بررسی تاسیسات و محاسبات مربوط به آن

فهرست

1.  فاز اول (مباني طراحي)
1-1. روشنائي
1-2. نيرورساني (كابل – تابلو – ترانسفورماتور و ژنراتور)
1-3. سيستم زمين Earthing
1-4. سيستم‌هاي جريان ضعيف
الف -   Paging
 ب -  Fire Alarm
 ج -  Telephone

2.  فاز دوم (محاسبات و طرح پروژه)
2-1. محاسبات روشنائي (توسط نرم‌افزار CALCLUX)
2-2. محاسبات ترانسفورماتور
2-3. محاسبات نيرورساني (جداول تابلوها و افت ولتاژ)
2-4. محاسبات اصلاح ضريب قدرت
2-5. محاسبات سيستم زمين  Earthing
2-6. محاسبات سيستم‌هاي فشار ضعيف

3.  فاز سوم (متره و برآورد)

4.  پيوست (نقشه‌ها)
روشنائي

روشنائي فني

    براي تفهيم هدف روشنائي از نقطه نظر مهندسي ، جمعيت مهندسان روشنائي واژة (Light) را بعنوان انرژي تشعشعي ارزيابي شده بوسيله چشم تعريف كرده‌اند.
    از نقطه نظر فيزيكي ، نور بعنوان قسمتي از طيف الكترومغناطيسي تلقي مي‌شود كه بين طول موجهاي 380 تا 780 ميلي ميكرون (نانومتر) قرار دارد.
    تا به حال تعبيرات زيادي از ماهيت نور شده ‌است كه بطور مختصر در زير شرح داده مي‌شود:
I.    تئوري ذره‌اي  Corpuscular theory‌ اين تئوري بوسيله نيوتن گفته شده و بر اصول زير متكي است:
1.    جسم نوراني انرژي تشعشعي را بصورت ذره از خود ساطع مي‌كند.
2.    اين ذرات به دنبال هم به خط مستقيم پرتاب ميشوند.
3.    اين ذرات بر شبكيه چشم اثر كرده و اعصاب نوري (بينائي) را تحريك و ايجاد احساس نور مينمايد.
II.    تئوري موجي هويگنس (Wave theory) اين تئوري بوسيلة هويگنس گفته شده است و بر اصول زير متكي است:
1.    نور نتيجة ارتعاش مولكولي در مواد نوراني است.
2.    اين ارتعاشات بشكل موجي از ميان اتر (Ether) عبور مي‌كنند.
3.    اين ارتعاشات ، ‌برروي شبكيه چشم اثر كرده و با تحريك اعصاب بينائي ايجاد احساس نور مي‌كند.
III.    تئوري الكترومغناطيسي Electromagnetic اين تئوري بوسيلة ماكسوئل گفته شده و متكي به اصول زير است:‌
1.    اجسام نوراني از خود نور را بصورت انرژي تشعشعي ساطع مي‌كند.
2.    اين انرژي تشعشعي بفرم امواج الكترومغناطيسي انتشار مي‌يابد.
3.    امواج الكترومغناطيسي بروري شبكيه چشم عمل كرده و با تحريك اعصاب بينائي ايجاد احساس نور مي‌نمايد.


طيف انرژي و روشنائي

    تئوري موجي به ما اين امكان را ميدهد كه منحني تشعشع را برحسب طول موج يا فركانس رسم نمائيم ملاحظه ميشود بين اشعه الكترومغناطيسي بي‌سيم ، راديو ، ‌اشعه حرارتي ،‌ اشعه مرئي ، اشعه ماوراء‌بنفش ، اشعة‌ ايكس تفاوت زيادي وجود ندارد و همه از يك جنس هستند و فقط طول موج و فركانس آنها با يكديگر تفاوت دارد.
در شكل صفحة بعد طيف اشعه الكترومغناطيس نشان داده شده است.

    حدود عملي طيف انرژي تشعشعي در فاصله بين چند كيلومتر (10-12m) تا 100 هزار مايل (1.6×108m) مي‌باشد.
    طيف انرژي تشعشعي قابل رويت طول موجي بين 9-10*380 تا 9-10*780 متر (380 تا 780 نانومتر) دارد.
    تمام انواع انرژي در خلاء با سرعتي معادل 186300 مايل در ثانيه (تقريباً 300 هزار كيلومتر در ثانيه) حركت مي‌كنند و هر يك از آنها از نظر طول موج و فركانس با هم فرق دارند.
    طول موج و سرعت ممكن است در اثر عبور از ماده تغيير كند اما فركانس همواره ثابت ميماند و به جرم ماده‌اي كه از آن عبور مي‌كند بستگي ندارد.
 
در اين رابطه       V   سرعت (سانتيمتر بر ثانيه)
 λ   طول موج Cm
 n   ضريبي كه بستگي به جرم جسمي كه موج از آن عبور مي‌كند دارد.
 υ  فركانس موج برحسب هرتز

    مثلاً نوري كه طول موج آن در هوا 589 نانومتر است سرعت آن در خلاء 1010*997925/2 و در هوا (760 ميليمتر جيوه فشار و صفر درجه سانتيگراد) 1010*99724/2  در آب 1010*24915/2  سانتيمتر بر ثانيه ميباشد.

جسم سياه (Black Body)

    جسم سياه به جسمي گفته مي‌شود كه تمام اشعه‌اي را كه به آن ميتابد جذب نموده و هيچ قسمت از آن را از خود عبور نداده و يا منعكس ننمايد.
    يك جسم سياه با سطح معين انرژي كل و نيروي بيشتري بازاء‌ هر طول موج معين نسبت به منابع ديگر با همان سطح و همان درجه حرارت از خود تشعشع خواهد كرد.
    در آزمايشگاه دستگاهي ساخته شده كه خيلي نزديك به مشخصات جسم سياه مي‌باشد. بدين منظور محفظه‌اي ساخته‌اند كه در روي آن سوراخ خيلي كوچك تعبيه گرديده ، بطوريكه وقتي اشعه نوراني از سوراخ وارد محفظه ميشود، در هر انعكاس مقداري از انرژي آن جذب جسم شده تا اينكه در پايان كل انرژي تشعشعي جذب مي‌گردد.
    از سال 1948 درخشندگي جسم سياه در درجه حرارت انجماد پلاتين بعنوان مبناي محاسبات روشنائي درنظر گرفته شده است.
    يك جسم سياه در درجه حرارت انجماد پلاتين 2045 درجه كلوين1.

توليد تشعشع

تمام منابع نوري نوعي انرژي را به تشعشعات الكترومغناطيسي تبديل مي‌كنند. معمولاً با انرژي داده شده  اتمها يا ملكولهاي جسم را تحريك كرده و پس از بحالت عادي در آمدن آنها تشعشعات الكترومغناطيسي توليد مي‌گردد.
    مراحل مختلف عمل در شكل زير بطور ساده مشخص شده و يك اتم را نشان ميدهد كه با يك هسته و يك الكترون كه در مدار ثاتبي در حال حركت ميباشد (حالت a) سپس اين اتم بطريقي تحريك شده است.
 
 الكترون از مدار اصلي خود خارج و در مدار ديگري با انرژي زيادتر ولي ناپايدار قرار مي‌گيرد. (حالت b)
پس از زماني الكترون خودبه‌خود به حالت اول برگشته و در مدار ثابت خود قرار مي‌گيرد (حالت c) و انرژي دريافتي را بصورت فوتون يا واحد روشنائي تشعشع مينمايد. اين عمل (كوانتم) ‘quantum process’ ناميده ميشود. فركانس موج تشعشع شده از رابطة‌ پلانك بدست مي‌آيد.

كه در آن           E1 و E2 انرژي الكترون در حالت اول و دوم برحسب ژول (J)
    v فركانس برحسب هرتز (Hz)
    λ طول موج برحسب متر(m)
    c سرعت نور تقريباً 108*998/2 متر بر ثانيه m/S
    h ضريب ثابت پلانك  34-10*262/6 ژول . ثانيه (J.S) مي‌باشد.

در گازهاي اتمي اين خطوط ممكن است كاملاً تميز و مشخص باشند، در گازهاي ملكولي سطح‌ها بحدي زياد هستند كه خطوط طيف بهم چسبيده و باند نوراني ايجاد مي‌كنند. در مايعات و جامدات باندها گسترده شده و به يكديگر متصل مي‌شوند و در نتيجه طيفي پيوسته در باند فركانس پهن ايجاد مي‌نمايد.

حال منابع انرژي را بررسي مي‌كنيم:

1.    انرژي حرارتي كه از يك منبع خارجي به جسم داده مي‌شود. اگر انرژي به اندازه كافي باشد ،‌ اتمها و ذرات به يكديگر برخورد كرده و باعث تحريك مي‌شوند و پس از برگشت به حالت عادي ايجاد تشعشع مي‌نمايند و در اجسام جامد و مايع اين اساس درخشش در اثر گرما Incandescence ميباشد.
2.    انرژي الكتريكي ، انرژي الكتريكي فقط بصورت غيرمستقيم مي‌تواند توليد نور نمايد. وقتي ولتاژي در دوسر يك سيم يا مابين الكترودهاي يك لامپ تخليه قرار مي‌دهيم اين ولتاژ باعث شتاب دادن به الكترونها شده و در اثر برخورد با اتمها سبب تحريك آنها مي‌شود و درنتيجه تشعشعات بوجود مي‌آيد و جسم از خود نور توليد مي‌كند.
3.    انرژي شيميائي ، وقتي تركيب شيمائي انجام مي‌شود ممكن است توليد تشعشعات بنمايد. مثلاً‌ احتراق ، شعله كه در اثر تركيب شيميائي ايجاد گرما كرده و گرما نيز چنانچه قبلاً گفته شد ايجاد تشعشع مي‌نمايد.
علاوه براين بعضي اوقات خود عمل تركيب مستقيماً باعث تحريك اتمها يا ذرات ديگر مي‌شود كه مي‌تواند تشعشع ايجاد نمايد.
منابع ديگر انرژي كه مي‌توانند بصورت مستقيم و بطور غيرمستقيم از طريق ايجاد حرارت تشعشع توليد نمايند شامل موارد راديواكتيو ،‌ ذرات با انرژي زياد ،‌ واكنش هسته‌اي و هسته‌اي حرارتي Thermonuclear‌ (مانند خورشيد) و غيره مي‌باشند.
منحني حساسيت جسم

قدرت بينائي در افراد متفاوت بوده و بستگي به زمان ، ‌سن و حالت چشم از نظر سلامتي دارد.
حساسيت چشم افراد بطور كلي در برابر طيف نوراني قابل رويت بطول موج نور بستگي دارد.
و ماكزيمم حساسيت چشم در ناحيه طيف سبزــ زرد يا طول موج 555 نانومتر مي‌باشد.
امواج غير قابل رويت كه طول موج آنها بين 100 تا 380 نانومتر مي‌باشد تشعشعات ماوراء‌ بنفش (UV) و امواج با طول موج 780 نانومتر تا يك ميليمتر تشعشعات مادون قرمز (IR) ناميده مي‌شوند.
اگرچه اين امواج بوسيلة‌ چشم قابل رويت نمي‌باشند ولي اگر به اندازه كافي متراكم شوند بصورت گرما روي پوست بدن محسوس هستند ، و اين يك حالت خاص براي اشعه مادون قرمز نيست.
بعلاوه اشعه ماوراء‌ بنفش با طول موج كمتر از 320 نانومتر براي نسوج بدن مضر ميباشند و روي پوست باعث ايجاد لكه‌هاي قرمز و تاول مي‌گردد.
از تخليه الكتريكي جيوه با فشار كم اشعه با طول موج 253.7 نانومتر بدست آورده‌اند كه خيلي نزديك به طول موج مورد نظر مي‌باشد.
در صفحة بعد منحني حساسيت چشم را نسبت به طول موج مشاهده مي‌كنيد.
 
كميت‌هاي اصلي فتومتري
 
1-1    شار تشعشعي (Radiation Flux = фe) عبارتست از كل توان تشعشعات الكترومغناطيسي كه از جسم خارج شده و يا جسمي دريافت نموده است و شامل تمام اشعه مرئي و نامرئي مي‌باشد. واحد اندازه‌گيري фe وات (تشعشعات الكترومغناطيسي) مي‌باشد.
1-2    شار نوري يا جريان نوري (Luminous Flux = ф)
چنانچه ميدانيم كليه تشعشعات بوسيلة چشم قابل رويت نمي‌باشند و با توجه به منحني حساسيت چشم فقط قسمتي از تشعشعات الكترومغناطيسي قابل رويت هستند. شار نوري عبارتست از توان تشعشعات الكترومغناطيسي قابل رويت كه از منبع نوراني خارج شده است و يا جسمي دريافت نموده است. واحد اندازه‌گيري شار نوري (ф) لومن (Lumen=Lm) مي‌باشد.

1-3    ضريب بهره نوري تشعشعات [K]
خارج قسمت شار نوري قابل رويت به شار تشعشعي را ضريب بهره نوري تشعشعات (K)‌ مي‌نامند .
    
   
چنانچه تمام تشعشعات كه از جسم نوراني خارج مي‌شود در فاصله زرد ــ سبز با طول موج 555 نانومتر كه در آن چشم حداكثر حساسيت را دارا مي‌باشد قرار داشته باشد. ضريب بهره نوري تشعشعات ماكزيمم خود را دارا بوده كه از طريق تجربي حدود (680 لومن/وات) بدست آمده ‌است و براي طول موجهاي ديگر مقدار آن از رابطه (Kλ=680 V(λ)) بدست مي‌آيد.
V(λ) براي طول موجهاي مختلف در منحني حساسيت چشم داده شده است.


1-4    ضريب بهره نوري (η)
ضريب بهره نوري يك منبع عبارتست از خارج قسمت توان نوري (شار نوري) خارج شده از منبع نوري بر توان الكتريكي مصرفي

  شار نوري (لومن)

   
و يكي از پارامترهاي مهم لامپ بشمار ميرود.
Luminous Intensity = I
Candlepower = CP
   
عبارتست از تراكم شار نوري در فضا و يا خارج قسمت شار نوري به زاويه فضائي   در صورتيكه شار نوري بطور يكنواخت پخش شود   خواهد بود.

واحد شدت نور
هرگاه در واحد زاويه فضائي (يك استراديان) جريان نوري يك لومن داشته باشيم شدت نور در اين زاويه فضائي يك شمع يا كاندلا (Candela = Cd) خواهد بود.
1 Cd=1(Lm)/1(Sr)



 زاويه فضائي (ω) :

كره‌اي بشعاع واحد را درنظر ميگيريم يك زاويه فضائي كه رأس آن در مركز كره قرار دارد. سطحي از كره را جدا مي‌كند اندازه عددي اين سطح مساوي اندازه زاويه فضائي ω است. F  =ω
هرگاه F=1 باشد واحد زاويه فضائي ω را خواهيم داشت و مقدار آن يك استراديان (Steradian=Sr) است.
با توجه به اينكه سطح كره به شعاع 4π ميباشد زاويه فضائي ماكزيمم ωmax=4π استراديان خواهد بود.



منحني پخش نور

هرگاه در يك دياگرام قطبي كه در سطح قائم بر منبع نور قرار دارد شدت نور در جهات مختلف را نقل كرده و انتهاي اشعه را به هم وصل كنيم منحني بدست مي‌آيد كه آنرا منحني تقسيم نور مي‌ناميم. منحني پخش نور يكي از مشخصه‌هاي مهم منابع روشنائي ميباشد.

 
     در شكل زير منحني پخش نور براي يك نوع چراغ خياباني (لاك پشتي) فيليپس با يك عدد لامپ 250W جيوه‌اي (با توان نوري 13500 لومن) در مقطعهاي E, D, C, B, A و F نشان داده شده است.
 
    منحني پخش نور به نوع لامپ ، مشخصات و ساختمان چراغ از قبيل نوع حباب و رفلكتور و غيره بستگي دارد و بطور كلي منابع نوري را به 5 گروه تقسيم كرده‌اند.
 
1.    نور غيرمستقيم             Indirect
2.    نور نيمه غير مستقيم             Semi-indirect
3.    نور مستقيم و غيرمستقيم         Diffuse or direct - indirect
4.    نور نيمه مستقيم             Semi – direct
5.    نور مستقيم                  Direct

 
تراكم نور يا درخشندگي

 Luminance [Photometric Brightness] (L) يا به اصطلاح فرانسوي (Brillance=B)

اگر δA جزء‌ كوچكي از سطح جسم نوراني باشد ، شدت نور δI از اين جزء‌ سطح در جهتي كه با امتداد عمود برسطح ، زاويه  مي‌سازند از رابطه زير بدست مي‌آيد.
 

در اين رابطه L‌ درخشندگي آن قسمت از سطح مي‌باشد و بطور كلي به زاويه φ و موقعيت سطح δA در روي سطح جسم نوراني بستگي دارد.
 
 
   
'δA تصوير δA روي سطح عمود بر جهت تابش ميباشد.
در صورتيكه جهت تابش عمود بر سطح باشد φ=0 بوده و   و اگر شدت نور در سطح يكنواخت باشد   خواهد بود.

شدت روشنائي       IL Lumination (E)

تراكم نور براي بعضي منابع نوري بشرح زير است:‌
 

شدت روشنائي  E‌در يك نقطه واقع در روي يك سطح عبارتست از نسبت شار نوري δф كه به جزء كوچك سطح δA كه نقطه در آن واقع است ميتابد ، تقسيم بر جزء سطح δA 
 
در صورتيكه شار نوري بطور يكنواخت در سطح پخش شود. E=ф/A خواهد بود و چنانچه از همين رابطه استفاده كرده ولي پخش شار نوري يكنواخت نباشد شدت روشنائي متوسط بدست مي‌آيد. اين معادله پس از منظور نمودن ضرائب لازم براي محاسبات روشنائي داخلي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
(   ضريب η در بخش محاسبات روشنائي داخلي مشخص شده است).

احاد روشنائي (شدت روشنائي)

1.    لوكس (Lux-Lx) عبارتست از روشنائي كه جريان نوري يك لومن روي سطح يك مترمربع ايجاد مي‌كند.
 

2.    فوت كاندل (Foot candle=Fc) عبارتست از روشنائي سطحي معادل يك فوت مربع كه شار نوري مساوي يك لومن بطور يكنواخت از منبع نور دريافت ميدارد.
 

3.    Phot=Ph (فوت) واحد شدت روشنائي است كه در صورتكيه سانتيمتر بعنوان واحد طول انتخاب شود و مساوي يك لومن بر سانتيمتر مربع باشد. اين واحد در فيلمبرداري و عكس‌برداري مورد استفاده است.
 

لامپ‌ها
 معرفي انواع لامپ

1.  لامپهاي ملتهب Incandescent Filament Lamps
فلزات و ذغال در نتيجه عبور جريان برق سرخ شده و تشعشع مي‌كنند طيف نوراني آنها پيوسته و تابع درجه حرارت جنس رشته لامپ است.

2.  لامپهاي تخليه در گاز Discharge Lamps
مانند لامپهاي سديم ،‌ جيوه‌اي متال هاليد به لامپهاي مخلوط (جيوه‌اي – رشته‌اي) و غيره. عبور جريان برق در فضاي تخليه باعث ارتعاش مولكوهاي گاز ميشود كه نتيجه‌اش تشعشع نور است، طيف نور آنها از يك عده خطوط تشكيل شده و تابع نوع گاز يا بخار فلز ، فشار گاز و درجه حرارت است.

3.  لامپهاي فلورسنت Fluorescent Lamps
تخيله در گاز مانند حالت (2) بوده ولي به علت اينكه درجه حرارت و فشار داخل گاز كم مي‌باشد بيشتر تشعشعات ماوراء بنفش است. اشعه ماوراء بنفش به مواد فلوئرسانت كه به بدنه داخلي حباب لامپ اندود شده برخورد كرده و باعث ايجاد نور مرئي ميشوند. طيف نور آنها مخلوطي از طيف پيوسته و خطي است كه قسمت پيوسته آن بيشتر بوده و حاصل تشعشع مواد فلوئرسانت است و خطوط نتيجه تخليه اوليه در گاز لامپ مي‌باشد.
 
4.  لامپهاي با قوس كوتاه Short Arc Lamps
لامپهاي با قوس كوتاه نيز ساخته ميشوند كه مصرف آنها كم بوه و در موارد خاص مورد استفاده قرار ميگيرند و شامل لامپهاي با بخار جيوه ، جيوه – گزنون و گزنون ميباشند.

لامپهاي رشته‌اي

لامپهاي رشته‌اي حدود يك قرن است كه ساخته شده و در اين مدت تغييرات و پيشرفت‌هاي قابل توجهي كرده‌اند. مورد استعمال اين لامپ‌ها خيلي زياد بوده ، در منازل مسكوني ، كارخانجات ، ادارات و ساختمانهاي عمومي و مغازه‌ها  وسايل نقليه معابر ، تابلوها و غيره از آنها استفاده مي‌شود.
    در داخل حباب شيشه‌اي لامپ ، يك رشتة فلزي كه معمولاً از نوع تنگستن ميباشد قرار دارد كه در اثر عبور جريان برق رشته سرخ شده و تشعشع ميكند ، طيف نوراني لامپ رشته‌اي ، پيوسته و تابع درجه حرارت و جنس رشته لامپ مي‌باشد.
    امتياز اصلي اين لامپها رنگ‌دهي عالي ، كوچكي اندازه ، قيمت كم و عدم نياز به راه‌انداز است.

ساختمان عمومي لامپهاي رشته‌دار

شكل زير يك لامپ رشته‌اي را نشان ميدهد كه داراي رشته‌اي از فلز تنگستن به شكل مارپيچ است.
 

رشته توسط دو سيم از جنس فلز موليبدنوم B نگهداري ميشود. اتصال الكتريكي به رشته از دو انتها توسط دو سيم نازك نيكل C انجام مي‌شود.
سيمهاي C به دور سيم D جوش داده شده‌اند كه از طرف ديگر به دو سيم نازك F كه فيوز ناميده ميشوند و از آلياژ مس و نيكل ساخته مي‌شوند متصلند.
اين سيمها از طريق دو سيم G به دو نقطه اتصال H متصل‌اند ، لولة تخليه K براي تخليه هوا از داخل حباب E و پر كردن آن از گاز خنثي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. سرپيچ فلزي M از برنج يا آلومينيم ساخته مي‌شود و به وسيله سمنت مخصوص N به حباب محكم مي‌شود.

ساختمان رشته‌اي

براي توليد نور مرئي با رنگ سفيد لازم است رشه در درجه حرارت بالا كار كند. در لامپهاي اوليه ذغال ، اوسيوم‌، تانتالوم و بالاخره تنگستن مورد استفاده قرار مي‌گيرفت.
تنگستن داراي دو خصوصيات مطلوب است. يكي نقطه ذوب بالا (درجه حرارت 3655 كلوين) كار رشته را در درجه حرارت بالا را ممكن مي‌كند. ديگر اينكه بعلت كم بودن فشار بخاري تنگستن تبخير آن كم است. تنگستن در درجه حرارت ذوب خود يعني 3655 كلوين بهره نوري برابر 53 لومن بر وات دارد ليكن براي ممانعت از تبخير سرپيچ و طولاني كردن عمر رشته لازم است آن را در درجه حرارت كمتري مورد استفاده قرار دهند و درنتيجه بايد به بهره‌برداي كمتري اكتفا نمود.

مقاومت رشته تنگستن نسبت به مقاومت آن در حرارت 70 درجه فارنهايت (21 درجه سانتيگراد) كه در منحني صفحة بعد مشخص است.
 

در لحظه بستن كليد مدار لامپ ، به علت كمي مقاومت داشته ، جريان زيادي كشده مي‌شود كه به جريان شروع معروف است.
البته به علت ضريب خود القاي مدار جريان با نسبت مقاومتها افزايش نمي‌يابد.
رشته به صورت سيم مستقيم ، سيم مارپيچ يا مارپيچ مضاعف ساخته مي‌شود.
سيم مستقيم در لامپهاي اوليه تا سال 1913 تنها نوع رشته بود. رشته مارپيچ و مارپيچ مضاعف بعدها به منظور كاهش دادن تلفات حرارتي در لامپهاي پرشده از گاز مورد استفاده قرار گرفت. اين كاهش به علت كم شدن سطح جانبي رشته ممكن مي‌گردد.



شيشه يا حباب لامپ

شيشه يا حباب لامپها به شكلهاي گوناگون  ساخته مي‌شوند و حروف مشخص كننده شكل حباب است.
براي مثال A مشخص كننده نوع ساده ، P ، PS گلابي شكل ، شكل G‌ كروي ، T لوله‌اي ، R لامپ با حباب منعكس كننده و PAR لامپ حباب منعكس كننده سهمي شكل است.
حباب اغلب لامپها از شيشه معمولي ساخته مي‌شود ولي شيشه لامپهاي توان بالا و لامپهائي كه در معرض باران و برف قرار مي‌گيرند از شيشه سخت كه مقاومت كافي دارد ساخته مي‌شود.
داخل شيشه را از سيليس مي‌پوشانند كه سبب كاهش چشم زدگي شود. لامپهاي رنگي را با رنگ زدن سطح داخلي يا خارجي شيشه مي‌سازند.

سرپيچ لامپها

سرپيچ لامپها بصورت پيچي يا منحني ساخته مي‌شوند. در سرپيچ پيچي كه به سرپيچ اديسون هم معرف است لامپ با پيچ دادن با ساكت گيرنده متصل مي‌شود.
لامپها با سرپيچ‌هاي منحني با قرار گرفتن دو زائده به شكل پيچ در شيارهاي مخصوص به ساكت گيرنده متصل مي‌شوند. اتصال الكتريكي لامپ بار خارج و حمل وزن لامپ توسط سرپيچ انجام مي‌شود. سرپيچ‌هاي پيچي به علت استحكام بيشتر و اتصال الكتريكي بهتر كه ايجاد مي‌كنند مناسبترند. سرپيچ‌هاي ميخي در مواردي به كار گرفته مي‌شود كه لازم باشد تعويض لامپها با سرعت انجام شود. در لامپهاي اتومبيلها از اين گونه سرپيچ‌ها استفاده مي‌شود.


گاز داخل حباب

در لامپهاي اوليه براي جلوگيري از اكسيد شدن رشته ، هواي حباب را خارج مي‌كردند. وجود خلاء‌ باعث تسريع تبخير سطحي رشته مي‌شد و امروز لامپهاي تخليه شده فقط در توانهاي خيلي كم ساخته مي‌شوند و درجه حرارت رشته در آنها به حدود 2100 درجه سانتيگراد محدود است. براي ممانعت از تبخير رشته در درجه حرارتهاي بيشتر از 2500 درجه سانتيگراد ، شيشه را از گازهاي خنثي پر مي‌كنند.
در ابتدا از گاز ازت استفاده مي‌شد ليكن بعدها گاز آرگون به علت داشتن ضريب انتقال حرارت ويژه كمتر كه تلفات حرارت كاهش مي‌داد مورد استفاده قرار گرفت. لامپهاي امروزي از آرگون با درصد كمي ازت پر مي‌شوند.
درصد آرگون بيش از 90 درصد ودرصد ازت كمتر از 10 درصد است. مقدار كم ازت براي جلوگيري از جرقه زدن بين سيمهاي ورودي به لامپ است.
گاز كريپتون داراي ضريب انتقال حرارت كمتر است و داراي مولكولهاي بزرگتر و سنگينتر است كه باعث كاهش بيشتر تبخير سطحي مي‌شود ليكن به علت مشكلتر بودن تهيه آن بين لامپها گرانتر مي‌شوند و تنها در لامپهاي مخصوص مثل لامپهاي روي كلاه معدن‌چيان مورداستفاده قرار مي‌گيرند.
در اين مورد بهره نوري بيشترعمر باطريها را بيشتر مي‌كند. گاز گزنون هم به علت كميابي خيلي به ندرت مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
گازهائي كه براي پر كردن لامپها رشته‌دار ، مورد استفاده قرار مي‌گيرند همگي در هوا موجودند ولي درصد آنها  متفاوت است.
مقدار تبخير سطحي تنگستن را كه با δ نشان مي‌دهيم و با واحد كيلوگرم بر مترمربع سطح بر ثانيه اندازه مي‌گيريم شديداً تابع درجه حرارت رشته و فشار گاز داخل حباب است.
تغييرات δ با فشار گاز براي ازت و آرگون در منحني زير نشان داده شده است.
 
ملاحظه مي‌كنيد كه در فشارهاي حدود يك اتمسفر (76 سانتيمتر جيوه) ميزان تبخير خيلي كم است به اين دليل فشار گاز داخل را طوري در نظر مي‌گيرند كه در حرارت كار لامپ حدود يك اتمسفر باشد.

اثر تغيير ولتاژ در لامپهاي رشته‌دار

در اثر تغيير ولتاژ اعمال شده به لامپ ، مقاومت رشته ، جريان رشته ، جريان لامپ ، توان لامپ ، درجه حرارت رشته‌ نور خروجي به بهره نوري و بالاخره عمر لامپ تغيير مي‌كند.
تغييرات نسبي اينها با تغيير نسبي ولتاژ در منحني زير نشان داده شده است.
 

توليد نور در اثر عبور جريان برق در گازها (تخليه الكتريكي در گازها)

گازها در حالت عادي الكترون آزاد ندارند و هادي الكتريسيته نيستند. يك روش ساده براي تحريك اتمهاي گاز و توليد نور ، عبور دادن الكترونهاي پرانرژي از داخل گاز است كه در برخورد به اتمهاي خنثي گاز سبب تحريك آنها مي‌شوند. مقداري از گاز را مطابق شكل زير در داخل لوله بسته‌اي با سه الكترود در دو انتها درنظر بگيريد.
 
با عبور دادن جريان برق از فيلمان F‌ آن را گرم مي‌كنيم كه در نتيجه الكترون ساطع مي‌كند. الكترون‌ها آزاد شده به طرف شبكه G كه نسبت به F ولتاژ مثبت دارد كشيده مي‌شوند و كسب انرژي حركتي مي‌كنند.
اين الكترونها فاصله اين آند P‌ و شبكه G را با سرعت ثابت طي مي‌كنند و به اتمهاي خنثي در گاز برخورد مي‌كند. اگر ولتاژ (V) كم باشد سرعت الكترونها كم است و در برخورد به اتمهاي گاز انرژي كافي براي تحريك آنها ندارند.
اگر ولتاژ V را افزايش دهيم به نقطه‌اي مي‌رسيم كه الكترونها انرژي كافي براي تحريك اتمهاي گاز دارند و نور در طول موج معيني از گاز ساطع مي‌شود.
اگر ولتاژ را بيشتر افزايش دهيم نور در طول موجهاي ديگر ظاهر مي‌شود. افزايش بيشتر ولتاژ باعث يونيزه شدن گاز يعني آزاد شدن الكترونهاي مدار خارجي اتمها مي‌شود كه در حين عبور توسط اتمهاي يونيزه جذب مي‌شوند و نور در طول موجهاي متعددي توليد مي‌كنند.


لامپ‌هاي بخار جيوه

اين لامپها در حدود 40 سال پيش ساخته شد و امتياز اصلي آنها در مقايسه با لامپهاي رشته‌اي بهره نوري بالاتر تا حدود 65 لومن بر وات است.
اين لامپها از طريق عبور جريان برق در بخار جيوه و تحريك آن نور تولد مي‌كنند. چون جيوه در درجه حرارت عادي به صورت مايع است مقدار كمي گاز آرگون كه به سهولت يونيزه مي‌شود به لامپ اضافه مي‌شود ‌، تا راه‌اندازي آسانتر انجام شود. با شروع كار لامپ جيوه كم‌كم بخار مي‌شود. تا فشار داخل حباب به چند اتمسفر مي‌رسد. در اين فشارهاي بالا الكترونهاي سطوح انرژي بالاتر تحريك مي‌شوند كه نور مرئي توليد مي‌كنند.


ساختمان عمومي لامپهاي بخار جيوه

ساختمان عمومي يك لامپ بخار جيوه در شكل زير  نشان داده شده است.
 

 به طوري‌كه ملاحظه مي‌كنيد لامپ داراي دو حباب داخلي و خارجي است. حباب داخلي از كوارتز ساخته مي‌شود تا بتوانند فشارهاي تا حدود 3 اتمسفر و درجه حرارت‌هاي حدود 1000 درجه كلوين را تحمل كند. اين حباب در دو انتها به حباب خارجي متصل است. حباب داخلي ابتدا تخليه مي‌شود و سپس مقداري جيوه و كمي گاز آرگون براي كمك به راه‌اندازي به آن وارد مي‌كنند. الكترودها از رشته مارپيچ تنگستن كه روي ميله‌اي از موليبد‌نوم پيچيده شده است ساخته مي‌شود و روي آن اكسيد باريوم يا توريوم كه به سهولت الكترون صادر مي‌كنند پوشيده شده است. در نزديكي يكي از الكترودهاي اصلي يك الكترود كمكي قرار دارد كه براي راه‌اندازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. حباب خارجي استوانه‌اي يا بيضوي است و غالباً سطح داخلي آن از فسفر پوشانيده مي‌شود كه بعنوان صافي كه بعضي از طول موجهاي موجود را جذب مي‌كند عمل مي‌كند. اين حباب همچنين حفاظت حباب داخلي را عليه عوامل جوي مثل تغيير درجه حرارت ، باد و غيره به عهده دارد. فاصله بين اين دو حباب از مقداري گاز خنثي مثل ازت پر مي‌شود تا از اكسيد شدن قسمتهاي داخلي جلوگيري شود.

طرز راه‌اندازي و كار لامپ بخار جيوه

وقتي كليد مدار لامپ وصل مي‌شود ولتاژ 220V بين الكترود اصلي و الكترود فرعي مجاور آن برقرار مي‌شود كه براي ايجاد جرقه كافي است. حرارت ايجاد شده سبب يونيزه شدن گاز آرگون مي‌شود و درنتيجه قوس بين دو الكترود اصلي برقرار مي‌شود ، در اين حالت به علت مقاومت زيادي (10 تا 30 كيلو اهم) كه با الكترود فرعي به طور متوالي قرار دارد جرياني از آن نمي‌گذرد ، در ابتدا به علت فشار كم جيوه ، نور آبي كم رنگ ناشي از آرگون ديده مي‌شود. ليكن رفته رفته نور سبز جيوه ظاهر مي‌شود. در ظرف حدود 3 تا 5 دقيقه همه جيوه بخار مي‌شود و فشار آن بالا مي‌رود و رنگ نور بر حالت طبيعي نزديك مي‌شود. در صورتيكه به علتي جريان برق قطع گردد لامپ خاموش مي‌شود و با وصل مجدد برق لامپ روشن نخواهد شد زيرا فشار گاز خيلي زياد است و امكان برقرار كردن جرقه در آن وجود ندارد. معمولاً 5 تا 7 دقيقه طول خواهد كشيد تا لامپ به حد كافي خنك شود و فشار داخل پائين آيد تا مجدداً جرقه برقرار مي‌شود.

عمر ، بهره نوري و كاهش نور در اثر فرسودگي در لامپ بخار جيوه

عمر اسمي لامپهاي جيوه‌اي دراز و در حدود 24000 ساعت است. در لامپهاي قديمي‌تر كه از الكترودهاي پوشيده از اكسيد باريم استفاده مي‌شد هر بار روشن شدن لامپ باعث از دست رفتن مقداري از اكسيد باريم مي‌شد كه به عمر لامپ لطمه زيادي مي‌زد.
در لامپهاي جديد با الكترود از جنس توريوم عمر لامپ افزايش يافته است. بهره نوري اين لامپها 50 تا 60 لومن بر وات است. كاهش نسبي نور لامپ جيوه به علت كاركرد و فرسودگي در شكل زير نشان داده شده است.

 
همان طوري كه ملاحظه مي‌كنيد ميزان كاهش نور لامپ پس از 5000 ساعت نسبت به لامپ نو در حدود 10 درصد است.


طيف نوري لامپ بخار جيوه                       

به طور كلي با افزايش بخار جيوه نور توليدي به طرف طول موجهاي بلندتر مي‌رود. در فشارهاي پائين نور توليدي ماوراء بنفش در طول موج 0.2537 ميكرون است. در فشارهاي بالاتر نور لامپ در طول موجهاي مرئي 0.559, 0.557, 0.5461, 0.4358, 0.4047 ميكرون است.
 نور اين لامپها مقدار كافي از نور قرمز ندارد و به اين دليل تشخيص صحيح رنگها در نور اين لامپها ممكن نيست. به اين دليل و به دليل اينكه در اثر قطع لحظه‌اي برق روشن شدن مجدد اين لامپها با تأخيري در حدود 7 دقيقه انجام مي‌شود. 
در تأسيسات روشنائي از تعدادي لامپ رشته‌اي همراه با لامپهاي جيوه استفاده مي‌كنند. بيش از نيمي از تشعشع لامپ بخار جيوه در ناحيه ماوراء‌ بنفش است. با استفاده از فسفر مخصوص روي سطح داخلي حباب خارجي ميتوان مقداري از اين نور غير مرئي را به نور قرمز تبديل كرد كه درنتيجه رنگ نور لامپ به نور سفيد نزديكتر مي‌شود.
طيف نور لامپ بخار جيوه با حباب شيشه‌اي بدون فسفر (شكل الف) و حباب با فسفر مخصوص براي بهتر كردن رنگ نور (شكل ب) در شكل صفحة بعد آند است.
 

به طوري‌كه ملاحظه مي‌كنيد فسفر سبب توليد نور در طول موجهاي بزرگتر و در نتيجه نزديكتر شدن رنگ نور به نور سفيد يا نور خورشيد شده است.

وسايل كمكي لامپ بخار جيوه

چون مقاومت بخارجيوه پس از برقرار شدن قوس الكتريكي خيلي كم مي‌شود لازم است از وسيله‌اي براي محدود كردن جريان استفاده نمود. مدار معمول مطابق شكل زير است.
 
خود القاي L براي محدود كردن جريان و خازن C به منظور تصحيح ضريب توان است.


مشخصات لامپهاي بخار جيوه استاندارد

مشخصات بعضي از لامپهاي بخار جيوه آلماني نوع HQL 220 ولتي كه در ايران هم معمول هستند و در آنها پوشش فلورسنت استفاده شده است.

لامپ‌هاي متال هلايد

اين نوع لامپها از نظر ساختمان مانند لامپهاي جيوه پرفشار هستند. تفاوت اصلي آنها با لامپهاي جيوه پرفشار در اين است كه در حباب داخلي آنها علاوه بر جيوه مقدار كمي از نمكهاي هالوژني وارد مي‌كنند. نمكهاي معمول يدور سديم ، يدور اينديوم و يدور تاليوم است. وقتي لامپ در ظرف 5 تا 7 دقيقه به درجه حرارت كار خود مي‌رسد ، يدورها تبخير مي‌شوند و به فلز مربوطه و يد تجزيه مي‌شوند و در نتيجه در طول موج مخصوص خود تشعشع مي‌كنند. به اين ترتيب طيف لامپ بهتر مي‌شود و بهره نوري آن هم به علت توليد نور زرد كه ارزش بينائي بيشتري دارد افزايش مي‌يابد و در لامپ 400 وات به حدود 80 وات به حدود 80  لومن بر وات مي‌رسد.
اين لامپها امروزه در اندازه‌هاي 250 تا 2000 وات ساخته مي‌شوند ودر كاربردهايي نظير روشنائي ميادين ورزشي و نورتابي به جبهه ساختمان‌هاي بزرگ مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در سالهاي اخير براي روشنائي‌هاي داخلي هم استفاده مي‌شوند.

لامپ‌هاي بخار سديم

لامپ‌هاي سديم از نظر ساختمان شبيه لامپهاي بخار جيوه هستند. در اين لامپ‌ها سديم به عوض جيوه و گاز نئون به جاي آرگون مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
راه افتادن كامل اين لامپ 15 تا 20 دقيقه  طول مي‌كشد. ليكن در صورت قطع لحظه‌اي برق اين لامپ بدون تأخير روشن مي‌شود. اين لامپ‌ها در فشار كم و زياد عمل مي‌كنند. در لامپ‌هاي سديم كم فشار طول موج نور 0.5896, 0.5890 ميكرون است كه زرد رنگ است. نظر به اينكه اين طول موجها خيلي نزديك حداكثر منحني حساسيت است اين لامپها بهره نوري بالا تا حدود 70 لومن بر وات دارند.
به رغم بالا بودن بهره نوري به علت زرد بودن نور اين لامپها ، اين لامپها بيشتر براي روشن كردن خيابانها و معابر و محلهاي مشابهي كه رنگ ، اهميت چنداني ندارد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در لامپهاي سديم  پرفشار طيف نور توليدي وسيعتر مي‌شود و رنگهاي غير از زرد هم توليد مي‌شوند و نور لامپ طلائي رنگ مي‌شود. فشار گاز اين لامپها در حدود نيم اتمسفر ودرجه حرارت آنها تا حدود 1600 درجه سانتيگراد است.

لامپ‌هاي فلورسنت

اين لامپ‌ها از يك لوله بلند با قطر كم ساخته مي‌شوند كه سطح داخلي آنها از پودر ماده فلورسنت پوشيده شده است. فلورسنت به موادي گفته مي‌شود كه نور را در طور موجي غالباً غيرمرئي جذب مي‌كنند و نور در طول موج ديگري كه غالباً مرئي است پس مي‌دهند. حباب داراي مقدار كمي آرگون و كمي جيوه است. در هر انتهاي لوله يك الكترود قرار دارد كه از رشته تنگستن درست شده است و از اكسيدهاي باريوم و استرونتيوم كه به راحتي الكترون ساطع مي‌كنند پوشيده است. هر يك از الكترودها به دو صفحه كوچك در دو انتهاي الكترود متصل است كه در نيم سيكلي كه الكترود مربوط مثبت است كار آند را انجام مي‌دهد و الكترونها را دريافت مي‌كند. در نيم سيكل بعدي الكترود منفي كار كاتد را انجام مي‌دهد يعني الكترون ساطع مي‌كند. مواد فلورسنت معمول در طول موج حدود 0.2537 ميكرون بالاترين راندمان تبديل نور غيرمرئي به مرئي را دارند و به طوريكه ديديم اين طول موج را ميتوان بوسيله لامپ جيوه‌اي با فشار خيلي كم در حدود 0.004 اتمسفر توليد نمود و علت استفاده از جيوه در لامپهاي فلورسنت همين حقيقت است. براي محدود كردن فشار جيوه به مقدار فوق‌الذكر لازم است درجه حرارت جيوه محدود باشد و لذا در طراحي لامپ بايد توجه شود كه درجه حرارت حباب از حدود 40 تا 45 درجه سانتيگراد متجاوز نشود. به اين دليل است كه با توجه به درجه حرارت محيط و توان لامپ بايد سطح جانبي حباب را بزرگ اختيار نمود كه انتقال حرارت به خارج طوري انجام پذيرد كه درجه حرارت حباب از اين حد متجاوز نشود.
پودرهاي فلورسنت مختلفي ساخته شده است كه طول موجهاي مختلفي توليد مي‌كنند و با استفاده از اين پودرها با نسبت مناسب ميتوان نور به هر رنگ دلخواه توليد نمود. بهره نوري اين لامپها در حدود 50 لومن بر وات و درخشندگي آنها برابر 9000 كانديلا بر مترمربع است. در لامپهاي فلورسنت در اثر عمر و فرسودگي ، موادي كه در كاتد سبب ساطع شدن الكترون مي‌شوند كم‌كم از بين مي‌روند. مخصوصاً در زمان روشن كردن لامپ ضايعات بيشتر است و لذا با كمتر روشن و خاموش كردن لامپهاي فلورسنت ميتوان عمر آنها را بيشتر كرده عمر متوسط اين لامپها در حدود 5000 ساعت كار است. در تلاش براي جانشين نمودن لامپهاي فلورسنت به جاي لامپهاي رشته‌دار ‌، لامپهاي فلورسنت ساخته مي‌شوند كه راه‌انداز وسايل اضافي آن در داخل حباب قرار مي‌گيرد و حباب خارجي آنها هم به شكل لامپهاي رشته‌دار ساخته مي‌شود و سرپيچي مشابه لامپ‌هاي رشته‌دار دارند و ميتوان  آنها را به عوض لامپهاي رشته‌دار مورداستفاده قرار داد.
مدارهاي راه‌اندازي لامپهاي فلورسنت

لامپهاي فلورسنت براي راه‌اندازي و حفاظت حين كار به كليد راه‌انداز و چوك محدود كننده جريان مجهز هستند كليدهاي راه‌انداز انواع مختلف دارند كه براساس ولتاژ و كليد ديگري كه براساس جريان عمل مي‌كند از همه معمولترند. امروزه لامپهاي فلورسنت مخصوص نيز در بازار موجودند كه احتياج به كليد راه‌انداز ندارند.


محاسبات روشنائي – روش شار نوري

با استفاده از روش شار نوري يا روش لومن (Lumen method) ميتوان شدت روشنائي متوسط را روي هر سطح دلخواه محاسبه كرد. محدوديت اين روش اين است كه تغييرات شدت روشنائي را از يك نقطه به نقطه ديگر به دست نمي‌دهد و امتياز اصلي آن سادگي آن است. اين روش امروزه براي محاسبات روشنائي خارجي مثل روشنائي خيابان‌ها هم مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در اين روش از تصاوير شدت روشنائي متوسط كه براي اماكن مختلف تعيين شده و به صورت استاندارد در آمده است شروع مي‌كنيم و تعداد چراغ‌هاي لازم و محل نصب آنها را طوري انتخاب مي‌كنيم كه شدت روشنائي مورد نظر تأمين گردد. در انتخاب نوع چراغ بايد به عوامل ديگر مثل زيبائي ظاهر ،‌ تناسب چراغ با محل نصب ، هزينة‌ اوليه و هزينه جاري نگهداري چراغ‌ها توجه شود.

شدت روشنائي لازم براي اماكن مختلف

تجربه نشان داده است كه بهره و كيفيت انجام بسياري كارها مخصوصاً‌ كارهاي ظريف با افزايش شدت روشنائي روي سطح كار بالا مي‌رود.
البته شدت روشنائي بالاتر مستلزم هزينه جاري بيشتر است. لذا در انتخاب شدت روشنائي بايد هم به راحتي و بهره‌كاري بيشتر كاركنان ، و هم به هزينه توجه شود. ميزان روشنائي لازم براي انجام بسياري كارهاي اساسي توسط مجامع مهندسان روشنائي در بسيار از كشورها تعيين و توصيه شده است.
البته مقادير توصيه شده توسط مجمع مهندسان روشنائي هر كشور بستگي به سطح زندگي و رسوم خاص مردم آن كشور دارد.
به طور خيلي كلي ، شدت روشنائي روي سطوح كار را براي فعاليت‌هاي مختلف را مي‌توان طبق جدول زير خلاصه كرد.
 

جداول شدت روشنائي توصيه شدة كميته ملي روشنائي ايران و مؤسسة‌ استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران (مهندسان روشنائي آمريكا) بر حسب لوكس.

روش لومن براي محاسبه روشنائي

غرض از روشنائي با روش لومن تعيين تعداد و محل چراغ‌ها براي تأمين يك شدت روشنائي متوسط معين است. در طرح با روش لومن روشنائي متوسط روي سطح كار مورد نظر است و تغييرات شدت روشنائي از نقطه‌اي به نقطه ديگر مورد  توجه نيست مگر تغييرات نقطه به نقطه شدت روشنائي مورد علاقه باشد ، بايد محاسبات با روش نقطه به نقطه انجام شود. ميزان روشنائي رسيده به سطح كار از هر چراغ به منحني توزيع نور چراغ ، اندازه‌هاي اتاق و ضرائب انعكاس ديوارها و سقف بستگي دارد. علت اين امر اين است كه مقداري از نور چراغ به طور مستقيم به سطح كار مي‌رسد و مقداري از آن پس از انعكاس از سقف و ديوارها و يا بعد از انعكاس‌هاي متعدد به سطح كار مي‌رسد.
روش لومن براساس نتايج آزمايش در سال 1920 توسط هريسون و آندرسون در آمريكا پايه‌گذاري شده است ، براساس بقاي انرژي استوار است. يك اتاق فرضي را در نظر بگيريد كه سقف و ديوارهاي آن منعكس كننده كامل و كف آن فاقد هر گونه انعكاس باشد. مابين نوري كه به سقف و ديوارها تابيده مي‌شود بدون هيچ گونه جذب شدن منعكس مي‌گردد ، ليكن نوري كه به كف اتاق مي‌رسد كلاً‌ جذب مي‌شود. در چنين اتاقي بدون توجه به شكل منحني پخش نور چراغ‌ها و تعداد و اندازه اتاق همه شار نوري كه از چراغ‌ها خارج مي‌شود يا به طور مستقيم و يا طي انعكاسهاي متعدد بدون ضايعات بالاخره به كف اتاق مي‌رسد. در نتيجه در چنين اتاقي شدت روشنائي متوسط Eav كف اتاق برابر است با :
 
Φ  كل شار نوري خروجي همه چراغ‌هاي اتاق .
A  سطح كف اتاق است.
در وضعيت عملي و غيره ايده‌آل مقداري از نور توسط چراغ ، ديوارها و سقف جذب مي‌شود و تنها قسمتي از آن به كف اتاق يا ميز كار مي‌رسد و معادله بالا به صورت زير در مي‌آيد :‌
 
كه در اين معادله CU‌ نسبت شار نوري مفيد كه به سطح كار روشنائي مي‌بخشد به كل شار نوري توليد شده در لامپهاست و لذا آن ضريب بهره مي‌ناميم.
Coefficient of Utilization
CU بستگي به مقدار نور جذب شده در چراغ دارد. مثلاً در چراغ‌هاي فلورسنت كه داراي پوشش پلاستيكي هستند مقدار قابل ملاحظه‌اي از نور توليد شده جذب پوشش مي‌شود. CU همچنين بستگي به منحني پخش نور چراغ دارد.
چراغ‌هايي كه نور مستقيم با شعاع باريك دارند ، بيشتر نور را بدون هيچ گونه انعكاسي به سطح كار مي‌تابانند و CU بالاتري به دست مي‌دهند. برعكس براي چراغ‌هايي كه شعاع پهن دارند چون مقدار زيادي از نور به ديوارها برخورد مي‌كند و پس از انعكاس به سطح كار مي‌رسند ، CU كوچكتر مي‌شود.
CU همچنين تابع شكل اتاق هم ميباشد. به اين معني كه اگر طول و عرض اتاق نسبت به ارتفاع نصب چراغ‌ها بزرگ باشد ، بيشتر نور به طور مستقيم به سطح كار مي‌تابد كه CU بزرگتري بدست مي‌دهد. در اتاق‌هايي كه طول و عرض نسبت به ارتفاع نصب كوچك است ، مقدار نوري از نور چراغ‌ها به ديوارها مي‌تابد و تنها پس از بازتاب به سطح كار مي‌رسد و در نتيجه به علت جذب ديوار CU‌ كوچك مي‌شود.
براي محاسبه دقيق CU لازم است شعاع‌هاي نور خروجي از لامپ دنبال شوند و آن قسمت از نور كه به طور مستقيم به سطح كار مي‌رسد و آن قسمت كه پس از يك يا چند انعكاس از سقف و ديوارها به سطح كار مي‌رسد محاسبه شوند كه كار مشكلي است. روش لومن با تكيه بر نتايج آزمايشي كار محاسبات را آسان مي‌كند.

روشنائي معابر

زندگي امروز ايجاب مي‌كند كه با پايان گرفتن روز ، فعاليت‌هاي اجتماعي پايان نيافته و تا پاسي از شب نيز ادامه پيدا كند. لازمه اين امر وجود روشنائي كافي در معابر و خيابان‌ها است. افزايش روزافزون وسايل نقليه موتوري و عبور و مرور عابرين در خيابان‌ها ، روشنائي كافي را جهت ديد در شب و كاهش تصادفات و تلفات انساني ضروري مي‌سازد. همچنين روشن ساختن معابر در شب باعث افزايش امنيت اجتماعي شده و از جرائم و تخلفاتي كه در تاريكي شب پوششي جهت ارتكاب آنهاست مي‌كاهد. پس هدف از روشنائي معابر حفظ سلامت و راحتي رانندگان و عابرين پياده و افزايش امنيت و بهبود وضع ترافيك در شب مي‌باشد.

مشخصات روشنائي معابر

يك سيستم روشنائي خوب جهت معابر بايد داراي خصوصيات مطلوب باشد كه در قسمت‌هاي زير تشريح مي‌شود.

ايجاد روشنائي كافي در سطح خيابان

ميزان شدت روشنائي لازم جهت معابر بستگي به وضعيت محل ، ميزان عبور و مرور نوع فعاليت عابرين ، سرعت و حجم ترافيك شبانه دارد. در جدولهاي زير ميزان شدت روشنائي متوسط جهت معابر مختلف طبق توصيه انجمن مهندسين روشنائي آمريكا منعكس شده است.
چون در زير چراغ‌هاي ثابت خياباني ، رانندگان معمولاً اجسام را به صورت اشياء‌ تيره در مقابل زمينه روشن كه توسط درخشندگي خيابان و اطراف آن ايجاد مي‌شود مشاهده مي‌كنند ، درخشندگي سطح خيابان و در نتيجه ضريب انعكاس آن نيز حائز اهميت خاص است. 

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.

نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.