Покупая новый светильник, подавляющее большинство людей ориентируется прежде всего на его внешний вид, прикидывает, подходит ли он к интерьеру жилища или офиса и довольно редко интересуется его «тактико-техническими» данными. Осветительная лампа кажется нам простым и привычным предметом, которому не стоит уделять особого внимания. Однако это далеко не так. Освещение в доме или на работе формирует настроение человека, его работоспособность. От него во многом зависит состояние здоровья, то есть качество жизни. Поэтому есть смысл поговорить об осветительных лампах подробнее.
Все основные качества светильника напрямую связаны с типом и свойствами используемых в нём ламп. За полтора века своего существования семейство электроламп стало весьма обширным и разно- образным. Поэтому мы рассмотрим только те типы ламп, которые используются в бытовых светильниках достаточно часто.
Вот главные характеристики любой осветительной электролампы:
Светоотдача (световая эффективность) — измеряется в люмен/ватт (лм/Вт, lm/W) и показывает, сколько света лампа даёт на один затраченный ватт электрической мощности. Чем больше люмен, тем лучше; при равной мощности от лампы с большей светоотдачей вы получите больше света или столько же, но за меньшие деньги.
К сожалению, на самой лампе светоотдача не указывается. Её можно узнать в справочниках или в сопроводительных документах на партию ламп в магазине.
Мощность — количество электроэнергии, потребляемое лампой за час, измеряется в ваттах (Вт, W). Маркировка для 60-ваттной лампы: 60 W и наносится на колбу или цоколь.
Напряжение — оно также указано на цоколе или колбе и должно быть почти равно напряжению питающего электричества. Наиболее часто встречаемая маркировка: 230—240 V. Лампа с такой маркировкой рассчитана на напряжение сети 220 вольт с небольшим запасом, чтобы во время кратковременных скачков напряжения лампа не перегорела.
Индекс цветопередачи (Ra) — за идеал принимается 100%, при таком значении цветопередача полная, то есть соответствует солнечному освещению.
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ.
Обыкновенная лампочка, несмотря на многие годы применения, до сих пор остаётся самым массовым источником света. Почти все остальные типы ламп имеют похожее устройство. Это не относится к светодиодам, но такие источники света из-за высокой цены пока не стали по-настоящему массовыми. На примере всем известной лампочки мы рассмотрим её устройство и устройство других ламп.
Стеклянная колба — в ней помещены все детали лампы, кроме цоколя.
Газ-наполнитель — необходим для замедления испарения раскалённого металла с поверхности спирали. Для этой цели используются аргон, криптон, азот.
Спираль — проволочка с высоким удельным сопротивлением и высокой тугоплавкостью. Чем выше максимально допустимая температура нагрева спирали, тем ярче светит лампа. В большинстве изделий применяется вольфрам, который позволяет нагреваться спирали до 2700оС.
Штенгель — деталь, которая держит спираль и не даёт ей деформироваться.
Вводы — проводники, передающие электрический ток к спирали.
Теплоотражатель — отражает часть тепла от цоколя.
Ножка — обеспечивает герметичность колбы в месте вводов.
Цоколь — с его помощью лампа закрепляется в электропатроне светильника.
Обычная лампа накаливания — самая массовая благодаря своей низкой цене, привычности, простоте схемы светильников, в которых она используется. Световая эффективность лампы с вольфрамовой спиралью равна примерно 12 лм/Вт.
По сравнению с другими это неэффективный источник света. Бóльшая часть излучения спирали находится в невидимом инфракрасном (тепловом) спектре. Проще говоря, такие лампы гораздо больше греют, чем светят. Между прочим, некоторые умельцы используют их в качестве нагревателей для хранения овощей в ящике на балконе зимой, лампочки отлично справляются.
Срок жизни обычных ламп накаливания около 1000 часов, причём из-за постепенного переноса материала нити в виде паров на колбу она мутнеет и со временем яркость существенно понижается. Индекс цветопередачи примерно равен 90%, в спектре свечения преобладают жёлтые тона, это напоминает солнечный свет, что многим нравится.
Подавляющее большинство ламп выпускается с цоколями Е27 (обычные резьбовые с диаметром резьбы 27 мм) и миньон — Е14 (резьбовые с диаметром 14 мм). Встречаются и другие цоколи, но назвать их массовыми никак нельзя.
Мощность ламп может составлять от нескольких ватт до нескольких киловатт (промышленные), в быту используются лампы до 300 Вт.
Внешний вид колб очень разнообразен, в подтверждение — далеко не полный список:
— криптон матовый (грибок);
— криптон опаловый (грибок);
— криптон прозрачный (грибок);
— рефлекторные;
— рефлекторные цветные прозрачные;
— свеча Софт Лайт (мягкое опаловое покрытие);
— свечи «На ветру» матовые;
— свечи витые матовые;
— свечи витые прозрачные.
ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ.
Лампы этого типа по устройству почти ничем не отличаются от обычных ламп накаливания, они и есть лампы накаливания, но при их производстве используются гораздо более совершенные технологии и материалы. Цена галогенных ламп существенно выше, но и свойства намного лучше.
Индекс цветопередачи у галогенных ламп близок к 100%. Такое высокое значение Ra легко оценить при рисовании, шитье, работе с документами и в других случаях, когда требуется точность работы с цветом. Служит галогенная лампа около 4000 часов.
При производстве галогенных ламп в газ добавляется небольшое количество паров йода или брома, что не позволяет парам металла осаждаться на колбе. Казалось бы — мелочь, но она увеличивает светоотдачу до 20—30 люмен/ватт на протяжении всего срока службы без постепенного снижения светового потока.
Первыми оценили и перешли на галогенные лампы производители автомобильных фар: на дороге во время движения особенно важны освещённость и чёткость объектов. Этого удалось достичь при жёсткой экономии электрической мощности современного автомобиля. В условиях обычной квартиры тоже хочется иметь яркий свет при небольших затратах энергии и сохранении естественного цвета предметов.
Возможности использования галогенных ламп очень широки, от карманного фонарика до мощных прожекторов. Конструкции и размеры этих ламп ещё более многочисленны, чем у обыкновенной лампы. Цоколи галогенных ламп так же разнообразны, как разнообразны сферы применения самих ламп. В справочниках приводятся точные цифровые данные расположения, диаметра и конструкции выводов, но воспользоваться такими данными довольно сложно. Для этого придётся проводить измерения с точностью до сотых долей миллиметра.
Гораздо лучше выяснить, как правильно называется цоколь вашей лампы, и при покупке спрашивать, ориентируясь на стандартизированное название. Если не удалось определить название, возьмите с собой в магазин перегоревшую лампу. Без знания названия или без образца обращаться к продавцу со словами: «Вы мне покажите лампу, а я её сразу узнаю» — не стоит, риск ошибиться очень велик.
Высокий срок службы галогенных ламп реализуется не сам собой. Для этого нужно точно соблюдать условия эксплуатации. Важным параметром является температура лампы. При повышенной температуре ресурс сокращается очень ощутимо.
Вообще галогенные лампы во время горения нагревают колбу намного больше, чем обычные лампы. Это объясняется как физическими процессами, так и небольшими размерами ламп. Если обычная лампа при мощности 100 W имеет размер небольшой груши, то галогенная такой же мощности не крупнее ягоды крыжовника.
Такой напряжённый температурный режим предъявляет высокие требования ко всем элементам лампы, и при обращении с ней необходимо выполнять определённые правила:
— при установке или замене галогенных ламп нельзя касаться колбы руками. Надо пользоваться перчатками или просто упаковочной плёнкой, в которую лампа была завёрнута. Если всё-таки пришлось коснуться рукой, следует непременно протереть колбу тряпочкой, смоченной спиртом или ацетоном, а потом дать просохнуть. Если этого не сделать, частицы жира с рук при высокой температуре запекутся на стекле колбы. Это место будет иметь иной коэффициент расширения, и при нагреве возможны появление трещины и выход лампы из строя;
— регулярно, примерно раз в полгода (особенно это касается низковольтных ламп) необходимо вынимать и протирать лампочки, а если потребуется, то и чистить ножки от нагара. Также необходимо чистить отверстия в патронах. Это вызвано тем, что площадь контакта ножки с клеммой патрона крайне невелика, в десятки раз меньше, чем у обычной лампы с винтовым цоколем, а токи при равной мощности такие же для ламп 220 В и в 20 раз выше у ламп 12 В. Высокая нагруженность контактов повышает температуру лампы, вызывает искрение и выгорание патрона;
— если у вашего светильника разбилось защитное стекло, вам не удастся заменить его кусочком обычного оконного. Обычное стекло не выдержит исходящего от галогенной лампы теплового потока. В большинстве галогенных светильников лампа расположена очень близко к защитному стеклу. Таким способом достигаются миниатюрность светильника и высокие декоративные свойства. Например, у домашних люстр с обычными лампами их количество редко превышает 12 штук, а галогенные люстры могут иметь около 50 лампочек;
— у галогенных ламп нет однообразия в питающем напряжении, в бытовых светильниках чаще всего используются лампы на напряжение 220 и 12 В, встречаются на 6 и 24 В. Внимание: лампы на разное напряжение могут внешне ничем не отличаться друг от друга.
При использовании ламп с напряжением, отличным от сетевого, необходим трансформатор. Трансформаторы имеют немалые вес, объем и цену. Наличие трансформатора — главный недостаток светильников с галогенными лампами. Внимание: существуют люстры, имеющие от 18 до 24 двенадцативольтовых галогенных ламп, но не имеющие трансформатора.
Лампы там включены последовательно, как в новогодней гирлянде, при сгорании одной лампы гаснут все! Определить сгоревшую лампу можно, только проверив все лампы до единой. Поэтому от покупки такого светильника надо отказываться сразу.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ.
Вообще-то энергосберегающими можно назвать любые лампы с высокой светоотдачей: чем она выше, тем больше энергии вы сбережёте.
Светоотдача люминесцентной лампы очень высока, примерно 40—80 лм/Вт, цветопередача — около 85%, срок службы — 10 000 часов. Люминесцентные лампы появились довольно давно. Станции метро, производственные и офисные помещения, крупные магазины, где приходится использовать много светильников практически весь рабочий день или круглосуточно, освещены исключительно люминесцентными лампами.
Их использование даёт громадную экономию электроэнергии. В быту распространение таких ламп несравненно скромней. Главная причина — посредственная цветопередача люминесцентных ламп, многие люди в свете этих ламп через некоторое время начинают чувствовать себя неуютно.
Из-за не слишком хороших характеристик по цветопередаче изготовители делят свои изделия на несколько групп, по цвету излучаемого света, и обязательно ставят соответствующее условное обозначение (см. таблицу 1).
Используя в одном помещении лампы с разными характеристиками излучения, удаётся максимально приблизить общий спектр к естественному свету. Для жилых помещений на три лампы «Б» ставится одна лампа «ТБ», а для офиса пропорция обратная — это облегчает работу с документами. Заменять сгоревшие лампы надо такими же, чтобы соотношение не менялось. Всем знакома ситуация, когда одна из ламп дневного света начинает мигать, в этом случае ремонт нельзя откладывать.
Даже самый спокойный человек после 10 минут такого «освещения» полностью теряет работоспособность. Надо знать и ещё об одной особенности: при отрицательной температуре люминесцентная лампа светит значительно тусклей, чем при положительной.
Термин «энергосберегающая лампа» сегодня применяют к люминесцентной лампе, которую можно ввернуть вместо обычной лампы накаливания без всяких переделок. В отличие от трубчатой лампы здесь не требуются ни специальные светильники, ни пускатели, ни дроссели. Все эти приспособления встроены в саму лампу.
Только с появлением таких ламп стала реальной возможность экономить электричество в квартирах. Энергосберегающие лампы с винтовым цоколем обладают всеми достоинствами люминесцентной лампы и удобством обычной. Побочное, но очень приятное достоинство — крайне незначительный нагрев колбы. Даже если непосредственно на неё упадёт легко возгорающийся предмет, воспламенения не произойдёт, температура лампы такова, что во время работы можно спокойно касаться её рукой, не рискуя обжечься.
Замена во всей квартире ламп накаливания энергосберегающими лампами — капиталовложение достаточно долговременное. Давайте посчитаем ожидаемую экономию для одной лампочки, приняв для простоты стоимость 1 кВт равной 2 руб. (см. таблицу 2).
За год работы при нынешних (2007 год) ценах на электричество энергосберегающая лампочка почти окупилась и дальше начнёт приносить экономию, тем большую, чем дороже будет стоить энергия (а в удорожании сомневаться не приходится) и чем больше вы пользуетесь электроосвещением. Особо отметим, что стоит приобретать лампы только известных марок и в надёжных магазинах.
Технологии изготовления энергосберегающих ламп совершенствуются с каждым годом. В настоящее время выпускаются модели, позволяющие экономить в сравнении с лампами накаливания до 80% электроэнергии. Да и стоимость их постепенно, но всё же снижается.
СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ.
На данный момент светодиодные лампы нельзя считать равноправными соперниками другим светильникам в сфере бытового освещения. С другой стороны, есть немало областей, в которых светодиоды вытеснили конкурентов практически полностью, например в сфере индикации.
Главное достоинство светодиодной лампы — фантастическая долговечность, срок службы доходит от 25 000 до 100 000 часов при непрерывной работе от 3 до 12 лет! Светоотдача — до 100 лм/Вт. Хотя цветопередачу нельзя назвать даже средней, светодиоды излучают свет в довольно узком спектре, можно подобрать практически любой цвет излучения. Светодиоды нагреваются столь незначительно, что их применяют там, где очень важно сохранить температурный режим.
Стандартные цоколи позволяют вворачивать светодиодные лампы в патроны для любых других ламп. Светодиодные лампы используются от декоративного микроосвещения до использования в мощных прожекторах и уличных светильниках. Но в большинстве даже специализированных магазинов таких ламп в продаже пока нет.
Широкому распространению светодиодных ламп препятствует их цветовые качества и высокая цена: они дороже ламп накаливания в 10—20 раз.
Впрочем, все новые разработки проходили стадию высоких цен, постепенно с развитием технологии цены стремительно падают. Очень возможно, что распространённость светодиодных ламп в самые ближайшие годы резко возрастёт.
Теперь, когда мы узнали особенности ламп разных типов, сравним их стоимость.
Примерное соотношение цен на лампы для бытового освещения
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СВЕТИЛЬНИКОВ.
Трансформатор. Для питания низковольтных галогенных ламп требуется пониженное напряжение. Для этого в светильниках используются понижающие, защитные трансформаторы. По устройству они разделяются на электромагнитные и электронные.
Электромагнитный трансформатор вполне традиционен: металлический или ферритовый сердечник, и на нём две обмотки — сетевая и понижающая, к которой подключены лампочки. Простота устройства даёт высокую надёжность, однако оно имеет высокий вес и довольно низкий кпд. При использовании нескольких десятков лампочек в одном светильнике эти недостатки могут перерасти в проблему. Такой трансформатор при работе издаёт заметное гудение.
При замыкании в цепи ламп происходит перегрев и возможен выход устройства из строя с большим выделением тепла и дыма. Чтобы избежать этого, в схеме обычно используется плавкий предохранитель, заменить который непросто.
Электронный трансформатор называется трансформатором больше по инерции, по существу, это электронная схема. Вес его в несколько раз меньше, никакого гудения нет, при замыкании происходит автоматическое отключение. Конфигурация корпуса может быть практически любой и позволяет разместить устройство без ущерба внешнему виду светильника.
Цены на трансформаторы для питания галогенных ламп начинаются от 60 руб. и доходят до нескольких тысяч, в зависимости от мощности, конструкции, марки и качества. Электромагнитные и электронные трансформаторы стóят примерно одинаково. Весьма существенно цена зависит от продавца. В разных магазинах цены на однотипные устройства могут отличаться вдвое!
Диммер.
Этот электронный прибор служит для бесступенчатой регулировки яркости за счёт изменения напряжения. Диммер ставится в разрыв питающего (фазового) провода и может использоваться как с обычными лампами, так и с галогенными. Для люминесцентных ламп он не применяется. Для чего он нужен? Если люстра и так имеет несколько режимов включения, ставить устройство можно не спешить, а вот если проводка предполагает только один режим, диммер избавит от необходимости долбить стены, чтобы проложить ещё один или несколько проводов.
Диммеры можно установить и для регулировки напряжения в розетках, куда включены настольные лампы или бра. Кстати, во многих таких светильниках диммеры уже встроены.
Диммер позволяет экономить до 50% электроэнергии. Максимальный эффект достигается только при правильном подборе устройства. Они выпускаются на разную мощность, которая должна быть минимум на 20% больше максимальной мощности светильника.
При работе в условиях плохой теплоотдачи, в деревянных или кирпичных стенах, или при высокой температуре воздуха этот запас должен быть увеличен до 50%. Кроме обычных диммеров, ручки которых надо вращать и нажимать, существуют сенсорные. Чтобы отрегулировать свет, достаточно просто прикоснуться к ним и немного подержать руку. От длительности касания будет зависеть яркость света. Сначала она будет нарастать, потом падать. Диммеры используют как составной элемент дистанционного управления освещением. Цены на диммеры начинаются от 500 руб.
Советы мастеру
СКОЛЬКО НУЖНО СВЕТА?
Сколько человеку нужно света и какого? Этот вопрос порождает ещё множество вопросов: какому человеку, когда, для чего… Для самых распространённых случаев ответ посмотрим в таблице 3.
*Лк (люкс) — в международной системе СИ — единица освещённости; освещённость, создаваемая световым потоком 1 лм, равномерно распределённым по поверхности площадью 1 м2.
Рассчитать освещённость и проверить, соответствует ли она нормам, можно при помощи несложной формулы: суммарная мощность ламп в помещении (Вт) умножается на светоотдачу ламп (лм) и делится на площадь помещения (м2).
РЕМОНТИРУЕМ СВЕТИЛЬНИК.
• При определении неисправностей начинайте с простых причин. Проверьте работоспособность розетки, подключив в неё другой, заведомо исправный электроприбор. Проверьте лампочку, ввернув её в другой патрон, потом проверьте патрон, ввернув в него другую лампочку.
• В светильниках с понижающим трансформатором поищите предохранитель, проверьте и при необходимости замените. В большинстве трансформаторных светильников он находится внутри изолирующей трубочки и снаружи похож на другие детали, включён он между одним из концов сетевого шнура и схемой.
• Проверьте работу выключателя и целостность электрошнура. И то и другое ремонтировать не надо, только менять.
• Внимание: хрустальные (стеклянные) детали никогда не должны соприкасаться с металлическими, между стеклом и металлом обязательно должны стоять пластмассовые или фетровые прокладки. Стеклянные детали никогда туго не затягивают гайками, для достижения этого ставят дистанционные проставки. Гайка стягивает проставку чуть раньше, чем стянулась бы стеклянная деталь.
• Если вашей люстре больше 10 лет и у неё выгорел хотя бы один патрон, менять необходимо все патроны и всю проводку. Если этого не сделать, то потом с периодичностью раз в год вам придётся снимать люстру и менять ещё патроны один за одним. При замыкании в первом повреждённом патроне вся проводка испытывает большую нагрузку и сильно нагревается, при этом изоляция проводов может сильно пострадать. После такого перегрева изоляция выполняет свои функции очень плохо.
• Ремонтировать дополнительные электронные приборы (диммеры, дистанционное управление, реле времени и т.д.) не стоит и искать мастерскую, где их чинят, тоже не нужно — невыгодно. Если они не исправны, меняйте.
