УРАЛЬСКАЯ АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                     Реферат

                                           по предмету «Физика»

                                                       на тему:

                     Энергосберегающие источники света в здании. 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                      Выполнила:  студентка Зуёнок А.С.,

                                                                                                                372 гр.

                                                                     Проверил: профессор Смирнов Л.Н. 
 
 

                                        

                                      Екатеринбург, 2011 г. 

                                                Содержание 
 
 
 
 
 

 

Введение

 

     В настоящее время, вслед за самыми развитыми странами мира, в нашей стране вышел закон, запрещающий использование таких привычных нам ламп накаливания. Толчком для принятия этого решения, конечно же, послужил экономический мировой кризис. Однако повод назревал уже долгие годы: об эффективном использовании энергоресурсов и экономии выработанной электроэнергии человечество начало задумываться еще более полувека назад.

     Первые  энергосберегающие лампы широко начали использовать американцы в 50-х годах прошлого столетия. За ними начало подтягиваться и все остальное прогрессивное человечество. Что же из себя представляют энергосберегающие лампы?

     Энергосберегающими  лампами принято называть люминесцентные лампы, которые входят в обширную категорию газоразрядных источников света. Газоразрядные лампы в отличие от ламп накаливания излучают свет благодаря электрическому разряду, проходящему через газ, заполняющий пространство лампы: ультрафиолетовое свечение газового разряда преобразуется в видимый нам свет. В данном случае в качестве газообразного наполнения баллона лампы служат пары ртути и инертный газ аргон. Сам же световой поток люминесцентной лампы определяется люминофорным покрытием, нанесенным на внутренние стенки баллона.

     Изначально  люминесцентные лампы начали широко применять для освещения офисов, торговых залов и других общественных помещений. Чуть позже энергосберегающие  лампы начали производить и в  компактных вариантах, которые больше подходят для использования в домашних условиях.

     Главным преимуществом люминесцентных ламп считается, конечно же, их высокая  световая отдача, превышающая тот  же показатель ламп накаливания в несколько раз. Энергосберегающая составляющая как раз и заключается в том, что максимум электроэнергии, запитанной на люминесцентную лампу, превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 90% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки.

     Другим  несомненным преимуществом люминесцентных ламп является их срок службы, который определяется промежутком времени от 6 до 15 тысяч часов непрерывного горения. Эта цифра превышает срок службы обычных ламп накаливания приблизительно в 20 раз.

     И третьим достоинством люминесцентных ламп можно назвать возможность выбора цвета свечения. Он может быть трех видов: дневным, естественным и теплым. Первые два цвета свечения подходят для освещения помещений общественных зданий. Последний цвет свечения оптимально подходит для освещения жилых домов.

     Что же касается эффективных источников освещения для условий улицы, то здесь приходят на выручку газоразрядные лампы высокой интенсивности, то есть прожекторы. На данный момент самым востребованным видом прожекторов является прожектор металлогалогенный, который своими характеристиками также выгодно отличается от ламп накаливания. Его долговечность превышает подобную лампу накаливания в 10 раз, а световая отдача – в 6 раз.

 

1. Энергосберегающие лампы и энергосбережение

 

     Энергосберегающими  лампами называют компактно люминесцентные лампы.

     Обычные люминесцентные лампы имеют довольно большую длину. Это заставило  искать пути ее уменьшения. Проблема уменьшения габаритов люминесцентных ламп решилась, когда начали использовать люминофоры, допускающие большие электрические нагрузки, что позволило значительно уменьшить диаметр колб люминесцентных ламп. Изогнув колбу обычной люминесцентной лампы и разделив её на меньшие по размеру колбы, удалось создать компактную люминесцентную или энергосберегающую лампу.

     Компактные  люминесцентные лампы как энергосберегающий аналог ламп накаливания можно использовать везде, где используются лампы накаливания. Благодаря специальной технологии и дизайну энергосберегающие лампы могут быть сравнимы в размерах с лампами накаливания и могут вкручиваться в стандартные патроны E14, E27 или E40. Энергосберегающие компактные люминесцентные лампы имеют встроенный ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат, так же часто называют электронным балластом), благодаря чему они не требуют никакого дополнительного оборудования.

     Энергосберегающие лампы - яркий, экономный и выгодный источник света, выполняемый в различных формах, но всегда дающий высококачественный свет.

     Энергосберегающие лампы действительно экономят электроэнергию, экономия составляет до 80% процентов в зависимости от модели. Срок службы энергосберегающих ламп в среднем в десять раз дольше, чем ламп накаливания. Ещё одним важным преимуществом энергосберегающих ламп является их слабая нагреваемость. Огромный выбор форм, размеров и мощностей энергосберегающих ламп позволяет использовать их в различных светильниках, способных украсить интерьер любого дома, магазина или офиса.

     Использование энергосберегающих компактных люминесцентных ламп особенно оправдано для крупных организаций, которые с их помощью могут экономить солидные суммы на электроэнергии (помимо прямой экономии при нехватке электроэнергии замена, например, десяти-пятнадцати ламп накаливания мощностью 100Вт на 20-25Вт энергосберегающие лампы позволит установить еще одно полностью компьютеризированное рабочее место).

     Современные технологии энергосбережения в области  светотехники дают возможность переходить от рабочего освещения в более экономичный режим. Системы управления светом позволяют включать и отключать освещение целиком или группы светильников по заданной временной программе. А также отключать функциональное освещение в ночные или нерабочие часы, снижать мощность светильников в зависимости от общего уровня освещенности, погодных и температурных условий.

     Одно  из направлений в области энергосбережения – использование специальных регуляторов-стабилизаторов. Помимо регулирования это устройство позволяет выровнять напряжение питания, создать оптимальный режим для работы ламп и продлить их долговечность. Регулирование происходит извне: по команде из диспетчерской, по радиотелефонной связи или по сигналу датчика освещенности. Можно запрограммировать устройство по астрономическому графику или по специальному режиму.

     Второй  вариант регулировки освещенности – установка в блок ПРА каждого  светильника редуцированных дросселей. Установить необходимый режим освещения также можно в соответствии с астрономическим графиком или подачей сигнала из диспетчерской по дополнительному кабелю.

     Еще один вариант снижения энергопотребления  – это использование для локального освещения энергосберегающих источников света, которые при номинале 15 Вт обеспечивают световую мощность 75 Вт.

 

2. Принцип действия и применение

 

     Энергосберегающая лампа – это своего рода трубка, имеющая форму спирали или систему дуговых трубок, которые наполнены парами ртути и инертным газом (ксеноном, аргоном).

     Цветовая  температура света имеет ярко выраженный климатический оттенок. В южных странах более предпочтительно  воспринимается свет с высокой цветовой температурой (t), холодный, свыше 4000 –6500 градусов Кельвина (К). После 8000 К свет уходит в ультрафиолетовую область спектра и становится невидимым. В странах с более холодным климатом лучше воспринимается свет с теплой цветовой температурой – 4000-2500 К. Белый свет порядка 4000К принято считать за нулевую отметку температуры.

     Для сравнения, 4000К – это нейтрально-белый свет. (например, это стандартные офисные светильники в подвесном потолке типа «Армстронг»). Цветовая температура дневного света примерно равна 6500 К. Лампа накаливания 2700 К. Свеча – 2200-2500 К. Цветовая температура газоразрядной или люминесцентной лампы может варьироваться в широком диапазоне от 2000 до 9000 К¹. Рассмотрим некоторые типы торговых залов и принципы построения освещения в них.

     На  рисунке 2.1 представлена диаграмма  распределения светового потока энергосберегающей лампы.

     

     Рисунок 3.1 – Диаграмма  распределения светового потока

     Энергосберегающие лампы внешне отличаются от обычных, они имеют увеличенную форму цоколя. А все потому, что внутри цоколя имеется стартер. Энергосберегающие лампы могут быть не только спиральной или дугообразной формы, но также выпускаются в форме шара, цилиндра и груши. Если на энергосберегающей лампе написано 5W, это значит, что светить она будет как обычная лампочка накаливания в 25W. За счет энергосберегающей лампы весть возможность потреблять электроэнергию в три раза меньше, чем обычно.

     Компактные  энергосберегающие лампы работают так же, как и обычные люминесцентные лампы с тем же принципом преобразования электрической энергии в световую. Трубка имеет на концах два электрода, которые нагреваются до 900-1000 градусов и испускают множество электронов, ускоряемых приложенным напряжением, которые сталкиваются с атомами аргона и ртути. Возникающая низкотемпературная плазма в парах ртути преобразуется в ультрафиолетовое излучение. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором, преобразующим ультрафиолетовое излучение в видимый свет. К электродам подводится переменное напряжение, поэтому их функция постоянно меняется: они становятся то анодом, то катодом. Генератор подводимого к электродам напряжения работает на частоте в десятки килогерц, поэтому энергосберегающие лампы, по сравнению с обычными люминесцентными лампами, не мерцают.

     Срок  службы лампы накаливания в среднем  составляет 1000 часов, в то время как у энергосберегающей лампы этот показатель равен 9000.

     Лампа накаливания стоит примерно 0,5$, а энергосберегающая - 5$. Их мощности равны 100Вт и 20Вт соответственно.

     Стоимость электроэнергии (по Москве) составляет в среднем 0,08$ за 1 кВт в час.

     Для 9000 часов работы требуется 9 ламп накаливания стоимостью 0,5$ каждая. Получается 4,5$. За это время 9 ламп мощностью по 100 Вт (0,1 кВт) израсходуют 900 кВт по 0,08$, а это ещё 72$. Итого: 4,5$ + 72$ = 76,5$.

     Энергосберегающая лампа мощностью 20 Вт (0,02 кВт) стоит в среднем 5$ и израсходует всё за те же 9000 часов работы 180 кВт общей стоимостью 14,4$. Итого: 5$ + 14,4$ = 19,4$.

     Финансовые  затраты в итоге получаются почти в 4 раза меньше².

     Лампы энергосберегающие предназначены для комфортного и, что важно, экономичного освещения в различных помещениях: офисах, салонах, магазинах, жилых помещениях. Существующие в настоящее время энергосберегающие лампы обеспечивают наилучшие параметры энергосбережения и хорошие характеристики цветопередачи.

     В последние годы энергосберегающие лампы прочно вошли в нашу жизнь. Мы видим энергосберегающие лампы в офисах крупных компаний, банков и государственных учреждений. Также энергосберегающие лампы широко используются и в бытовом освещении.

     Высокую популярность энергосберегающие лампы получили благодаря своей высокой экономичности, большому сроку службы и низкому потреблению электроэнергии. Так, во многих странах мира трудно увидеть привычные лампы накаливания. Даже в Индии, где люди живут на улицах или в доме из шифера энергосберегающие лампы являются не только обычным явлением, но и основой освещения.