چراغ های مختلفی دارند. به همین خاطر لازم است که ملاحظات لازم در این خصوص به عمل آید. در این رابطه سازندگان مطابق جداول استاندارد، کد حفاظتی معینی را بر روی کالای خود نصب می کنند که به کد IP معروف است.

بعد از دو حرف IP دو رقم ثبت می گردد، اولین رقم درجه حفاظت چراغ در مقابل ورود اشیاء و ذرات و دومین رقم آن مربوط به حفاظت در مقابل نفوذ آب و رطوبت است. جداول (۱) و (۲) کدهای حفاظتی چراغ ها و معنی آنها را بیان می کنند.

 

 

جدول (۱) درجه حفاظت چراغ در مقابل ورود اشیاء و ذرات

درجه حفاظت

اولین رقم بعد از  IP

حفاظت نشده

۰

حفاظت در مقابل اشیاء صلب خارجی با قطر بیش از ۵۰ میلی متر

۱

حفاظت انگشتان یا موارد مشابه با طول کمتر از ۸۰ میلی متر، حفاظت در مقابل اشیاء صلب با قطر بیش از ۱۲ میلی متر

۲

حفاظت در مقابل سیم و ابزارآلات با قطر یا ضخامت بیش از   ۲٫۵ میلی متر، حفاظت در مقابل اجسام صلب با قطر بیش از ۲٫۵  میلی متر

۳

حفاظت در مقابل سیم های با ضخامت بیش از یک میلی متر، حفاظت در مقابل اجسام صلب خارجی با قطر بیش از یک میلی متر

۴

حفاظت در مقابل ورود گرد و غبار به داخل چراغ تا حدی که مانع کار عادی آن نشود.

۵

حفاظت کامل در مقابل ورود گرد و غبار

۶

 

 

جدول (۲) درجه حفاظت چراغ در مقابل نفوذ آب و رطوبت

درجه حفاظت

اولین رقم بعد از IP

حفاظت نشده

۰

حفاظت در مقابل قطرات آب ناشی از رطوبت هوا که به صورت عمودی به محفظه چراغ برخورد می کند.

۱

حفاظت در مقابل چکیدن قطرات آب در صورتی که چراغ حداکثر زاویه ۱۵ درجه با محور قائم داشته باشد.

۲

حفاظت در مقابل بارش باران در صورتی که حداکثر تحت زاویه ۶۰ درجه با محور قائم ببارد.

۳

حفاظت در مقابل ترشح آب از هر سمت

۴

حفاظت در مقابل فوران آب از طریق یک افشانه از هر سمت

۵

حفاظت در مقابل ورود آب فراوان به داخل محفظه

۶

حفاظت کامل در مقابل ورود آب به داخل محفظه در شرایط غوطه وری در آب به مدت مشخص و تحت فشار مشخص آب

۷

حفاظت در مقابل ورود آب به داخل محفظه در شرایط غوطه وری در آب به صورت دائم و تحت فشار مشخص آب

۸

 

 

این مقادیر کد استاندارد به صورت بین المللی برای تمامی چراغ ها تعیین شده اند. در ایران این کدها را استاندارد برق ایران برای چراغ های مخصوص روشنایی معابر بیان نموده است. در استاندارد مذکور اعلام شده است که برای روشنایی معابر، چراغ های مورد استفاده باید حداقل دارای درجه حفاظت IPx3 باشد.

سایر موارد حفاظت شامل: حفاظت در مقابل ضربه و حفاظت در مقابل خوردگی است که باید به آن توجه گردد. جدار بیرونی چراغ همواره بیشتر در معرض خوردگی قرار دارد. استفاده از مس و برنج که بیش از ۸۰٪ آن مس باشد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، آهن نرم و ورق فولادی با ضخامت بیش از ۳ میلی متر با پوشش حداقل ۰٫۰۲ میلی متر فلز روی و مواد پلیمری برای این منظور مناسب هستند.

 

 

  • وضعیت تهویه برای تبادل حرارت با محیط

برای تبادل حرارت لامپ با محیط اطراف لازم است که چراغ قابلیت کافی برای گردش طبیعی هوا داشته باشد. از طرفی گردش هوا در داخل محفظه چراغ می تواند از نظر ایمنی و نشستن ذارت بر روی لامپ و جدار داخلی چراغ مزاحمت ایجاد کند. در فرآیندهای گرم صنعتی این معضل خود را به صورت بارزی نشان می دهد، زیرا تبادل حرارت حتی با وجود امکان تهویه تا حدودی به علت نزدیکی دمای اطراف لامپ با دمای عمومی کارگاه کار تبادل حرارت را از طریق جابجایی مختل می کند.

در فرایندهای گرم، لازم است که امکان تبادل حرارت در چراغ وجود داشته باشد، در غیر این صورت عمر لامپ و بالاست بشدت کاهش می یابد. در فرآیندهای با دمای معمولی باید موضوع ایمنی در مقابل حریق و انفجار گازها و بخارات و موضوع کثیف شدن سطح داخلی چراغ و سطح لامپ مد نظر قرار گیرد و با اولویت تهویه دار بودن،انتخاب چراغ به عمل آید. در صورت وجود گرد و غبار مزاحم لازم است که دوره تناوب نظافت چراغ ها کوتاه شود.

در خصوص اماكن خاص که خطر بروز حریق یا انفجار وجود دارد باید از چراغ های با درجه ایمنی بالا استفاده گردد. نحوه نگهداری و تعمیرات شار نوری چراغ ها در اثر کارکرد کاهش می یابد، این پدیده عوامل مختلفی دارد، از جمله می توان به کاهش شار نوری در اثر عمرلامپ، کاهش در اثر کاهش ضریب انعکاس و کدر شدن سطوح داخلی چراغ و کثیفی سطح لامپ و سطح داخلی چراغ در اثر نشستن و چسبیدن ذرات روی آنها اشاره نمود. عدم کارکرد مطلوب بالاست نیز می تواند روی کار کرد لامپ تاثیر سوء داشته باشد.

کاهش شار نوری لامپ در اثر کارکرد اجتناب ناپذیر است و لازم است که پس از طی مدت زمان عمر نامی لامپ، آنها را تعویض نمود. حتی با وجود روشن بودن لامپ پس از عمر نامی، به علت افت لومن خروجی، استفاده از آن به صلاح نیست زیرا این عامل خود به تنهایی باعث کاهش شدت روشنایی در محل مورد استفاده می گردد.

بالاست نیز در صورت استاندارد بودن، دارای عمر نامی است و پس از آن باید تعویض گردد در غیر این صورت علاوه بر اتلاف انرژی، سبب ایجاد میدان الکتریکی و مغناطیسی مزاحم و صدای آزار دهنده می گردد.

چراغ نیز یک دوره زمانی مناسب برای استفاده دارد که بسته به وضعیت نگهداری از آن و شرایط محیطی می تواند متفاوت باشد. تشخیص اینکه زمان مناسب برای تعویض چراغ چه موقعی است به عهده کارشناس است و در صورت بروز خوردگی، پوسیدگی یا کدر شدن سطح داخلی آن باید تعویض گردد.

با رعایت شرایط فوق الذکر نیز کارکرد چراغ باعث افت در توان نوری خروجی آن می گردد. زیرا در چراغ هایی که امکان تبادل هوا در آنها وجود دارد در اثر جابجایی هواء سطوح لامپ و سطوح داخلی چراغ نیاز به نظافت دارند. به علاوه نشست ذرات یا ورود حشرات و سوختن آنها میتواند در زیر چراغ های که دارای حباب هستند یک لایه مانع برای عبور نور ایجاد کند.

در طراحی روشنایی معمولاً افت لومن در اثر کار کرد که وابسته به عوامل متعددی است در نظر گرفته می شود و تحت نام افت کلی روشنایی چراغ TLLF، به عنوان ضریب توان نوری چراغ در محاسبات وارد می گردد. این عامل در کنار ضریب بهره روشنایی به عنوان عامل محدوده کننده توان نوری چراغ عمل می کند.

در محاسبات روشنایی ضریب افت کلی روشنایی چراغ برای یک دوره زمانی معین و برابر دوره های نظافت چراغ و نیمه عمر لامپ تعیین می گردد. هرچه تناوب دوره های نظافت کوتاهتر باشد این ضریب بالاتر خواهد بود و بهره گیری بهتری از توان نوری چراغ را باعث خواهد شد. علاوه بر نظافت و نگهداری چراغ، نظافت سطوح داخلی بنا نیز نقش مشابهی در بهره روشنایی چراغ دارد.

 


بیشتر بخوانید:

اصطلاحات محاسبات روشنایی

محاسبات روشنایی داخلی معابر

محاسبات روشنایی معابر


 

کوتاه بودن تناوب دوره های نظافت علاوه بر جلوگیری از کاهش شدید لومن چراغ، باعث می گردد که تبادل حرارت در چراغ بهتر صورت گیرد و عمر لامپ و چراغ أن افزایش یابد. 

 

 

  • گروه های مهم چراغ بر مبنای مکان استفاده

از نظر کاربرد، چراغ ها بسته به محل مورد استفاده متنوع هستند و هر روزه شاهد تولیدات جدیدی با استفاده از فناوری طراحی صنعتی هستیم. به طور کلی چراغ ها در هشت گروه مهم قابل تقسیم بندی هستند:

  • چراغ های سقفی حباب دار و بدون حباب، شامل فلورسنت و التهابی. 
  • چراغ های صنعتی نقطه ای و طولی شامل چراغ های با لامپ گازی جیوه ای و متال هالید و چراغ های فلورسنت.
  • چراغ های سالنی ریلی که برای فضاهای محدود و مکان های نمایشگاهی، تئاتر،سینما و مانند آن کاربرد دارد. 
  • چراغ های محوطه ای دیواری.
  • چراغ های طرح دار برای داخل اماکن عمومی و مسکونی.
  • چراغ های محوطه ای و معابر.
  • چراغ های حباب دار مخصوص پارکینگ ها و محوطه های مسقف با ارتفاع کم، قابل نصب روی دیوار یا سقف.
  • چراغ های اختصاصی. مانند چراغ ورزشگاه ها و چراغ های بازرسی.

 

 


بیشتر بخوانید:

ساختمان چراغ

مشخصات چراغ های مورد استفاده در معابر


 

 

 

مقالات مرتبط