AYDINLATMANIN TEMEL PRENSİPLERİ. Prof. Dr. Sermin Onaygil İTÜ Enerji Enstitüsü

Transkript

1 AYDINLATMANIN TEMEL PRENSİPLERİ Prof. Dr. Sermin Onaygil İTÜ Enerji Enstitüsü

2 Işık nedir? IŞIKIK = ENERJİ Işık, görsel g duyarlılığ ığa a neden olabilen radyasyon enerjisi şeklinde tanımlanabilir. femtometre picometre nanometre micrometre millimetre metre 1 cosmic ray - ray gamma - X ray - 380nm U.V. I.R. GÖRÜLEBİLİR SPEKTRUM RADAR TV IŞIKIK 780nm mor mavi yeşil sarı kırmızı ELECTROMAGNET GNETİK DALGALAR

3 Spektral Duyarlık Göz z tüm t m radyasyonlara karşı aynı derecede duyarlı değildir. Max. duyarlık k 555 nm. dedir. 1 V(λ) V( ) violet VISIBLE SPECTRUM GÖRÜLEBİLİR R SPEKTRUM blue green yellow red 380 mor nm mavi yeşil 555 nm sarı kırmızı 780 nm 380 nm 555 nm 780 nm Gözün n spektral duyarlığı gözün n gündg ndüz (fotopik) görmesine g ait spektral duyarlık k eğrisi e ile açıklana klanır.

4 Renk SıcaklS caklığı SICAK 1550 K 3000 K SOĞUK 5000 K Renksel Geriverim Özelliği Spektroradyometrik Diyagram Yüksek Basınçlı Sodyum B. Güç Dalga Boyu nm

5 Renk sıcaklıkları Genel amaçlı aydınlatmada, lamba renkleri üç ana grupda toplanmıştır. 3300K den düşük ısı renkleri : sıcak beyaz renkli görünümlü (ww). 3300K ve 5000K arası ısı renkleri : orta (doğal) beyaz renkli görünüm (nw). 5000K den büyük ısı renkleri : günışığı beyaz renkli görünüm (tw).

6 Renksel geriverim. Işık kaynağı Eşdeğer ışık kaynağı 1 2? Renk benzerliği?? Renk benzerliği? 8? Renk benzerliği? Renk karşılaştırması : Benzer renk R a = 100 Farklı renk R a < 100

7 Lambaların renk sıcaklıkları ve renksel geriverimleri Renksel geriverim kategorileri C 6000 K 5000 C 5000 K Günışığı beyaz (tw) 4000 C_ 3000 C 4000 K Doğal beyaz (nw) _3000 K 2000 C_ 1000 C 2000 K _1000 K Sıcak beyaz (ww) < 40 0 C_ -273 C 0 K, Mutlak Sıfır Benzer renk ısıları, TC Renk geriverimleri

8 IŞIK AKISI Işık k akısı,, bir ışık k kaynağı ğının n birim zamanda yaydığı toplam ışık k miktarı ile ilgili bir kavramdır. r. IŞIK AKISI BİRİMİ : lumen (lm) veya: Işık k kaynağı ğından çıkan ve normal gözün g n gündg ndüz görmesine ait spektral duyarlık k eğrisine e göre g değerlendirilen erlendirilen enerji akısı olarak tanımlan mlanır.

9 Etkinlik Faktörü Işık k kaynaklarının şebekeden çektikleri güçg ile yaydıklar kları ışık akısı arasında sabit bir oran yoktur. Işık k Akısı Güç Bazı örnekler = ETKİNL NLİK K FAKTÖRÜ Lamba tipi BİRİMİ : lm/w Güç (W) Işık akısı (lm) Etkinlik faktörü (lm/w) Bisiklet farı Akkor telli lamba Flüoresan Yüksek basınçlı sodyum Alçak basınçlı sodyum Yüksek basınçlı civa Metal halojen

10 Işık Şiddeti Işık şiddeti, birim zamanda belli bir doğrultuda yayılan ışığın n yoğunlu unluğu u ile ilgilidir. veya inden veya: belli bir doğrultuda birim uzay açıa içinden yayılan ışık k akısı olarak da tanımlanabilir. UZAY AÇI IŞIK ŞİDDETİ BİRİMİ : kandela (cd) 1 candela = 1 lumen 1 steradyan

11 Aydınlık Düzeyi Aydınl nlık k düzeyi, d bir yüzeyin y birim alanına na birim zamanda düşen ışık k akısı miktarıdır. r. Tanım m olarak, aydınl nlık k düzeyid yüzeyin ışık akısının n o yüzeyin y alanına na bölümüne b eşittir. e AYDINLIK DÜZEYİ ALAN BİRİMİ : lux 1 lux = 1lumen 1m 2

12 Parıltı Parılt ltı,, yüzeyin y birim alanından ndan belli bir doğrultuda yayılan ışık şiddeti ile ilgili bir kavramdır. r. PARILTI BİRİMİ : kandela / metre kare (cd/m 2 ) Işık k yayan yüzey y kendisi ışık üreten bir lamba veya ışık k geçiren bir armatür r yüzeyi y gibi birincil ışık k kaynağı olabileceği i gibi, başka kaynaktan ulaşan an ışığı yansıtan ikincil bir ışık k kaynağı da olabilir. Aynı aydınl nlık k düzeyi d ile aydınlat nlatılmış olsalar bile, eğer e er yüzeyler y farklı yansıtma özelliklerine sahipse, parılt ltıları da farklı olacaktır.

13 Parıltı Örnekleri Flüores oresan lamba Ayın n yüzeyiy to cd/m cd/m 2 30 lux yapay Güneşin yüzeyiy aydınlatma altındaki yol yüzeyiy cd/m 2 2 cd/m 2

14 Aydınlatma kavramları Işık akısı Parıltı L Aydınlatma Şiddeti E Yüzey yansıtma çarpanı j

15 Işık Kaynakları (Lambalar) ENKANDESEN(Akkor Telli) DEŞARJ

16 Işık Kaynakları (Lambalar) ENKANDESEN DEŞARJ

17 DEŞARJ LAMBALARI GAZ BASINÇ GÖRÜNÜM Civa Alçak Civa Yüksek Civa + metal halojen Sodyum Yüksek Alçak Sodyum Yüksek

18 Enkandesen Tungst. hal. Flüoresan tüp Civa Metal halojen Alç. bas. sod. Yük. bas. sod. Endüksiyon Güç(W) Lm/W (saat) Ömür Renk T( K) Ra çeşitli ! Boyut ufak ufak uzun büy. ufak uzun büy. ufak Fiyat ucuz ucuz ucuz ucuz ucuz pahalı pahalı pahalı

19 EKONOMİK ÖMÜR İstatistiksel bakımdan değerlendirmeye yetecek sayıda lambadan oluşan bir aydınlatma tesisinde, 100 saat kullanmadan sonraki toplam ışık akısının lambaların kullanılmaz hale gelmeleri ve ışık akılarının azalmalarından dolayı yaklaşık % 30 değer kaybetmesi için geçen süredir.

20 ORTALAMA ÖMÜR İstatistiksel bakımdan değerlendirmeye yetecek sayıda lambadan oluşan bir aydınlatma tesisinde, normal şartlarda lambaların % 50 sinin kullanılmaz hale gelmesi için geçen süredir.

21 Lamba ömrüne bir örnek : saat Ömür Boyu Kullanılabilme Işık Akısı Azalması Lumen Kullanım Zaman (saat)

22 Lamba ömrüne bir örnek : saat Ömür Boyu Kullanılabilme Kullanım Işık Akısı Azalması Lumen Zaman (saat)

23 AYDINLATMA ARMATÜRLERİ Olması Gereken Özellikler : Çıplak lambanın ışık dağılım eğrisine kumanda etmek ve ona istenilen ışık dağılım eğrisi şeklini vermek, İçindeki lamba veya lambaların elektriksel bağlantılarını sağlamak, İçindeki ortam sıcaklığını, ışık kaynağının kararlı çalışması için gerekli olan düzeyde tutmak,

24 AYDINLATMA ARMATÜRLERİ Kamaşmayı önlemek, Olması mümkün her türlü değişik ortam koşulunda lamba ve aksamını korumak, Kolay tesis edilebilir ve bakım yapılabilir olmak, Estetik hislere ve konfor gereksinmesine yanıt vermek, Ekonomik olmak.

25 C-γ KOORDİNAT SİSTEMİ C=90 C Düzlemlerinin Dönme Ekseni =180 C=180 C=0 Axis of tilt Page : C-plane =0 C=270 C=90 C=180 C=0 C=270

26 Yol aydınlatma armatürünün ışık şiddeti tablosuna bir örnek

27 Yol aydınlatma armatürünün ışık dağılım eğrileri

28 Bir endüstriyel aydınlatma armatürünün ışık dağılım eğrisi

29 IŞIK DAĞILIM EĞRİLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI MC1 SON-T 70W Fluo 2x40w HPL-N 125w

30 ARMATÜRLERDE TOZ VE NEME KARŞI KORUMA (IP SINIFLANDIRMASI) Aydınlatma armatürleri yabancı cisimler, toz ve rutubete karşı koruma derecelerine göre IES standartlarına uygun IP(International Protection ) numaralarına göre sınıflandırılmaktadır. IP (X 1 ; X 2 ) birinci rakam yabancı cisim ve toz girişine ; ikinci rakam ise su sızdırmazlığına karşı koruma sınıfını ifade etmektedir.

31 TOZA KARŞI KORUMA RUTUBETE KARŞI KORUMA İlk Rakam Koruma Derecesi İkinci Rakam Koruma Derecesi 0 Korumasız 0 Korumasız 1 50 mm.den büyük çaplı katı cisimlere karşı 2 12 mm.den büyük çaplı katı cisimlere karşı mm.den büyük çaplı katı cisimlere karşı mm.den büyük çaplı katı cisimlere karşı 1 Su sızmalarına karşı 2 15º açıyla gelen su sızmalarına karşı 3 Su sıçratmalarına karşı 4 Su püskürtmelerine karşı 5 Toza karşı korumalı 5 Su jetlerine (hortum) karşı 6 Toz geçirmez 6 Ağır dalgalara karşı 7 Daldırma etkilerine karşı 8 Su altında kullanılabilir

32 Normal Endüktif Balastlara Göre YFEB ların Üstünlükleri ve Sakıncaları Lambanın vetümaydınlatma sisteminin etkinlik faktörünü artırır. Işık titreşimlerini ve stroboskobik olayları önler. Startere gerek kalmadan lambanın ani ateşlemesini sağlar. Lambaların ömrünüuzatır. Kompanzasyona gerek kalmayacak şekilde sistemin güç faktörünü yükseltir. Işık akısının istenilen oranda azaltılıp, çoğaltılmasına imkan tanır. Sıcaklık yükselmesi az olduğundan ısı kayıpları da azalır. Buna bağlı olarak soğutma giderleri ve yangın tehlikesi de azalır. Uğultu ve vızıltı gibi gürültülerin oluşması önlenir.

33 Normal Endüktif Balastlara Göre YFEB ların Üstünlükleri ve Sakıncaları Hafiftirler. Bu durum armatür ve tavan tasarımında kolaylık sağlar. Bir balastla iki lamba çalıştırılabilmesine olanak verir. Sistem doğru gerilimle de beslenebilir. Fakat sistem doğru gerilimle beslendiği zaman aynı gerilim kademesinde alternatif gerilimle beslenmesine göre vereceği ışık akısı %20 daha az olacaktır. Balast kayıpları genelde lamba gücünün %10 u kadardır (Normal balastlarda %20). Böylece aynı güçte %10 fazla ışık akısı veya aynı ışığı %10 daha az güç ile elde edebilmemiz mümkündür.

34 Işık Akısının Çevre Sıcaklığına Bağlı Değişimi Işık Akısı(%) MANYETİK BALASTLI FLÜORESAN LAMBA Sıcaklık( C)

35 Elektronik Balastlı Flüoresan Lambada Işık Akısının Sıcaklığa Bağlı Değişimi Işık Akısı (%) Sıcaklık( C)