1 IŞIK ÜRETİMİ VE AYDINLATMA ARMATÜRLERİ
2 IŞIK ÜRETİMİ
Lambalarda ışık üretimi temel olarak iki yolla gerçekleşir. Termik yolla http://www.youtube.com/watch?v=7ipz4vdivbu Gazlar ve madeni buharlardaki deşarj sonucu. Deşarj sonucu oluşan ışımanın tamamı veya bir kısmı görünen dalga boylarında olup doğrudan ışık üretimi vardır. İkincisinde tamamı morötesi (UV-Ultraviole) dir. Burada morötesi ışınlar flüoresan maddeler yardımıyla görünen ışık dalga boylarına yani ışığa dönüştürülür. Buna lüminesan ışık üretimi denir. Temel ışık üretim metotlarına son 30 yılda elektriğin doğrudan ışığa dönüştürülmesi olan elektro lüminesan ışık üretimi eklenmiştir. Işık yayan diyotlar (LED) bu şekilde ışık 3 üretirler.
Elektrik Ampulleri Akkor Telli Lambalar Lüminesan Lambaları Akkor (Enkandesant) Halojen (Metal Tuzu) Elekronik Uyarılmış Ampuller (ESL) Deşarj Ampulleri SSL(LED) Işık Yayan Diyotlar Floresan Ampuller Yüksek Yoğunluklu Deşarj Ampulleri (HID) Incandescent Lamp: Akkor telli lambalar Incandescent: Akkor Halojen: Metal tuzu Luminescent Lamps: Flüoresan ampuller ESL: Elektronik uyarılmış lambalar Discharge: Deşarj Fluorescent: Flüoresan HID: Yüksek yoğunluklu deşarj lambası SSL (LED): Işık yayan diyotlar 4
Biyolüminesans ışık örnekleri Yakamoz ve Ateş böcekleri 5
Ampuller Elektrik enerjisini ışığa çevirmek için kullanılan aydınlatma gereçlerini temel olarak üç grupta toplayabiliriz. Akkor flamanlı ampuller Normal akkor flamanlı (telli) ampuller Halojen akkor flamanlı (telli) ampuller Flüoresan ampuller Normal flüoresan ampuller Kompakt flüoresan ampuller Gazlı deşarjlı ampuller Civa buharlı deşarjlı ampuller Sodyum buharlı deşarjlı ampuller Neon ampuller Metal hâlide ampuller 6
Termik ışık üretimi, katı cisimlerin kızgın duruma geldiklerinde ışık yayması esasına dayanır. Deşarja dayanan ışık üretiminde, uyarılmış atom ve molekülerin temel durumuna geçerken daha önce uyarılmak için aldıkları enerjiyi ışıma şeklinde geri vermelerine dayanır. Elektrolüminesan ışık üretimi, elektriğin doğrudan ışığa dönüştürülmesidir. Yapay aydınlatma lambalar ile gerçekleştirilir. Uygun bir lambada aranan özellikler şunlardır. Büyük etkinlik faktörü, Uzun ömür, ucuz fiyat, İşletmesinin basit olması, Büyük renk ayırt ettirme yeteneği, Biçiminin kompakt ve estetik çözümlere uygun olması, Aydınlatılacak yerin niteliğine ve aydınlık seviyesine bağlı olarak hoş bir ortam oluşturacak ışık rengine sahip olması 7
Akkor Flamanlı-Telli (Enkandesant) Lambalar Akkor flamanlı (telli) lambalar termik yolla ışık üretirler ve elektrik enerjisi ile çalışan en eski araçlardandır. Akkor Telli Ampul şekilleri 8
Üstünlükleri Bağlantısı kolaydır. Az yer kaplar. Anında ışık verir. Montaj maliyeti ucuzdur. Doğru akımda ve alternatif akımda kullanılabilir. Ampulün çalışma gerilimi değiştirilerek (dimmer anahtarla) ampulün ışık akısı ayarlanabilir. Kullanım alanı geniştir. Ortam sıcaklığından etkilenmez. Az kullanılan(yılda 500saatten az) tesisler için uygundur. Ampul sık sık yakılıp söndürülmeye uygundur. Sakıncaları Verimi düşüktür, ısınır. Ömrü kısadır (yaklaşık 1000 saat). Armatürsüz kullanıldığında göz kamaşmasına neden 9 olur.
Halojen akkor lambalar Halojen lambalar, geleneksel akkor lambalara oranla çok daha fazla ışıksal yeğinliğe ve renklerinin insan gözü tarafından özellikle iyi algılanabildiği daha beyaz bir ışığa sahiptir. Ayrıca Akkor ampullere oranla yaklaşık %20 daha fazla ışık verdiğinden ekonomiktirler. Özellikleri Halojen akkor flaman ampullerin cam tüplerinde kararma oluşmaz. Kararma oluşmadığı için ışık şiddeti zamanla sabit kalır. Bu ampuller vitrin aydınlatmasında, fotokopi makinelerinde, tarayıcılarda, taşıtlarda, projektörlerde kullanılır. Halojen ışığı, aydınlatılan objeler üzerinde büyüleyici parlak efektler oluşturur. 10
Halojen Ampul şekilleri 11
12
Flüoresan Lambalar (FL) Bu ampullerin cam tüpünün içi floresan maddeyle sıvanmıştır. Bu madde ampul içinde oluşan ultraviyole ışınları görülebilir ışığa çevirir. Floresan madde olarak silikatlar, fosfatlar ve wolfram bileşikleri kullanılır. Floresan ampullerin iki ucunda elektrotları taşıyan metal başlıklar bulunur. Başlıkların iç kısmında üzeri baryum oksitle kaplanmış wolfram elektrotları yer alır. Ampulün içinde ise civa buharı ve argon gazı mevcuttur. Uzun ve yuvarlak floresan ampuller devreye direkt olarak bağlanamazlar. Floresan lamba devresi floresan ampul, starter, soket, balast ve armatürden oluşur. Akkor telli lambalara göre daha az enerji harcarlar ve daha az sıcaklık yayarlar. Fazla ısı yaymadığı için değişik kumaş ve farklı malzemelerle daha estetik hale getirilebilir. 13
Üstünlükleri Kullanılışı ekonomiktir. Fazla ısınmaz. Yüksek aydınlıklar elde edilir. Armatürsüz kullanıldığında göz kamaştırmaz. Ömrü uzundur(yaklaşık 10000 saat). Sakıncaları Yardımcı araçlara ihtiyaç gösterir (balast,starter). Hemen ışık vermezler. Tesis maliyeti pahalıdır. Verdiği ışığa göre boyu büyüktür. Doğru ve iyi bağlantı yapılmadığı zaman ışığın titremesi ve stroboskopik (ışıksal görüntü yanılmalarını) etki görülür. 14
Flüoresan Ampul şekilleri 15
Kompakt Flüoresan Lambalar (CFL) Boyut olarak küçültülmüş, tasarruflu ve uzun ömürlü bu lambalar alışılagelmiş normal çubuk flüoresanlara iyi bir alternatiftir. Özellikle yatsı duvar ve tavan armatürleri, ayaklı armatürler, masa armatürleri ile tüm mekânlar ve özellikle de uzun ömür ve bağlantıda sürekliliğe çok önem verilen yerlerde kullanıma uygundurlar. Bu ampuller ışığın uzun süreli kullanıldığı ve çok sayıda ışık kaynağına ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılır. Özellikleri Standart şeffaf ampullere göre %80 daha az enerji harcarlar. Ömürleri uzundur (yaklaşık 5000 saat). Gerilim ve ısı değişiminden etkilenmezler. 16
LED (Işık Yayan) Diyot Işık yayan diyotlar, doğru yönde gerilim uygulandığı zaman ışıyan, diğer bir deyimle elektriksel enerjiyi ışık enerjisi haline dönüştüren özel katkı maddeli PN diyotlardır. Bu diyotlara, aşağıda yazılmış olduğu gibi, İngilizce adındaki kelimelerin ilk harfleri bir araya getirilerek LED (Light Emitting Diode; Işık yayan diyot) veya SSL (Solid State Lamps; Katı hal lambası) denir. LED diyot sembolü 17
Özellikleri Çalışma gerilimi 1,5-2,5V arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.) Çalışma akımı 10-20mA arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.) Uzun ömürlüdür. (ortalama 100.000-200.000 saat) Darbeye ve titreşime karşı dayanıklıdır. Kullanılacağı yere göre çubuk şeklinde veya dairesel yapılabilir. Çalışma zamanı çok kısadır. (nanosaniye) Diğer diyotlara göre doğru yöndeki direnci çok daha küçüktür. Işık yayan diyotların gövdeleri tamamen plastikten yapıldığı gibi, ışık çıkan kısmı optik mercek, diğer kısımları metal olarak da yapılır. 18
Organic light emitting diode (OLED) 19
20
21
NEDEN LED AMPUL? LED ampullerin standart ampullere kıyasla pek çok olumlu özelliği var. LED lambalarının doğrusal akışı, aydınlatılan alana doğrudan ışık alınmasını sağlayarak, tek tip aydınlatmayı büyük ölçüde arttırır ve ışık kaynakları arasında aydınlatılamayan karanlık alanları azaltır. Sonuç olarak, yayılan ışık optimum şekilde kullanılır ve enerji tüketimi ve ışık kirliliği azaltılır. Yüksek güçlü LED ışık kaynakları son derece verimlidir; konvansiyonel akkor ampuller ve sodyum (ve cıva) lambalarına kıyasla %50 ila 80, enerji tasarruflu lambalara kıyasla %10 ila 20 daha fazla tasarruf sağlar. Uzun kullanım ömürlerine bağlı olarak, LED lambalar sürekli hizmet kesintisinin önlenmesine, hasar ve değiştirme gerekliliğinin ortadan kalkmasına yardımcı olur ve bakımla ilgili olarak olağanüstü tasarruf sağlar. LED lambalar 50.000 saatten uzun kullanım ömrüne sahiptir, bu da günde ortalama 8 saat kullanılan bir lambanın kullanım ömrünün 17 yıl olması demektir. LED lambalar sıcaklıktaki büyük değişiklikler ve titreşime karşı daha dayanıklıdır, bu da kullanımda kesinti olmamasını sağlar. Yüksek odaklı LED optik sistemi, dış mekan veya açık alanlar için eşit parlaklık sağlayan düzenli huzme modeli sağlar. Göz kamaştırıcı flaş etkileri de üretmezler. Flüoresan lambalar veya sodyum lambaların aksine, LED lambalar hemen 22 devreye girer ve -30 ºC ye varan düşük sıcaklıklarda bile en iyi parlaklık ve renk seviyesine ulaşması için bir çalıştırma süresine ihtiyaç duymazlar.
LED aydınlatma Kullanım Yerleri Kabin altı aydınlatma Gömme aydınlatma Peyzaj aydınlatma Dolap aydınlatma Güvenlik aydınlatma Havuz aydınlatma Güvenlik aydınlatma Vurgu ve dekoratif aydınlatma 23
Neon Ampuller Neon ampuller dağıtım tablo ve panolarında sinyal lambası olarak kullanılır. Flamanları bulunmaz. Sadece iki elektrot birbirine yakın yerleştirilmiştir. Bu lambaların havası alınmış ve içerisine neon, helyum ve azot gazı doldurulmuştur. Bu lambaların çalışma gerilimi 220V ve 380V tur. 4-5mA gibi küçük akım çekerler. Güçleri ise 1W civarındadır. 24
25
Gazlı Deşarj Ampulleri Üstünlükleri Işık etkinliği fazladır. Ömrü uzundur (6000 9000saat). Kullanımı ucuzdur. Verimi yüksektir. Sarsıntı ve darbelere karşı dayanıklıdır. Sakıncaları Işık verme süresi uzundur (ısınması gerekir). Armatür bağlantısı zordur. Özellikle kırmızıya bakan renkleri göstermez. İlk tesisi pahalıdır. 26
Cıva Buharlı Ampuller Özellikle beyaz giysilerin bu ampulün altında parlak bir görünümün olması ultraviyole ışınlardan kaynaklanmaktadır. Üstünlükleri Işık etkinliği fazladır. Ömrü uzundur (6000 9000 saat). Kullanımı ucuzdur. Verimi yüksektir. Sarsıntı ve darbelere karşı dayanıklıdır. Sakıncaları Işık verme süresi uzundur (ısınması gerekir). Armatür bağlantısı zordur. Özellikle kırmızıya bakan renkleri göstermez. İlk tesisi pahalıdır. 27
Yüksek basınçlı cıva buharlı lambalar Lamba devresine anma gerilimi uygulandığı zaman (ki normal cıva buharlı lambalarda balast koruması ile) ana iki elektrot arası çok açık olduğu için elektrik deşarjı başlayamaz. Ancak 10-30K direnç ile diğer şebeke ucuna bağlı yardımcı elektrot ile ona yakın ana elektrot arasında deşarj başlar. Işık etkinliği fazladır. Güvenilir ışık kaynağıdırlar ve ekonomiktir. Işık renkleri temiz beyazdır. Sarsıntı ve çarpmaya karşı nispeten dayanıklıdırlar. Ani ısı değişimleri ve kısa gerilim yükselmelerine karşı dayanıklıdırlar ve uzun ömürlüdürler. Oldukça doğrultulu hüzmeler vermeye elverişlidirler. 28
29
Sodyum Buharlı Ampuller Üstünlükleri Işık etkinliği en fazla olan ampuldür. Uzun ömürlüdür (9000-12000 saat). Kullanımı ucuzdur. Verimi yüksektir. Sisli havalarda görüşe yardım eder. Sakıncaları İlk tesisi pahalıdır. Renklerin ayırt edilmesine olanak vermez. 30
Yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalar Cıva buharlı ampullerden daha sonra piyasaya çıktığından daha önce tesis edilmiş cıva buharlı armatürlerde hiçbir tesisat değişikliği yapılmadan kullanılabilirler. Bu türde özel lambalar yapılmıştır. Tüm bu özellikleri aşağıdaki başlıklarda toplayabiliriz: Işık etkinlikleri çok fazladır (130lm/watt) Altın sarısı renktedirler. Renkleri dengelidir. Uzun ömürlüdürler. Ateşleme süreleri kısadır. Işık akılarını ömürleri boyunca önemli ölçüde korurlar. Çok yönlü aydınlatma kaynaklarıdırlar. Ekonomiktirler. Genellikle fabrikalarda,iş yerlerinde, cadde, yüksek tavanlı yerlerde ve ekonomik ışığa ihtiyaç duyulan yerlerde, kullanılır. 31
Metal Hâlide Ampuller 32
33 IŞIK KAYNAKLARININ KARŞILAŞTIRILMASI
34
Akkor telli Kompakt flüoresan ve LED ampullerin karşılaştırılması 35
Aynı ışık akısına sahip ışık kaynaklarının karşılaştırılması Işık etkinliğine göre ışık kaynaklarının karşılaştırılması 36
Işık etkinliğine göre ışık kaynaklarının karşılaştırılması 37
Işık kaynaklarının ışık verimlerinin karşılaştırılması Işık kaynaklarının kullanım ömürleri 38
39
Avrupa Birliği Enerji Etiketleri Işık Kaynaklarının enerji tüketim karşılaştırılması A B C D E F G <%18 25 <%60 <%80% <%95% <%110 <%130 >%130 Lamba Teknolojisi LED lambalar Çıplak tüplü kompak flüoresan lambalar Ampul şekilli kompakt flüoresan lambalar Kızılötesi kaplamalı halojen lambaları Ksenon gaz dolu halogen lambalar, 230V 12-24V luk sıradan halojen lambalar 230V luk sıradan halojen lambalar Enkandesant (Akkor Flamanlı) Ampul Enerji Sınıfı A A A B B C C D F E G 40
41 AYDINLATMA ARMATÜRLERİ
Aydınlatma Armatürleri Aydınlatma armatürü yada ışıklık, bir elektrik ampulü yardımıyla yapay ışık oluşturmak için kullanılan bir elektrik cihazıdır. Bütün aydınlatma armatürleri bir tesisat gövdesine ve gerektiğinde değiştirilmesine izin veren ve lambayı tutan bir duya sahiptir. Güç kaynağı için tesisata bir elektrik bağlantısı gereklidir; kalıcı aydınlatma doğrudan kablolu, taşınabilir lambalar fişli olabilir. Armatür, ışığın yönlendirilmesi için yansıtıcılara (reflektör), ışığın yoğunluğunun ayarlanması için bir açıklığa (lensli yada lenssiz), lambayı koruma ve hizalamak için muhafaza yada dış kaplamaya, elektrik kaynağı yada balast gibi farklı özelliklere sahip olabilir. Özel ışık armatürlerinin pek çok çeşidi, otomotiv ışık endüstrisi, uzay boşluğu, denizcilik ve tıpta kullanım için oluşturulur. Taşınabilir ışık armatürleri, masa lambası gibi 42 armatürlerdir. Teknik terminolojide lamba, ışık ampulü olarak ifade edilen ışık kaynağıdır.
Armatür tipleri Chandelier: Avize Flush mount: Tavana monte Semi-Flush mount: Yarı tavana monte Pendant: Asılmış 43 Island lighting: Ada aydınlatma Recessed lighting: Gömme aydınlatma Track lighting: Ray aydınlatma
Armatür tipleri Chandelier: Avize Flush mount: Tavana monte Semi-Flush mount: Yarı tavana monte Pendant: Asılmış Island lighting: Ada aydınlatma Recessed lighting: Gömme aydınlatma Track lighting: Ray aydınlatma 44
Armatür için uygun lamba seçimi 45
Armatür (Işıklık) türleri Recessed cove fixture: Gömme kuyu armatür Indirect pendant: Endirek asılı Direnct/Indirect pendant: Direk/endirek asılı Recessed fluorescent: Gömme flüoresan Recessed can: Gömme kutu Wall wash: Duvar aydınlatma Wall sconce: Duvar apliği Under-cabinet lighting: Dolap altı aydınlatma Task lighting: Çalışma aydınlatması 46
Gömme kuyu aydınlatma Asılı direk aydınlatma Asılı endirek aydınlatma Gömme flüoresan 47
Duvar aydınlatma Gömme aydınlatma Duvar apliği Dolap altı aydınlatma 48
Tavan armatür örnekleri 49
Flush Recessed (Düz gömülü) Eyeball downlights (Gözküresi spot) 50
Adjustable (Ayarlanabilir) Pendant (Asılı) Reel (Makara) 51
Flush Light Panel (Düz Işık Panel) Flush Light Panel (Düz Işık Panel) Full Room Luminous Ceiling (Işık Tavanlı Bütün Oda) 52
Surface Mounted Luminaires (Yüzeye monte ışıklık) Track Lighting (Hat Aydınlatma) 53
Surface mounted fixture (Yüzeye monte armatür) Coffered light recessed (Gömme süslü ışık) Suspended Hanging (Askılı armatür) 54
Spot ve apliklerin ışık dağılımları 55 Dış aydınlatma armatür tipleri
KAYNAKLAR Muzaffer ÖZKAYA, Aydınlatma Tekniği, Birsen Yayınevi Adem ÜNAL, Aydınlatma Tasarımı ve Proje Uygulamaları, Birsen Yayınevi Volkan ERDEMİR, Aydınlatma Tekniği Ders Notları http://www.archtoolbox.com/materialssystems/electrical/lightfixtures.html www.wikipedia.org www.emo.org İlgili Şartname ve Yönetmelikler 56