Valgustustehnika põhimõisted. 1. Valguse olemus. Nähtav valgus. Valguse mõju tervisele. 2. Põhimõisteid valgustustehnikas

Transcript

1 Valgustustehnika põhimõisted. 1. Valguse olemus. Nähtav valgus. Valguse mõju tervisele. 2. Põhimõisteid valgustustehnikas Valgustehnika on teadus optilise kiirguse saamisest ja kasutamisest. Valgustustehnika on valgustehnika fotomeetriline ala, mis käsitleb valguse kasutamist valgustamiseks Põhimõisteid valgustustehnikas Valgusti (ingl. k. luminaire) - täiesti toimiv seade, mis on varustatud lampide, paigaldusseadmete ning elektrikomponentidega, mis vajalikud seadme normaalseks tööks ja /või juhtimiseks. Lamp on optilise, enamasti nähtava kiirguse tekitamiseks valmistatud allikas (EVS- EN12665). Lamp on välja töötatud (kunstlik) valgusallikas, mis koosneb valgust tootvast elemendist, teda ümbritsevast klaaskolvist, metallkannast, mis kindlustab elektrikontakti ja kaitseb lambikannas lampi ennast. Ruuminurk (ingl. k. solid angle) Ω = A/r 2, kus A- pindala osa, mida ruuminurk kujuteldava kera pindalast eraldab. Mõõtühik - steradiaan [sr] r kera raadius Steradiaan on ruuminurk, mis eraldab kera pindalast, mille raadius on 1m - 1 m 2 suuruse osa. Valgusvoog ( ingl.k. luminous flux) Φ on lambi kiirgusenergia ajaühikus, mis tekitab nägemisaistingu. Valgusallika valgusvoog tuletatakse kiirgusvoost Mõõtühik - luumen [lm] Φ = dq/dt, kus Q - kiirgusenergia 1 lm = 1 cd x sr. Lambi valgusvoog oleneb lambi võimsusest, valgusviljakusest, tüübist ja pingest. Valgusallika valgustugevus (ingl.k. luminous intensity) I on valgusvoog määratud suunas. Kirjeldab valgusallika võimet toota valgust etteantud suunas. Mõõtühik - kandela [cd]. 1 cd = 1 lm / sr 1

2 Lamberti koosinusseaduse kohaselt on ideaalselt hajutava pinna korral valgustugevus antud suunas I β = I 0 cosβ Valgustustihedus (ingl.k. illuminance) E on teatud pinnale langev valgusvoog pinnaühiku kohta Mõõtühik - luks [lx] kus A valgustatav pind m 2 1 lx = 1 lm / m 2 Valgusvoo, valgustugevuse ja valgustustiheduse vahelised seosed Kui valgus langeb pinnale normaali suunas, siis Ω - ruuminurk A - valgustatav pind r - valgusallika kaugus valgustatavast pinnast Φ - valgusvoog I - valgusallika valgustugevus E valgustustihedus Heledus (ingl.k. luminance) L iseloomustab valgustugevuse näivat tihedust valgustandval pinnal, s.t. valgustatud ala heledus, mis jõuab vaataja silma. Mõõtühik kandela ruutmeetri kohta [cd / m 2 ] Pinnaheledus on valgustugevuse ja pinna projektsiooni jagatis. 2

3 kus A - peegelduv ala L Pinna heledus sõltub vaatenurgast ja oleneb pinna peegeldusvõimest, s.t. peegeldustegurist. Paistvus (ingl.k. brightness, luminosity) on nägemisaistingu iseloomustussuurus, mille järgi nägemisvälja mingi osa paistab kiirgavat enam või vähem valgust. Paistvus on heleduse subjektiivne vaste. Valgusviljakus (ingl.k. - luminous efficacy) η = Φ / P on lambi valgusvoo ja lambi elektrilise võimsuse suhe (kasutegur). Ühik - luumen vati kohta [lm/w] Pinnalt peegeldumine, neeldumine ja läbimine Mingile kehale langevast valgusvoost osa peegeldub tagasi, osa neeldub ja osa võib keha läbida. Peegelduva, neelduva ja läbiva valgusvoo suurus sõltub keha materjalist, läbipaistvusest, värvist, pinnasiledusest, valgusvoo suunast jms., mida arvestatakse peegeldus- (ρ),neelde- (α) ja läbitusteguriga (τ). Pinnalt peegelduv, pinnal neelduv ja pinda läbiv valgusvoog ρ = Φ peeg / Φ α = Φ neeld / Φ, τ = Φ läb / Φ Energia jäävuse seaduse järgi Φ = Φ peeg + Φ neeld + Φ läb, seega ρ + α + τ = 1 3

4 2. Silm, nägemine ja nähtavus 2.1. Silma ehitus ja tundlikkus 2.2. Värvinägemine 2.3. Nähtavus. Kontrast, kontrastitundlikkus 2.1. Silm Joonis 2.1. Kolvikeste ja kepikeste jagunemine kollatähnil Valgusärrituste vastuvõtmiseks on silma võrkkestas erinevatel andmetel miljonit valgustundlikku rakku ehk nägemisretseptorit miljonit kepikest ja 6,5 7 miljonit kolvikest a. leiti veel ka kolmas valgustundlik rakuliik, mida alles uuritakse. Silma tagumisel poolel, võrkkesta keskel asub kollatähn, mille ülesandeks on selgema ja täpsema nägemise tagamine. Kollatähni keskosas on ainult kolvikesed. Mida kaugemale keskosast, seda enam kolvikeste arv väheneb, asemele asuvad kepikesed. Värvinägemine toimub kolvikeste abil. Kolvikesed jagunevad punase-, rohelise- ja sinisetundlikeks. Adaptatsioon on silma võrkkesta ja silmaava läbimõõdu muutumine sõltuvalt valgustuse tugevusest. Selline kohanemine öisel, nn. skotoopsel nägemisel erineb oluliselt päevasest nägemisest. Pimedas avaneb silmaava täielikult ja silma tundlikkus suureneb, kuigi nägemisteravus ja värvinägemine vähenevad. Silm adapteerub sõltuvalt vanusest keskmiselt minuti jooksul. Readaptatsioon on üleminek päevasele nägemisele, s.t. pimedast valgesse. Readaptatsioon toimub kiiremini 4 7 minutiga, kuna kolvikeste ja kepikeste adaptatsioonikiirus on täiesti erinev. Kolvikeste maksimaalne tundlikkus taastub 4 7 minutiga, kepikestel minutiga või veel kauemgi peale absoluutset pimedust eredasse valgusesse jõudmist, kuna kepikesed on valguse suhtes tundlikumad. Fotoopilise ja skotoopilise nägemise vaheline ala videvikust kuni veerandkuu valguseni on mesoopne nägemine. Sellises valguses ei tööta ei kepikesed ega kolvikesed enam efektiivselt, kuid mõlemad annavad nägemisse oma panuse Värvinägemine Silm on võimeline nägema lisaks valgusele ka värve. Kepikesed, mida on kolvikestest kordi rohkem, on valguse ereduse suhtes tundlikud. Kui inimesel on silmas ainult kepikesed, näeb ta maailma musta-halli-valgena. Kolvikesed tekitavad silmas värvitaju, mis on kollatähni ülesanne.

5 Joonis 2.2. Must kõver iseloomustab kepikeste spektraaltundlikkust, värvilised kolvikeste spektraaltundlikkust Nähtavus. Kontrast. Kontrastitundlikkus. Nähtavus on silma võime eristada detaile. Nähtavuse määravad ära 4 tegurit: 1- vaadeldava objekti suurus 2 - heledus 3 - kontrast 4 - aeg Objekti suurus ei tähenda mitte objekti füüsilist suurust, vaid seda, millise vaatenurga alt objekti nähakse. Kui objekt tuuakse silmale lähemale, peame objekti selgelt nägemiseks suurendama nägemisnurka. Joonis 2.3. Nägemisnurk sõltuvalt vaadeldava objekti kaugusest Heledus L on seotud valgusega, mis langeb mingile pinnale ja peegeldub sellelt pinnalt tagasi silma. Madala peegeldusvõimega pinnad vajavad sama heleduse saavutamiseks rohkem valgust kui kõrgpeegeldusvõimega pinnad. Hajuva pinna jaoks L= ρ E, kus ρ peegeldustegur E valgustustihedus Kontrast on nägemise põhialus. Kontrasti lävi on vaataja võime hinnata kahe pinna väikseid heleduserinevusi protsentides ajaühikus. Kontrastitundlikkus on nägemissüsteemi tundlikkustase külgnevate pindade heleduserinevuste suhtes. Kontrastitundlikkus oleneb tausta heledusest ja objekti nägemisnurgast. Kontrast ja kontrastitundlikkus on omavahel pöördvõrdelises sõltuvuses. Kui kontrastitundlikkus tõuseb, vajab nägemissüsteem sama nähtavuse säilitamiseks väiksemat kontrasti.

6 Kui taustaheledus suureneb, väheneb detailide tuvastamiseks vaja minev aeg. Nägemine ei ole hetkeline tegevus, kuna võrkkestalt ajju edasiantav signaal tekitab viivituse ajas. Piisavalt pika aja vältel suudab silm tuvastada detaile ka madala heleduse korral.

7 3. Värv 3.1. Värviteooria 3.2. Klassifikatsioon 3.3. Värvsustemperatuur 3.4. Värviesitus-üldindeks Värviteema on valgustusala professionaalidele oluline, kuna valgustus mõjutab otseselt värvide tajumist. Värv ei ole mitte vaadeldavate objektide omadus, vaid psühholoogiline võime eristada silma võrkkestale langeva kiirgusenergia erinevaid lainepikkusi. See on valgusallika spektraaljaotuse (värvijaotuse) ja objekti peegeldusomaduste kombinatsioon, mis tekitab spetsiifilise värviilmingu selle objekti jaoks Värviteooria. 17.saj. avastas Newton, et valge valgus koosneb paljudest erivärvi valguskiirtest. Päikesevalguse suunamisel läbi klaasprisma hajus valguskiir vikerkaarevärviliseks, mida ta hakkas nimetama spektriks. Sama spektri suunamisel läbi teise klaasprisma muutus spekter taas valgeks valguseks. Objekti värv sõltub objektile langeva valguse loomulikkusest, objekti peegeldusest ja vaataja silma karakteristikast. Substraktiivse värvide segamise teooria kohaselt, mida kasutatakse värvipigmentide segamisel, on põhivärvideks magenta, kollane ja tsüaniid ja nende omavahelisel kahe värvi segamisel saadakse sekundaarvärvid - punane, sinine ja roheline värv. Kõikide kolme põhivärvi segamine annab musta värvi. Aditiivne värvide segamise teooria kehtib valguse värvide segamise kohta. Selle kohaselt on põhivärvideks punane, roheline ja sinine värvispekter, mille kõikide kolme segamisel saadakse valge valgus, nende omavahelisel kahekaupa segamisel aga vastavalt kollane, fuksia või türkiissinine Klassifikatsioon. Erinevaid klassifitseerimissüsteeme on loodud aastaid. Kasutusel on mitmeid erinevaid süsteeme, mis põhinevad erinevatel värvide segamise teooritel. Valgustustehnikas kasutatakse CIE värvsussüsteemi (kromatiivsus-süsteem). Kõikide CIE-värvsusdiagrammi tasapinnal asuvate loomulike ja kunstlike värvsuste puhtus on diagrammi piirjoontel maksimaalne ja väheneb võrdeliselt kaugusega Plancki joonele kantud valgete valgusliikide suunas. Joonis 3.1 CIE xy-värvsusdiagramm ja sellele kantud Plancki joon. Standardvalguse D 65 koordinaadid x D = 0,31 y D = 0,32

8 3.3. Värvsustemperatuur Mustkiirgur (kasutatakse ka absoluutkiirguri või Plancki kiirguri mõistet) on termiline kiirgur, millel antud temperatuuril on suurim võimalik kiirgavuse spektraaltihedus ja mille kiirgavus vastab Plancki kiirgusseadusele. Mustkiirgur neelab kogu temale langeva kiirguse, sõltumata kiirguse lainepikkusest, langemissuunast ja polariseeritusest. Mustkiirguri temperatuuri kasvades kiirgab see energiat nähtavas vahemikus Värvsustemperatuuri kasutatakse valgusallika värvi kirjeldamiseks võrreldes tema värvi mustkiirguriga. Värvsustemperatuur ei ole valgusallika füüsikaline mõõt. See on mustkiirguri temperatuur, mil mustkiirguri värv muutub sarnaseks testitava valgusallikaga. Värvsustemperatuur on seega mustkiirguri temperatuur, mille puhul mustkiirguri ja vaadeldava kiirguse värvsused kokku langevad. Enamuse luminofoorlampide korral erineb valgusallika värvsustemperatuur Plancki kõverast oluliselt, mistõttu kasutatakse nende valgusallikate värvsustemperatuuri kirjeldamiseks korrigeeritud ehk lähima värvsustemperatuuri mõistet, mis eeldab mustkiirguri värvsust antud temperatuuril, kuid ei vasta mustkiirguri spektraaljaotusele Värviesitus üldindeks R a Erinevalt värvsustemperatuurist, mis kirjeldab valgusallika poolt tekitatavat valguse näivat värvi, näitab värviesitus - üldindeks valgusallika poolt valgustatud objekti värve ja seda, kui palju need värvid erinevad etalonvalgusallika poolt tekitatavatest värvidest. CIE kehtestatud värviesitus - üldindeks R a iseloomustab antud valgusallika valgusel vaadeldava 8 etalonvärvi muutust võrreldes samade värvidega, kui neid vaadeldakse testvalgusallika all. Valge valguse puhul on testvalgusallikaks loomulik päevavalgus ning kollase valguse puhul hõõglampvalgus, mille kummagi puhul R a =100.

9 Valgusallikad Elektrilambi ajalugu 4.2. Valgusallikad 4.3. Hõõglambid. Halogeenlambid 4.4. Kaarlahenduslambid 4.5. Madalrõhulahenduslambid 4.6. Kõrgrõhulahenduslambid 4.7. Süüteseadised 4.8. Muud eriliiki lambid 4.9. Valgusallikate nähtamatu mõju 4.1. Esimene katse valmistada hõõglampi tehti Warren de la Rue poolt 1820.a. Esimene praktiliselt kasutatav kõrge vastupidavusega hõõglamp loodi Thomas Edisoni poolt ning patenteeriti 1880.a Valgusallikad (vt. ka lampe tootvate firmade katalooge, kus on piisavalt palju informatsiooni) Valgusallikaid (lampe), mida kasutatakse laialdaselt tänapäeval arhitektuurses valgustuses, võib jagada kahte põhikategooriasse: - Hõõglambid - Lahenduslambid - Madalrõhulahenduslambid - Luminofoorlambid - Madalrõhu-naatriumlambid - Kõrgrõhulahenduslambid - Elavhõbelambid - Metallhalogeniidlambid - Kõrgrõhunaatriumlambid Eelpool nimetatud lambid on laialt levinud valgusallikad, mida igapäevaelus kasutatakse. Iga valgusallikal on kolm põhikomponenti: - valgust tootev element - kinnine klaaskolb - elektriline ühendus Valgusallikaid iseloomustavad: - lambi tööiga - tööiga aasta kohta - majanduslik tööiga - värvsustemperatuur ja lähim värvsustemperatuur Valgusallikate valik konkreetsesse projekti peaks sõltuma - lülitusvajadusest - vajadusest valguse hajumise järgi - tundlikkusest pingekõikumiste suhtes - keskkonna temperatuurist ja niiskusest - kliimatingimustest - vajadusest taasesitada värve ja luua meeleolusid - maksumusest 1

10 - efektiivsusest - vajadusest valgust juhtida - elektrienergia kulust Hõõglambid. Hõõglambis muundub elektrienergia valguseks kõrge temperatuuriga volframhõõgniidi vahendusel, mis kiirgab pidevat spektrit. Lühiiseloomustus: - ei nõua süttimiseks liiteseadist - keskkonna temperatuur ja niiskus ei mõjuta tööd - soe, hubane värvsus, madal värvsustemperatuur, kõrge värviesitus-üldindeks - kompaktne valgusallikas - lihtne paigaldada ja vahetada - võimalik timmida - odav - valgusefektiivsus ja tööiga võrreldes teiste valgusallikate väikesed - vibratsioon ja sagedased lülitused vähendavad tööiga - tööiga ja valgusvoog sõltuvad võrgupingest - lambi kolb muutub kasutamise ajal kuumaks - terava kontrasti tõttu tausta suhtes vajab vaataja silme eest varjamist. Halogeenlamp on hõõglambi erivorm, kus lambi kolbi on lisatud halogeeni, mille ülesandeks on hõõgniidilt aurustuva volframiga ühinemine ning volframi tagasi suunamine hõõgniidile. Sellega pikeneb lambi tööiga 2 kuni 4 korda Kaarlahenduslambid. Kinnises kaarlahenduslambi kolvisasub 2 või enam elektroodi, mingi inertgaas, veidi kergelt aurustuvat elavhõbedat, naatriumi vms. Valgusvoo spektraalkoostise parendamiseks kantakse sageli kolvi sisepinnale luminofooraine kiht. Kaarlahenduslampe nimetatakse enamasti lihtsalt lahenduslampideks. Enamus lahenduslampe on üsna tundlikud lambi põlemisasendi suhtes, v.a. madalrõhuluminofoorlambid. Milline on konkreetse lambi tööasend, leiab lambi etiketilt, aga ka kataloogist. Lahenduslambid vajavad täisvalgusvoo saavutamiseks aega. Põhjus: lambi elektroodid peavad kaarlahenduse toimumiseks piisavalt kuumaks minema. Kõrgrõhulampide puhul, kui pinge mingil põhjusel katkeb või langeb alla lubatava, peab kustunud lamp enne taassüttimist maha jahtuma Madalrõhulahenduslambid. Elavhõbedaauru rõhk on alla 1 Pa. Jagunevad kaheks rühmaks: - luminofoorlambid - madalrõhunaatriumlambid (Eestis peaaegu ei kasutata) Luminofoorlamp vajab nähtava valguse tootmiseks kolme elementi või komponenti: - elektroode - gaasi - fosforit 2

11 Klaaskolvi ülesandeks on hoida luminofoorlambi tööks vajalikke gaase enese sees ja tagada nähtava valguse tekitamiseks pind, millele kantakse fosfor. Sirged kahesokliga luminofoorlambid T12, T8, T5, kus T tähendab torukuju ja number näitab mitu kaheksandikku tolli on toru läbimõõt. Vastavad ZVEI koodid on T38, T26 ja T16, kus number näitab toru läbimõõtu mm. Kompaktluminofoorlampidele mingit ühtset tähistust välja mõeldud ei ole. Lampide markeeringus peab olema oluline informatsioon lampide Ra-indeksi ja värvsustemperatuuri kohta. See antakse lambi võimsuse järel peale kaldkriipsu. Näiteks: /830 8 näitab, et Ra-indeks on 80+ ja lambi värvsustemperatuur 3000 K (lisatakse 2. ja 3. numbrile mõtteliselt kaks nulli lõppu). Kui sirgete luminofoorlampide kasutamisel ei ole vahet lambi valikul tavaballastiga ja elektroonilise liiteseadisega või akuühendusel, siis kompaktlampide korral tuleb teada, et tavaballasti korral kasutatakse 2-kontaktilist lambikanda ja kõrgsagedusmuunduri ning akuühenduse korral 4-kontaktilist lambikanda. Ka on kompaktlampide puhul lambikannas endas erinevused. Lisainformatsioon on olemas igas lampide ja valgustite kataloogis, samuti ka kasutatava valgusti etiketil. Luminofoorlambi tööiga sõltub lõlituste sagedusest töötsükli kohta. Enamasti antakse see 3- tunnise töötsükli kohta. Tööiga sõltub ka kasutatavast liiteseadisest. Luminofoorlampide tööiga on sõltuvalt liiteseadisest ja kasutatavast lambi tüübist 8000 kuni töötundi. Valmistatakse ka eriti pika tööeaga luminofoorlampe, kuni töötundi. Töökeskkonna temperatuur mõjutab luminofoorlambi tööiga, kuna enamus luminofoorlampe on välja töötatud keskkonna tingimuste jaoks C. Olemas on ka eriti madalate temperatuuride jaoks väljatöötatud luminofoorlambid. Vahelduvvoolul iga siinuslaine vastupidiseks muutumisel (100 korda sekundis) kustub kaarlahendus, kuid fosforkate jätkab valguse kiirgamist ka sel perioodil. Silmaga ei pruugi seda märgata, kuid suure kiirusega pöörlevad masinaosad vms. Sattudes valgustussagedusega resonantsi, võivad ühel hetkel tunduda paigalseisvaina. Olukorrast on kolm võimalikku väljapääsu. - nihutada lampide faasi valgustis - paiagaldada ruumis olevad valgustid erifaasidele - kasutada elektroonseid liiteseadiseid Nagu enamikel valgusallikatel, väheneb luminofoorlampide valgusvoog tööea edenedes, parema Ra-indeksiga lampidel ja standardlampidel pidevalt, kuid Ra=80+ lampidel peale 100- tunnist põlemist sõltuvalt tootjast 5 15%, kuni lamp lõpuks oma tööea lõpetab. Lampide spektraalsed valgusjaotuskõverad on toodud tootjate kataloogides, eriotstarbelised luminofoorlambid (bakteritsiid-, mustkiirgur-, solaariumi-, värvilised monokromaatilised jms. on enamasti välja toodud kataloogi eripeatükis). Lühiiseloomustus: 3

12 - luminofoorlambid on maailmapraktikas üks laialdasemalt kasutatavaid valgusallikaid. - väga lai võimsusnomenklatuur - erinevad kujud - nõuavad süüteseadet - saadaval erineva värviesitusindeksiga - saadaval laia värvsustemperatuuri skaalaga - võrreldes väikeste valgusallikatega (hõõg- ja halogeenlambid) on nende valgus mahedam, s.t. räigus on väiksem - valgusviljakamad kui hõõglambid - lampidest eralduv soojus on tunduvalt väiksem - võimalik valgust juhtida - keskkonna temperatuur mõjutab lambi valgusvoogu ja eluiga - võimalus kasutada erinevaid lambi süüteseadmeid - lambi võimsus peab sobima liiteseadmega 4.6. Kõrgrõhuluminofoorlambid. Kõrgrõhuelavhõbelamp. Valgust andvaks elemendiks on kaarlahendustoru, milles asuvad 2 tööelektroodi ja 1 käivituselektrood. Kaarlahendustoru on kvartsklaasist, et võimaldada saata UV-kiirgust. Kaarlahendustoru sisaldab elavhõbedat ja väikeses koguses argooni, neooni ja krüptonit. Kui lamp on ergastatud, tekib läbilöök käivitus- ja tööelektroodi vahel. Elavhõbeda ioonide mõjul väheneb takistus kaarlahendustoru sees. Kui toru sees olev takistus on väiksem kui väline takistus, tekib kahe elektroodi vahel kaarlahendus. Elavhõbe jätkab ioniseerimist suurendades lambi valgusvoogu. Välisel kolvil on kolm põhilist ülesannet: - klaas toimib UV-filtrina. Kui väline klaaskolb läheb katki, hakkab töötav elavhõbedalamp tootma keskkonda kahjulikku UV-kiirgust. - hoiab lambi sees konstantset soojuskeskkonda, kuna järsk temperatuurimuutus ning õhuliikumine takistavad kaarlahendust. - kolvi sisepinnale kantud fosforkiht parandab lambi värviesitus - üldindeksit Ra. Kõrgrõhuelavhõbelambi valgusvoog väheneb tööea edenedes pidevalt. Lamp võib ise elada kaks korda kauem, kui on tema majanduslik tööiga. Valgusjaotusdiagramme vt. kataloogist. Metallhalogeniidlamp. Metallhalogeniidlambi ehitus on sarnane kõrgrõhuelavhõbelambi ehitusele. Valgust tootvaks elemendiks on kaarlahendustoru, milles on kaks tööelektroodi ja üks käivituselektrood. Kaarlahendustoru konstruktsioon ja tööpõhimõte vastavad elavhõbelambi omadele. Kaarlahendustorus on lisaks elavhõbedale, argoonile, neoonile ja krüptoonile lisatud metalli halogeniidsooli (jodiide). Põhilisandiks on elavhõbe-, naatrium- ja skandiumjodiidid. Teisteks lisanditeks on thallium-, indium- ja tseesiumjodiidid. Kui kaarlahendus ergastab neid lisandeid, emiteerivad need jodiidid kõrgrõhuelavhõbelambi spektris puuduvaid lainepikkusi punast, oranži ja kollast spektriosa. Tänu metallhalogeniididele on metallhalogeniidlambi spekter hästi tasakaalustatud, mille tulemusena saadakse valge valgus. Lambi väliskolvil on kaks ülesannet: - hoida kaarlahendustorus konstantset temperatuuri 4

13 - väliskolb toimib UV-kiirguse filtrina Metallhalogeniidlambi tellimisel tuleb alati jälgida tema tööasendit, mis peab olema lambi tähises või eraldi välja toodud, kuna lamp on põlemisasendi suhtes tundlik. Vale tööasend mõjutab lambi värvsustemperatuuri ja tööiga. Tööiga ulatub 12 tuh. töötunnist 18 tuh. töötunnini, kuid lambi arenedes pikeneb pidevalt.. Metallhalogeniidlampide spektri värvsus, valgusvoog ja tööiga sõltuvad tootjast, lambi tööasendist, võimsusest, pingest ja lambi tööeast ja süüteseadisest. Kõrgrõhunaatriumlamp. Valgust tootvaks elemendiks on kõrge töötemperatuuri hoidmiseks väikese diameetriga kaarlahendustoru. Toru diameeter on väike sellepärast, et naatriumlambis puudub käivituselektrood. Kuna naatriumil on rõhu all kõrge temperatuuri juures klaasile ja kvartsklaasile söövitav efekt, on kaarlahendustoru valmistatud keraamilisest materjalist. Kaarlahendustorus on ksenooni, elavhõbeda amalgaami ja naatriumi, mis töötavad rõhul 200 mm /Hg. Lambikolb aitab hoida temperatuuri lambi sees konstantsena Lambi valgusviljakus sõltub lambitootjast, süüteseadisest, põlemisasendist ja lambi võimsusest, tööiga sõltub lambi võimsusest, süüteseadme voolutugevusest ja lambitootjast Süüteseadised. Kõik kaarlahenduslambid vajavad lambi töö stabiilseks muutmiseks ballastseadet ehk - takistit, kuna kaarlahenduslambid on muidu väga ebastabiilsed. Kaarlahendustorus olevate lisandite ioniseerimisel väheneb kaarlahendustoru takistus kuni nullini, mis omakorda tähendab voolutugevuse kasvamist kuni lõpmatuseni. Kui voolu ei piirata, siis põlevad elektroodid sekunditega läbi. Seega, kõik kaarlahenduslambid vajavad ballastseadet, mis piiraks nende voolutugevust. Magnetballastidel on terve rida negatiivseid omadusi: - müra - liigne soojus - suur kaal - madal võimsustegur - suured võimsuskaod Elektroonne (elektrooniline) liiteseadis ehk kõrgsagedusmuundur muundab 50 Hz (60 Hz) sisendvoolu kuni Hz-ks vooluks. Luminofoorlambi kõrgsageduslik töörežiim suurendab lambi efektiivsust viljakama fosfori ergastamise tõttu. Samuti pikeneb lambi tööiga ja kõrvaldatakse lambi värelus. Kõrgsagedusmuunduri kasutamisel vähenevad liiteseadise mõõtmed, kaal, müra ja soojus ning energiakaod. Tänu kõrgsagedusmuunduritele on kaarlahenduslampide juhtimine saanud võimalikuks a.-l võttis Euroopa Parlament vastu direktiivi 2000/55EC, mille põhieesmärgiks on elektrienergia kokkuhoid valgustusseadmetes. Sama seadus on eesti keeles Energiatõhususe seaduse nime all. 5

14 Vastavalt Euroopa Standardile EN 50294, mis sätestab meetodi madalrõhuluminofoorvalgustite liiteseadiste vajaliku võimsuse mõõtmiseks, töötas CELMA välja põhiliste luminofoorlampide liiteseadiste energiaklasside süsteemi (EEI), mis koosnes seitsmest klassist: A1, A2, A3, B1, B2, C ja D. Energiaklassid C ja D on tootmisest juba praktiliselt kadunud, kuna Euroopa tarbeks neid enam valmistada ei tohi, samuti ei tohi EL-i tuua kolmandatest maadest valgusteid, mille liiteseadised oleksid madalrõhuluminofoorlampide puhul viletsamad kui B2. Kõrgsagedusmuundurite eelised võrreldes tavaballastiga - Elektrienergia kulu - kuni 30 % väiksem, sest lambi soojuskaod on väiksemad, seetõttu vähenevad ka kulutused ventilatsioonile - töövool - väiksem, kuid NB! Sama grupi valgustite käivitusvool üheaegne! - stroboskoopnähtus - puudub, kuna elektroonsed liiteseadised töötavad sagedusel khz), - lamp süttib vilkumata, seega valguse kvaliteet paraneb - võimsustegur cos ϕ > 0,95, mistõttu puudub vajadus reaktiivenergia kompenseerimisseadmete järele - magnetväli - tunduvalt väiksem, ei tekita häireid täppisseadmetes - müra - tunduvalt väiksem, mistõttu sobivad hästi ka helistuudiotesse - lambi tööiga - pikeneb ning valgusvoo alanemine aeglustub vähendades hoolduskulusid - eritüübiliste liiteseadiste korral võimalik valgust juhtida - liiteseadised on väiksemad ja kergemad - aju poolt tunnetatav värelus - puudub, mistõttu töökvaliteet kasvab 6

15 Valgustid 5.1. Üldmõisted. Valgusti ehitus 5.2. Valgusti optiline süsteem 5.3. Valgusjaotuskõverad 5.4. Valgusti parameetrid 5.5. Valgustite valik vastavalt keskkonna nõuetele Üldmõisted. Valgusti ehitus Valgusti koosneb armatuurist ja ühest või mitmest lambist. Armatuur omakorda koosneb valgusti kerest, valgusvoo suunamisvahendist (reflektor, hajuti vms.) ja elektrilisest osast (lambihoidjad, juhtmed, süüteseadmed). Lihtsuse mõttes öeldakse armatuuri kohta ka lihtsalt valgusti. Kui valgusti reflektori ülesandeks on valguse suunamine, siis hajuti põhiülesandeks on silmi pimestava valguse hajutamine. Reflektorid ehk peegeldid võivad olla diffuusse (hajutava) või peegelpinnaga, hajutid läbipaistva kirka prismaatilise, piimjasmati vms. pinnaga. Valgustid jagunevad lakke süvistatuteks, pinnale, rippasendisse, seinale, siinile, põrandasse vms.paigaldatavateks Sõltuvalt otstarbest jagatakse valgustid arhitektuurseteks, üldkasutatavateks, tööstusvalgustiteks, välisvalgustiteks jne. Kõige paremini kirjeldab valgusti võimet luua kvaliteetset valguskeskkonda valgusti fotomeetriliste andmete teabeleht. γ -fotomeetriline vertikaalnurk, mida nimetatakse ahendatud avarusnurgaks (ingl. k. cut-off angle). Fotomeetriliste uuringute laboratooriumis mõõdistatakse fotomeetriliste andmete teabelehe jaoks valgusti kaks põhilist väärtust heledusintensiivsus ja valgusti heledusmaksimummäär. Nende kahe väärtuse alusel luuaksegi fotomeetrilise testi raport, mis sisaldab: kirjeldust koos füüsikaliste andmetega (valgusti nimimõõtmed, lampide arv ja võimsus, mõõdistustel kasutatud lampide valgusvoo luumenväärtus, valgusti optika kirjeldus) heledusintensiivsust ja valgusjaotuskõverat väljundandmeid (tsonaalne valgusvoog, valgusti kasutegur, valgusti klassifikatsioon) heledusnäitajaid (keskmine heledus, maksimaalne heledus, valgusti heledussuhe, s.t. maksimaalne heledus keskmise heleduse suhtes). kasutustegurit.

16 Valgusti valgusjaotuskõver kirjeldab valgusti heledusenergia intensiivsust konkreetses suunas Valgusti samavalgustustihedusjoon ehk isoluks on joon, mis ühendab mingi pinna võrdse valgustustihedusega punkte. Võrdse valgustustihedusega punktid moodustavad ruumis samavalgustustiheduspinna. Valgusti kasutegur on ekspluatatsioonitingimustes mõõdetava väljundvalgusvoo ja valgusti kõikide lampide valgusvoogude summa suhe, kui lampide valgusvoogu mõõdetakse väljaspool valgustit keskkonnatemperatuuril 20 0 C. Valgusti kaitsenurk on nurk rõhttasandist nägemissuunani, milles valgustis paiknevate lampide valgustandvad osad just otse paistma hakkavad. Valgusti avardatud ahendusnurk ja kaitsenurk annavad alati kokku 90 0 Valgustite klassifikatsioon näitab, kui palju valgust suunab valgusti alumisse pooltasandisse ja kui palju ülemisse. Valgusti maksimaalset heledust mõõdetakse piki ja risti valgustit nn. räigusnurkade 45 0, 55 0, 65 0, 75 0, 85 0 valgusti pinna projektsioonalal ja mis on aluseks ka räigusarvutusele. Valgusti pinna projektsioonala sõltub valgusti valgusjaotusest. Keskmine valgusti heledus arvutatakse nii piki kui risti valgustit iga nn. räigusarvutusnurga korral kasutades selleks heledusintensiivsustabelit ja valgusti pinna projektsioonala. Valguslik kasutegur ehk valgusvoo kasutustegur on arvutuspinda valgustava kasuliku valgusvoo ja valgusti valgusallikate kogu valgusvoo suhe, s.t. iseloomustab kasuliku valgusvoo taset. Kasutustegur sõltub valgusti omadustest, ruumi mõõtmetest, ruumi pindade peegeldusvõimest. Reflektorite peegeldusomadused

17 Valgustite valik vastavalt keskkonna nõuetele Valgusti valik sõltub keskkonna tingimustest, kuhu valgusti paigaldatakse. Vastavalt ohutu ekspluatatsiooni eeskirjadele klassifitseeritakse valgusteid puutepingekaitse, paigalduspinna süttivuse, tolmu- ja veekindluse ning vahel ka vandaalikindluse järgi. Jaotus puutepingekaitse järgi: Klass 0 kaitse elektrilöögi eest põhineb ainult põhiisolatsioonil. Seadme pingealteid juhtivaid osi ei saa ühendada kohtkindla paigaldise kaitsejuhiga; põhiisolatsiooni rikke korral oleneb kaitse seadme ümbrusoludest (enamikes Euroopa riikides keelatud) Klass I kaitse elektrilöögi eest ei sõltu mitte üksnes põhiisolatsioonist, vaid lisaks sellele on pingealtid juhtivad osad ühendatud kohtkindla paigaldise kaitsejuhiga selliselt, et puutevõimalikud juhtivad osad ei saa põhiisolatsiooni rikke korral pingestuda. Kaitsejuhi külgühendusklemm on tähistatud sümboliga Klass II kaitse elektrilöögi eest ei sõltu mitte üksnes põhiisolatsioonist, vaid mis on varustatud kahekordse või tugevdatud isolatsiooniga (kaitseisolatsiooniga). II klassi valgustit ei saa ühendada kaitsejuhiga ja tema kaitsevõime ei olene paigaldusoludest. Tähis Klass III kaitse elektrilöögi eest põhineb kaitseväikepingetoitel (PELV, SELV) ja milles ei saa tekkida kaitseväikepingest kõrgemat pinget. Tähis Jaotus paigalduspinna süttivuse järgi: Valgustit võib paigaldada normaalselt süttivale pinnale Valgustit võib paigaldada normaalselt süttivale pinnale, kui lae ja valgusti vahele paigaldatakse isolatsioonimaterjal Valgusti võib paigaldada normaalselt süttivale pinnale, kui toote ja süvistatava pinna vahele jääb tihend, mille min. mõõt on näidatud Valgustit ei tohi normaalselt süttivale pinnale paigaldada Kesta võimet kaitsta valgusti siseosi võõrkehade, tolmu ja vee eest ning kesta abil saavutatavat kaitset seadme pingestatud või liikuvate siseosade otsepuute eest tähistatakse kahe tähega IP (ingl. k. - international protection) ja kahe numbriga, millest esimene näitab valgusti pingestatud osade kaitset tahkete kehade suhtes ning teine number kahjuliku vee suhtes. IPXX 1. number - kaitse tahkete kehade suhtes Tähis Valgustisse mittesattuva võõrkeha iseloomustus 0 Kaitse sätestamata 1 Suured võõrkehad (üle 50 mm), puudutamine käelabaga 2 Keskmised võõrkehad (üle 12 mm), puudutamine sõrmega 3 Väikesed võõrkehad (üle 2,5 mm), puudutamine tööriistaga 4 Terajad võõrkehad (üle 1,0 mm), puudutamine traadiga 5 Ladestuv tolm, puudutamine traadiga 6 Igasugune tolm, puudutamine traadiga

18 IPXX 2. number - kaitse kahjuliku vee suhtes: Tähis Kaitse vee kahjuliku sissetungimise eest 0 Kaitse sätestamata 1 Vertikaalis langevad veetilgad (kondensvesi) ei pääse valgustisse 2 Kuni 15 0 vertikaalist langevad veetilgad ei pääse valgustisse 3 Kuni 60 0 vertikaalist langev piiskvesi (vihm) ei pääse valgustisse 4 Igast suunast pritsiv vesi ei pääse valgustisse 5 Igast suunast tulev veejuga ei pääse valgustisse 6 Igast suunast tulevad tugevad veejoad ja merelained ei pääse valgustisse 7 Vesi ei tungi kuni pooleks tunniks vette uputatud valgustisse (aegajaline üleujutus) 8 h x Etteantud sukeldussügavusel x (meetrites) ei tungi vesi valgustisse määramata aja jooksul Mõnel maal kasutatakse kaitseastme tähistuses ka kolmandat numbrit, mis näitab valgusti vandaalikindlust: 0 kaitsmata 1 kuni 0,025 J 3 kuni 0,5 J 5 kuni 2 J 7 kuni 6 J 9 kuni 20 J ATEX - ATmosphere EXplosible Plahvatusohutuse sümbol II 2 G EEx edm IIC T5 Nemko 02A TEX 161U Zone 1 Seadmete grupp: I kaevandus II mitte kaevandus CENELEC i standard II 2 G EEx edm IIC T5 Gaasi grupile vastav lubatud kasutustsoon: I: metaan IIA: propaan (200 µj) IIB: etüleen (60 µj) IIC: vesinik (20 µj) Kaitse kategooria: 1 - väga kõrge 2 - kõrge 3 - normaalne Keskkond: G - gaas D - tolm Kaitsemeetod Temperatuuriklass: T C T C T C T C T C T C

19 Euroopa maades hakkas alates 1. juulist 2003.a. kehtima ATEX direktiiv 94/9/EC, mis reguleerib plahvatusohtlikes keskkondades kasutatavate seadmete märgistused ning on kohustuslik kõikides Euroopa Liiduga ühinenud maades. Keemiakindlus Kuna igapäevases elus kasutatavad valgustite materjalid ei ole keemiliselt vastupidavad, siis keskkonna keemilisest agressiivsusest sõltuvalt valitakse valgusti, mis peab ette antud keskkonnatingimustele vastu. Valgusti valikul mingisse konkreetsesse keskkonda tuleb arvestada: Valgusti valgusjaotuskõverat, mis mõjutab keskkonnas saadavat valgustustihedust ja selle kvaliteeti Võimalust vältida otsest räigust vaateväljas. Võimalust vältida kaudsest valgustusest tekkivat räigust vaateväljas. Kerget hooldusvõimalust nii valgusallikate kui valgusti komponentide saadavuse ja vahetusvõimalustega. Keskkonda sobivat mehaanilist konstruktsiooni, et valgusti ei puruneks ega väänduks vms. valitud keskkonnas. Ohutust, mille tagavad valgustuslaborite ja tehaste sertifikaadid valgusti vastavusele lubatud keskkonnatingimustele. Valgusti välimust, et valgusti oleks ka esteetiline. Hinda, vältimaks mõttetuid kulutusi. Valgusti efektiivsust Tootja usaldusväärsust.

20 EVS-EN :2003. Valgus ja valgustus. Töökoha valgustus. Osa 1. Sisetöökohad. Registrisse kantud nr 455, projekti nr standardite andmebaasis. Et võimaldada inimestel täita nägemisülesandeid tõhusalt ja täpselt, tuleb ette näha sellekohane vajalik valgustus. Valgustuseks võib kasutada päevavalgust, tehisvalgust või mõlemate kombinatsiooni. Nõutav nähtavustase ja nägemismugavus eri töökohtadel sõltub töö liigist ja kestusest. 3.1 nägemisülesanne - nägemistöö elementide kogum. Märkus. Nägemistöö põhielemendid on vaadeldava eseme mõõtmed, heledus, kontrast tausta suhtes ja vaatlemise kestus. 3.2 tööpiirkond - töökoha alapiirkond, milles täidetakse nägemisülesannet. Töökohtadel, mille tööpiirkonna suurus ja asukoht ei ole täpselt teada, loetakse selleks piirkond, milles nägemisülesannet võidakse täita 3.3 lähiümbruspiirkond tööpiirkonda nägemisväljas ümbritsev vöönd,mille laius on vähemalt 0,5 m. 3.4 valgustustiheduse hooldeväärtus (Ē m ) - väärtus, millest allapoole antud pinna keskmine valgustustihedus ei tohi langeda. 3.5 kaitsenurk - nurk rõhttasandist nägemissuunani, milles valgustis paiknevate lampide valgustandvad osad just paistma hakkavad 3.7 valgustustiheduse ühtlus - pinna vähima ja keskmise valgustustiheduse suhe 4 Valgustuse projekteerimiskriteeriumid Hea valgustuse saavutamiseks on oluline, et peale nõutava valgustustiheduse rahuldataks ka teisi inimsilma kvalitatiivseid ja kvantitatiivseid vajadusi. - nägemismugavus, mis seisneb töötajate heaolutundes ja aitab kaudselt kaasa ka kõrgele töötootlikkusele, - nägemisvõime, mille juures töötajad suudavad oma nägemisülesandeid ka keerukates oludes ja pika aja jooksul täita, - ohutus. Valguskeskkond on määratud järgmiste põhinäitajatega: - heledusjaotus, - valgustustihedus, - räigus, - valguse suund, - värviesitus ja valguse näiv värv, - valguse värelus (flikker), - päevavalgus. Nägemisvälja heledusjaotus määrab silmade adaptatsiooniseisundi, mis omakorda mõjutab nähtavust. Hästi tasakaalustatud adaptatsiooniheledus on vajalik selleks, et suurendada - nägemisteravust,

21 - kontrastitundlikkust (võimet eristada heleduse väikesi suhtelisi erinevusi), - silmade töövõimet (akommodatsiooni, keskendumist, silmaava suuruse muutmist, silmade liikuvust jne). Nägemisvälja heledusjaotus mõjutab ka nägemismugavust. Selle tõttu tuleb vältida - liiga suuri heledusi, mis võivad suurendada räigust, - liiga suuri heleduskontraste, mis võivad silmi pideva ümberadapteerumise tõttu väsitada, - liiga väikesi heledusi ja liiga väikesi heleduskontraste, mis teevad töökeskkonna tuimaks ega stimuleeri töötegemist. Tähtsad on kõigi pindade heledused; viimased sõltuvad pindade peegeldusteguritest ja valgustustihedustest. Valgustustihedus ja selle jaotus nii töö- kui ka ümbruspiirkonnas mõjutavad suurel määral inimese nägemisülesande käsitamise ja täitmise kiirust, ohutust ja mugavust. Sõltumata valgustuspaigaldise vanusest ja seisundist ei tohi keskmine valgustustihedus ühegi nägemisülesande jaoks langeda alla jaotises 5 esitatud väärtuste. Viimased kehtivad normaalsete nägemisolude korral ja arvestavad psühhofüsioloogilisi aspekte nagu nt. nägemismugavust ja heaolu, nägemisülesandega määratud nõudeid, nägemisergonoomikat, praktilisi kogemusi, ohutust, majanduslikkust. Piirkondades, kus töötajad kestvalt viibivad, ei tohi valgustustiheduse hooldeväärtus olla alla 200 lx Lähiümbruspiirkonna valgustustihedus peab vastama tööpiirkonna valgustustihedusele ja tagama nägemisvälja hästi tasakaalustatud heledusjaotuse. Suured valgustustiheduse erinevused tööpiirkonna ümbruses võivad põhjustada nägemisstressi ja diskomforti. Lähiümbruspiirkonna valgustustihedus võib olla väiksem kui tööpiirkonna oma, kuid ei tohi olla väiksem kui tabeli 1 vastaval real esitatud väärtus. Tööpiirkond peab olema valgustatud nii ühtlaselt kui võimalik. Valgustustiheduse ühtlus tööpiirkonnas ega lähiümbruspiirkonnas ei tohi olla väiksem kui tabelis 1 näidatu. EE märkus. Liigheledate laikude vältimiseks tuleb soovitada, et tööpiirkonna suurima ja keskmise valgustustiheduse suhe ei oleks suurem kui 1,4. Räigus on aisting, mida kutsuvad esile nägemisvälja heledad alad; see võib avalduda kas diskomfort- või pimestusräigusena. Et vältida vigu, väsimust ja õnnetusi, on tähtis, et räigus oleks piiratud. Märkus. Eriti hoolikalt tuleb räigust vältida, kui nägemissuund on rõhttasandist ülespoole.

22 Sisevalgustuspaigaldistes tuleb valgustite otsest diskomforträigust hinnata Rahvusvahelise Valgustuskomisjoni (Commission Internationale de l Éclairage, CIE) ühtse räigusteguri UGR (Unified Glare Rating) tabelmeetodi abil. Kõik eeldused, millel põhineb teguri UGR arvutus, peavad olema esitatud arvutusdokumentatsioonis. Valgustuspaigaldises ei tohi UGR väärtus olla suurem kui jaotises 5 esitatu. Suure heledusega peegeldused nägemisülesande täitmise alas mõjutavad nähtavust enamasti kahjulikul viisil. Loorpeegeldusi ja peegeldusräigust saab vältida või vähendada - valgustite ja tööpaikade sobiva paigutusega, - pinnaviimistlusega (mattide pindadega), - valgustite heleduse piiramisega, - valgustite heledate osade mõõtmete suurendamisega, - heledate lagede ja seintega. Nägemisülesande valgustamine suundvalgusega võib mõjutada ka nähtavust. Varjumoodustus on haju- ja suundvalguse sobivas vahekorras kasutamine. See on peaaegu kõigi siseruumide valguskvaliteedi oluline tunnus. Valgustus ei tohi aga olla liiga tugevalt suunatud ega tekitada teravaid varjusid. Ta ei tohi olla ka liiga hajutatud, sest siis läheks varjumoodustusefekt üleni kaduma ja tekiks väga tuim valguskliima. Kindlast suunast tulev valgus võib esile tõsta nägemisülesande selliseid peensusi, mis nende nähtavust parandavad ja töö sooritamist hõlbustavad. Tuleb aga vältida loorpeegeldusi ja peegeldusräigust. 4.6 Värvi aspektid Ligikaudu valget valgust andva lambi värvikvaliteeti iseloomustavad kaks tunnust: - lambi enda valguse näiv värv, - lambi värviesitusomadused, mis mõjutavad lambi poolt valgustatavate esemete ja inimeste värviilmingut Valguse värv Lambi valgusvärv on määratud lambist kiirguva valguse värvitooniga. Viimast saab kirjeldada lähima värvsustemperatuuri (TCP) kaudu. Värvitoon Lähim värvsustemperatuur Soe alla 3300 Vahepealne 3300 kuni 5300 Külm üle 5300 Valguse värvi valik on peaasjalikult psühholoogia ja esteetika küsimus ning sõltub sellest, mida lugeda loomulikuks. Valik sõltub valgustustihedusest, ruumi ja mööbli värvidest, ümbruskliimast ja kasutusalast. Soojemates kliimavööndites eelistatakse üldiselt valguse jahedamat, külmas kliimas aga enamasti soojemat värvitooni.

23 4.6.2 Värviesitus Valgusallika värviesitusomaduste objektiivseks kirjeldamiseks on kasutusele võetud värviesituse üldindeks R a, mille suurim võimalik väärtus on 100. Värviesituse kvaliteedi vähenemisel indeks R a väheneb. Lampe, mille värviesitusindeks on alla 80, ei tohiks kasutada neis ruumides, milles inimesed kestvalt töötavad või viibivad. Eranditeks võivad olla mõned tööliigid või töökohad, nt kõrgruumid. Nende erandite korral tuleb kasutada sobivaid meetmeid, et pideva töö paikadel ja kohtades, kus tuleb eristada ohutusvärve, oleks tagatud kõrgema värviesitusindeksiga valgustus. 4.7 Värelus ja stroboskoopnähtus Valguse värelus põhjustab ärritust ja võib esile kutsuda haiguslikke füsioloogilisi nähtusi (nt peavalu). Stroboskoopnähtus võib esile kutsuda ohtlikke olukordi, kuna selle tõttu võidakse masinaosade pöörlevat või kulgliikumist näha valesti. Valgustussüsteemid tuleb projekteerida selliselt, et valguse värelus ja stroboskoopnähtus oleksid välditud. 4.8 Hooldetegur Valgustuspaigaldise projekteerimisel tuleb arvestada hooldetegurit, mis on määratud kasutatavate valgustusvahenditega, ruumi keskkonnaga ja kindla hoolduskavaga. Soovitatavad valgustustasemed on iga ülesande jaoks esitatud valgustustiheduse hooldeväärtustena. Hooldetegur sõltub lampide, liiteseadiste, valgustite ja ümbruse hooldeomadustest ning hoolduse korraldusest. EE märkus. Hooldetegur on valgustustiheduse hooldeväärtuse ja algväärtuse (vastvalminud ning sisustatud valgustuspaigaldises tekitatava väärtuse) suhe. Hooldetegur langeb sisuliselt kokku varem valgustuspaigaldiste projekteerimisel kasutatud oskussõnaga vähendustegur. Hooldetegurit saab avaldada korrutisena K H = K L K V K R, milles tegur K L arvestab lampide valgusvoo vähenemist, K V lampide ja valgusti mustumist ja K R ruumi valgustpeegeldavate pindade peegeldustegurite vähenemist hooldevahemiku jooksul. Projekteerija peab nii hooldeteguri väärtuse kui ka selle määramise aluseks olnud eeldused projektis ära näitama, - valima ruumi kasutusotstarbele vastavad valgustusseadmed, - koostama üksikasjalise hoolduskava, milles on näidatud nii lampide vahetamise kui ka valgustite ja ruumi puhastamise sagedus ning puhastamisviis Energiakaalutlused Valgustuspaigaldis peab täitma kindla ruumipiirkonna valgustusnõuded ilma energia ülemäärase kuluta. Seejuures on aga tähtis, et üksnes energiakulu vähendamise eesmärgil ei halvendataks valgustuspaigaldisele esitatavate nägemisnõuete täitmist. See nõuab sobivate valgustussüsteemide ja -vahendite ettenägemist, valguse reguleerimist ja võimalust mööda ka päevavalguse kasutamist.

24 4.10 Kuvaritöökohtade valgustus Üldnõuded Kuvaritööpaikade valgustus peab vastama kõigile ülesannetele, mida nendel tööpaikadel täidetakse, nt kuvari ja trükiteksti lugemisele, kirjutamisele, klaviatuuri kasutamisele. Kuvari ja mõnikord ka klaviatuuri kasutamist võivad mõjutada peegeldused, mis põhjustavad pimestus- ja diskomforträigust. Seetõttu tuleb valgustid valida ja paigutada selliselt, et nad ei saaks tekitada liiga heledaid peegeldusi. Projekteerija peab kindlaks tegema häireid esilekutsuva paigalduspiirkonna ja valima seadmed ja nende paigutuse selliselt, et häirivaid peegeldusi ei tekiks Allasuunatud valgusvooga valgustite lubatav heledus Käesolev jaotis käsitleb nende valgustite lubatavat heledust, mis võiksid peegelduda normaalse vaatlussuuna jaoks ettenähtud kuvari ekraanilt. Tabelis on esitatud valgustite lubatav keskmine heledus püstsuunast mõõdetava nurga all 65 või enam, radiaalselt ümber valgusti, mis on ette nähtud kuvaritööpaiga valgustamiseks kuvari ekraani püstasendi või kuni 15 suuruse kalde korral. Märkus. Mõnedel eritööpaikadel, nt muudetava kaldega, puutele reageeriva kuvari kasutamisel, tuleb heleduse piiramise nõudeid rakendada alates väiksematest püstsuunast mõõdetavatest nurkadest (nt alates nurgast 55 ). EE märkus. Ülalnimetatud nurka, millest alates heleduse piiramise nõudeid rakendatakse (ingl cut-off angle), võib eesti keeles nimetada ahendatud avarusnurgaks. Ekraani klass ISO järgi I II III Ekraani kvaliteet Kõrge Kesk-mine Madal Ekraanilt peegelduda võiva valgusti enimalt lubatav keskmine heledus 1000 cd/m cd/m 2 6 Kontrollitoimingud Valgustustiheduse kontrollmõõtmisel tuleb kasutada mõõtepunktide rastrit, mis peab kokku langema valgustuspaigaldise projekteerimisel kasutatud rastriga. Edasistel kordusmõõtmistel tuleb kasutada samu mõõtepunkte. Mingiks tööks vajalikku valgustustihedust tuleb kontrollida selle töö tööpinnal. Märkus. Valgustustiheduse kontrollmõõtmisel tuleb tähelepanu pöörata kalibreeritud mõõteriistade kasutamisele, lampide ja valgustite vastavusele nende kohta avaldatud andmetega, projekteerimisel peegeldustegurite jne kohta tehtud eelduste vastavusele tegeliku olukorraga. EE märkus. Oluline on, et mõõteriistade kalibreering oleks kehtiv ja et ruum, milles valgustust kontrollitakse, oleks normaalses tööolukorras. Mõõteandmete järgi tuleb arvutada valgustustiheduse keskväärtus ja ühtlus, mis ei tohi olla väiksemad kui vastavalt jaotises 5 ja tabelis 1 esitatud väärtused.

25 Valgustite tootja peab esitama tabelmeetodil toimuva projekteerimise tarbeks vajalikud UGR väärtused, nagu see on kirjeldatud Rahvusvahelise Valgustuskomisjoni (CIE) publikatsioonis 117. Tootjad, kelle UGR-tabelid on koostatud valgustite teistsuguste vahekauguse ja kõrguse jagatiste jaoks kui nimetatud publikatsioonis esitatud, peavad selle selgelt ära näitama. Kontrollimisel tuleb võrrelda valgustite paigutust ja pindade peegeldusomadusi projektis esitatud andmetega. Valgustuspaigaldis peab vastama projekteerimisel eeldatud väärtustele. Projektis ettenähtud lampide kohta peab lampide tootja esitama usaldatavad andmed värviesitusindeksi R a väärtuse kohta. Kontrollimisel tuleb lampe võrrelda projektis ettenähtutega. Lambid peavad vastama projektdokumentatsioonile. Valgusti valgustandvate osade keskmine heledus tuleb mõõta või arvutada C-tasandis 15- kraadiliste intervallidega alates püstsuunast (0?) ning fotomeetrilistel vertikaalnurkadel (?- nurkadel) 65?, 75? ja 85?. Tavaliselt peab valgusti tootja esitama need andmed lambi või valgusti suurima nimivalgusvoo korral.

26 Valgustuse projekteerimine ja valmisehitatud valgustuspaigaldise mõõtmine. Projekteerimiseks vajalikud lähteandmed - Valgustatava ruumi parameetrid - Valgustatava ruumi otstarve, normid - Mööbli ja töökohtade paigutus - Ruumis kasutatavad värvitoonid - Ruumipindade peegeldustegurid - Erisoovid Hästi projekteeritud valgustusprojekt aitab kaasa: - elektrienergia efektiivsele kasutamisele - töökoha turvalisusele - töökvaliteedi ja tööviljakuse tõusule - töötaja tervist rikkumata Valgustuspaigaldise mõõtmine (uue standardiprojekti alusel): 3. Mõõdetavad suurused Standard käsitleb järgmiste suuruste mõõtmist või kindlakstegemist: - tasandiline valgustustihedus E, - valgustustiheduse ühtlus g, - heledus L, - ühtne diskomforditegur UGR, - räigustegur, - peegeldustegur hajutatud (difuusse) langeva valguse korral, - valgusti kaitsenurk α, - valgustuspaigaldise toitepinge mõõtmise ajal, - luminofoorlampvalgustite ümbruse temperatuur, - valguse värv ja valgustite värviesitusindeks. 5. Mõõtmiste ettevalmistamine 5.1. Üldist Enne valgustuspaigaldise mõõtmisele asumist on otstarbekohane kindlaks teha - ruumi mõõtmed (plaan ja lõige) ning sisustus, - ruumi või selles tehtava töö liik, - erinõuetega tööpaikade ja ohtlike paikade andmed, - õhkjahutusega valgustite korral - kliimaseadme talitlusseisund, - mõõdetavad suurused, - mõõtepunktide asukohad, - ruumi vanus, viimase uuendamise aeg ja üldseisund, sealhulgas lae ja seinte mustumisaste, - projektdokumentatsiooni olemasolu Valgustuspaigaldis Valgustuspaigaldise kohta tuleb kindlaks teha - valgustite paigutus, - lampide liik (tootja, tüübitähis, nimivõimsus ja nimivalgusvoog),

27 - valgustite liik (tootja, tüübitähis, optiline kasutegur, valgustugevusjaotus), -- valgustuspaigaldise üldseisund, sealhulgas viimase puhastuse ja lampide viimase vahetamise aeg, lampide ja valgustite mustumise hinnang, - paigaldise kasutuselevõtu aeg, - projektdokumentatsiooni ja hoolduskava olemasolu. 10. Mõõteprotokoll Mõõteprotokoll peab sisaldama järgmisi andmeid: - ehitise ja ruumi, milles mõõtmised läbi viidi, täpne nimetus; - mõõtja nimi ja tööalased andmed; - mõõtmise kuupäev ja kellaaeg;. - kasutatud mõõteriistade täpsed andmed (sealhulgas täpsusklass 4.1 järgi); - mõõdetava ruumi põhiplaan ja tarbe korral ka lõige koos pealejoonestatud mõõterastriga ja - töökoha mõõtepunktidega; tööpiirkonna valgustustiheduse mõõtepunktid; lisaandmed muude suuruste mõõtmise korral; - ruumi pikkus, laius ja kõrgus; - lampide ja valgustite andmed; valgustite paigutus; - mõõtetulemused jaotise 7 järgi; - võrgupinge mõõtmiste ajal ja kasutatud korrektuuritegurid; - temperatuur mõõtmiste ajal; - mõõtmise eripärasused (kui neid on); - mõõdetud väärtuste võrdlus nõutavate või lubatavatega; - mõõteriistade mõõtevea arvestamine; - allkiri ja kuupäev.

28 Valgustuse juhtimine Miks on vaja valgustust juhtida? - et hoida kokku elektrienergiat l- uua konkreetseks tööks või miljööks vajalikud valgustustingimused Energiatootmisel eraldub keskkonda: - süsihappegaasi, metaani, lämmastikoksiidi - kasvuhooneefekt! - vääveldioksiidi ja elavhõbeda saastaineid - happevihmad! Luminofoorlampide tootmisel kasutatakse toorainena alumiiniumi, soodaklaasi, niklit,, nikeldatud rauda, volframit, argooni, elavhõbedat. Luminofoorained sisaldavad mitmesuguseid ühendeid. Roheline valgus saadakse näiteks tseeriumi ja terbiumi abil aktiveeritudmagneesiumaluminaadist, punast valgust euroopiumiga aktiveeritud ütriumoksiidist. Keskkonna jaoks kahjulikem aine on aga elavhõbe. Rasked metallid, s.h. elavhõbe, on maapinnal haruldased, mistõttu elusorganismid taluvad geneetiliselt vaid väga tühiseid doose. Mikroorganismid muudavad elavhõbeda sageli metüülelavhõbedaks, mis satub toitumisketi kaudu kõrgematesse organismidesse. Elavhõbe mõjutab kesknärvisüsteemi ja viljakust. Tehisvalgustuse automaatne juhtimine võimaldab energiakulusid kokku hoida vahemikus %. Valgustuse juhtimissüsteemid, mis hoiavad ruumis horisontaalse valgustustiheduse konstantsena, nõuavad luminofoorvalgustitesse päevavalguse muutustele kiirelt reageerivaid kõrgsagedusmuundureid. Juhtimine analoogsignaali abil: Analoogsignaaliga juhtimine pingel 1-10 V võimaldab valgustuse reguleerimist 3(5) % Liiteseadis peab vastama analoogjuhtimissüsteemile! Käsitsi juhtimine juhtimisnupu abil: Valgus kustub pinge katkestamisel. Juhtimisahela C0 - C1 sulgemisel on valgustus minimaaltasemel.

29 Juhtimine päevavalgusanduri abil. Digitaalsignaali abil valgustuse juhtimine Digitaalne timmimisväärtus Elektrienergia kulu % Suhteline valgusvoo tase % Timmimistase % - DSI (digitaalne 8bitine signaal), 255 juhtimiskäsklust, - Kaitse signaali müra vastu Müra Analog 1-10V Müra kõrge madal I 0 I I 0 I 0 I

30 DSI liiteseadis I00II00I PCA I00II00I PCA I00II00I PCA 1-10V liiteseadis 6,0V analoog 5,9V analoo 5,5V analoog EVG g EVG EVG Digitaalne juhtimine: kahesuunaline suhtlemine DALI/ DSI liiteseadis I00II00I PCA 1-10V rakendus 1-10V 1-10V DSI rakendus 4PCA 5 6 4PCA 5 6

31 Juhtimine impulsslülitiga: Konstantse valgustuse hoidmine Mitme valgusti juhtimine ühe anduriga (sel juhul ei toimi analoogjuhtimine):

32 Juhtimismoodul SmartDIM SM: 25 DSI seadet SmartDIM SM töö ilma valgusandurita Juhtimine toimub impulsslüliti abil Juhtimismooduli mälu hoiab meeles viimase valgustustaseme enne valgustuse välja lülitamist. Kui väline andur puudub:

33 SmartDIM SM: 25 DSI seadet PCA ECO baasil suuremad skeemid: Digitaalne DSI- Moodu l ModularDIM:

34

35 DALI DALI - Digital Addressable Lighting Interface - on digitaalsel juhtimisel põhinev intelligentne valgustuse juhtimissüsteem, mis annab igale valgustile oma aadressi ning võimaldab neist igaüht juhtida vastavalt vajadusele, kasutades juhtimiseks vaid eraldi kahesuunalist digitaalsignaali edastavat juhet. DALI töötati välja firmas Helvar algselt DBI (Digital Ballast Interface) nime all. Täna on DALI standard Euroopa liiteseadiste standardis EN60929 Annex E all ning erinevate tootjate tooted peavad omavahel ühilduma, s.t. suhtlema DALI - protokollis. DALI - süsteemi on lihtne paigaldada. Valgustites kasutatakse intelligentseid liiteseadiseid one4all, milla juhtimine toimub digitaalkoodi abil. Sõltumata valgustite asukohast saab soovitud valgustusstsenaariumi väga täpselt ära määratleda. Süsteem ei vaja pealüliteid. SISSE / VÄLJA lülitamise eest hoolitseb BUS-süsteem. Ühest juhtimisliinist piisab kuni 64 valgusti juhtimiseks. Juhtimisliin ühendatakse vahetult valgustitele, samasse juhtimisahelasse võib ühendada ka kohaloleku-, päevavalgus- ja liikumisandurid. Igal DALI-süsteemi seadmel on oma aadress. Kuigi juhtimisliin on üks, saab läbi sama juhtimisliini moodustada samade valgustitega erinevaid juhtimisgruppe. Valgustustase defineeritakse DALI - teadetes kasutades 8 - bitist numbrit, kus väärtus 0 tähendab, et valgusti ei ole sisse lülitatud, 1 - valgustuse taset 0,1 % jne. DALI tööpinge on 9,5-22,4 V, süsteemi vool max. 250 ma, andmete edastamise kiirus 1200 Baud. Kaabli maksimaalne pikkus kuni 300 m (1,5 m 2 ). Nii valgustite toitekaabliteks kui juhtimisliinideks kasutada tugevvoolu juhtmestikku! Ühes kaablis võivad olla nii valgustite toite- kui juhtimisahelad. Dali ülevaade - Juhtimisahel ei vaja polaarsust (2 - juhtme süsteem) - Võib kasutada olemasolevat juhtmestikku - Puuduvad interferentsist tulenevad häired - Igat seadist saab eraldi kontrollida-juhtida (aadressid) - Grupid defineeritakse rakenduse paigalduse käigus - DALI-liiteseadised võivad samal ajal olla erinevate gruppide liikmeteks - Informatsioon erinevate valgustusstsenaariumite ja gruppide kohta on salvestatud liiteseadistesse - Informatsioon lampide seisundist (Lamp on sees/väljas, jooksev timmimistase, lambi tõrge) - Detailne informatsioon timmimiskiirusest ja milline stsenaarium on ette nähtud süsteemi tõrke korral. - Kõik liiteseadised saavad informatsiooni üheaegselt (stsenaariumid, grupid, tasemed) - Suurem timmimisvahemik - 0,1% kuni 100 %.

36 ComfortDIM: ComfortDIM seadmed: DALI TOUCHPANEL (puutepaneel) DALI PS / PS1 DALI GC DALI SC DALI SCI DALI DSI -> DALI DSI II DALI RM DALI DSI DALI-PS (toiteallikas): DALI-PS varustab DALI seadet (15VDC/200mA) LED teavitab tõrkest DALI juhtmestikus Paigaldus elektrikilbi standardrennile 35mm

37 DALI-GC (grupi kontrollija): Adresseerib ja paneb DALI -seadmed tööle Lisab ja kustutab gruppe Lülitab ja timmib 2 gruppi eraldi või broadcast nupule vajutades kõiki valgusteid korraga. DALI -süsteemi poolt toitega varustatud (6 ma) Grupinumbri sobitamine integreeritud pöördlülitiga Skeem 1-klahvilise impulsslüliti DALI-GC paigaldatakse seina impulsslülitiga ühte karpi: Sein Lüliti Lülitikarp DALI-SC (stsenaariumi kontrollija): - 4 valgustusstsenaariumi programmeerimine - 4 valgustusstsenaariumi esile kutsumine - DALI -süsteemi poolt toitega varustatud (6mA) - Stsenaariuminumbri sobitamine integreeritud pöördlülitiga DALI muundur DSI II: - kuni 25 seadet kummagi kanali kohta

38 - DALI - süsteemi poolt toitega varustatud - Kumbki kanal omaette DALI - süsteemi aadressiga DALI releemoodul DALI-RM : - erinevate elektriliste seadmete sisse / välja lülitamiseks DALI käskluste abil - 240V/4A - DALI - süsteemi poolt toitega varustatud - Adresseeritav DALI-SCI seeriaarvuti liides: - DALI-SCI kontrollib ja juhib kõiki DALI - liiteseadiseid mistahes arvutilt - iga windim iga varustatud arvuti muutub kasutajasõbralikuks valgustuse juhtimisseadmeks - Intelligentne kontseptsioon teeb võimalikuks kasutada mitut arvutit sama DALI -seadme piires DALI touchpanel (puutepaneel): - Vabalt konfigureeritav / erinevad standardkujundused - Mugav kasutus - Lihtne programmeerida - Modernne ja funktsionaalne disain - Valida saab paljude standardkujunduste vahel

39 - Läbi windim - i vabalt konfigureeritav Näidiskontor: ilp mm 2 Grupp 1 Grup Eraldatav vahesein Grup Näidisklass: 5-sooneline kaabel 5 x Elektrik

40 Lühikonspekt välisvalgustusest. pren :2003(E) 4.5. Valgussaaste Keskkonna tsoon Selgitus Näited E1 Oluliselt pimedad alad Rahvuspargid, loodusilu nautimisalad jms. E2 Madala heleduspiirkonnaga alad Põllumajandusalad või väikesed külad E3 Keskmise heleduspiirkonnaga alad Väikelinnade keskused või linna-alad E4 Suure heleduspiirkonnaga alad Öise aktiivse tegevusega linnakeskused Tabel 2 Maksimaalne välisvalgustuses lubatud valgussaaste Keskkonna tsoon Taevakuma ULR [max %] Enne keeluaega Valgus aknasse E v [lx] Peale keeluaega Enne keeluaega Valgusallika valgustugevus [kcd] Peale keeluaega Hoone heledus enne keeluaega cd/m 2 Keskm. heledus Max. heledus E , E ,5 0, E3 15, , E4 25, , ULR - Upward Light Ratio of the Installation - ülespoole suunatud valgus Põhjused valgustussaaste vähendamiseks Raisatud elektrienergia kulu vähendamine. Koos sellega väheneb ka elektrienegia tootmisel eralduvate kahjulike ainetega keskkonna saastamine. Valgustussaaste häirib ööloomade ja -lindude elu, segab rändlinde nende rändude ajal. Lennukite, laevade ja autode juhtimisel pimestava räiguse vähendamine, kuna räigus on sageli avarii põhjuseks. Vähendamaks kuritegevust. Hoidmaks suhteid naabrite vahel. Võimaldamaks imetleda ja uurida põnevat tähistaevast nii professionaalsetel kui harrastusastronoomidel. Võimalused valgustussaaste vähendamiseks Vältida valgustatavate objektide ülevalgustamist ja sellega kaasnevat elektrienergia raiskamist. Suunata valgustust õigesti, ainult valgustatavale objektile. Vähendada öisel ajal valgustatust miinimumini kui valgustust ei vajata turvakaalutlustel. Kasutada valgusteid, mis ei suunaks valgust taevasse. Valgustid tuleb paigaldada nii, et nad ei tekitaks räigust. 1

41 Äri- ja olmealade valgustustasemes peab olema selge piir. Kommertsvalgustuses kasutada efektiivsemaid valgusallikaid. Lõpetada äris valitsev võistlus eredam on parem. 30 min.peale äri sulgemist kustutada üleliigne valgustus jättes põlema ainult valvevalgustuse Nägemist mõjutavad pimedal ajal kontrastitundlikkus nägemisteravus tajukiirus, s.t. aeg, mille jooksul muutuvad ajas heledus, liikumiskiirus Nägemisteravus Kontrastitundlikkus varjud, värvid, detailid Adaptatsiooniheledus Keskmine heledus cd/m 2 Suhteline tundlikkus Adapteerumisaeg, min. 2

42 Umbes 0,5 x h kuni 1,0 x h Kõnnitee Valgusti Sõidusuund Sõidusuund Valgusti Kõnnitee Umbes 0,5 x h kuni 1,0 x h Lambi valgusvoo vähendamise võimalused öisel ajal. 3

43 ZRM U6L/T - võimsuslüliti (Tridonic) lülitab HS või HME lambi alati vähemalt 330 sekundiks täisvõimsusele (switch over time) Z ZRM U6M- Tridonicu juhtimisliinita digitaalne võimsuslüliti kuni 400W HME ja HSlampidele XX % 100 % D LA ZR N N L L ZRM U6M N 4