Basisprincipes van licht en verlichting (2)

Transcriptie

1 Katern voor scholing, her- en bijscholing 1 inhoud Een uitgave van Intech Elektro & ICT en OTIB september 27 1 Basisprincipes van licht en verlichting (2) 5 Fotowedstrijd Zo moet het niet 6 Overzicht cursussen Elektrotechniek Basisprincipes van licht en verlichting (2) In het eerste deel van de serie over licht en verlichting kwamen de aard van het licht en daarmee het ontstaan van kleuren aan de orde, in dit deel worden de verschillen bij de lichtbronnen toegelicht. De opkomst van de elektrische stroomvoorziening, meer dan een eeuw geleden, zorgde voor een revolutie in de kunstmatige verlichting. De elektrisch opgewekte verlichting loste vanaf dat moment de vlam af als belangrijkste kunstmatige lichtbron. Sindsdien zijn er bij elektrische verlichting veel innovaties. Toen de eerste gloeilampen tegen het eind van de 19 e eeuw ontstonden, bedroeg het lichtrendement 1) precies 3 lm/w. Bij de huidige hoogvolt gloeilampen bedraagt het rendement ongeveer 14 lm/w. In de jaren dertig en veertig van de afgelopen eeuw steeg het lichtrendement met de gasontladings- en tl-lampen tot ongeveer 3 tot 35 lm/w. Dit betekende een forse stijging en tegenwoordig gelden tl-lampen met lichtrendementen tot 1 lm/w als de meest economische bronnen voor wit licht. Een van de laatste innovaties zijn lichtbronnen met lichtdioden (tabel 1). Gloeilampen Bij de op een na oudste soort elektrische verlichting, de gloeilamp (afbeelding 1), gaat elektrische stroom door een dunne, hoogohmige wolfraamdraad (of spiraal), waarbij de draad wordt verhit tot deze gloeit. Om de gloeidraad of het filament, dat de eigenlijke benaming is, te beschermen tegen oxidatie bevindt deze zich in een luchtledige glaskolf 1) Lichtrendement van een lichtbron = totale lichtstroom van een lichtbron (in lumen) ten opzichte van het -toege voerde elektrische vermogen (in watt) Capsuline PRO silver 12 V/2 W Spotline R63 Clickline (mains voltage) PAR 38 Economy Masterline TC 45 W Masterline ES 12 V/45 W 1. Voorbeelden van gloei- en halogeenlampen. of in een kolf met een zogenoemde inerte gasvulling (gewoonlijk een mix uit stikstof en argon). De verdamping van de wolfraamatomen van de gloeidraad zorgt ervoor dat na verloop van tijd de binnenkant van de kolf zwart wordt en maakt de gloeidraad steeds dunner tot deze op de zwakste plek breekt waarmee de levensduur van de lamp is be - eindigd. Gasontladingslampen Bij gasontladingslampen gaat de elektrische stroom door een gas tussen de beide elektroden, die aan de uiteinden van een gesloten glazen buis zijn aangebracht. Door de botsingen van vrije elektronen en gasatomen worden de gasatomen aangestoten en op een hoger energieniveau gebracht. Deze aangestoten atomen vallen vervolgens weer terug op hun natuurlijke energieniveau en geven daarbij de overtollige energie af in de Linear line PRO small 1 1

2 Basisprincipes van lichten verlichting (2) lamptype lichtstroom [lm] lichtrendement [lm/w] kleurtemperatuur [K] kleurweergaveindex Ra vermogen [W] gloeilamp/halogeen lagedruknatriumlamp hogedruknatriumlamp , 22, hogedrukkwiklamp , 4, tl , 3, 4, 65 compact tl , 3, 4, metaalhalogeen , 4, keramische metaalhalogeen , , 35, 7, 15, 25 led tot 5 3, 8 tot 95,1...3 Tabel 1. Kengetallen van enkele typische lichtbronnen vorm van straling. Daarbij worden de volgende klassen van lampen onderscheiden: Lagedruknatriumlampen (afkorting SOX) stralen het grootste deel van hun energie, het karakteristieke gele natriumlicht, uit in het zichtbare gebied van het spectrum met golflengten van 589, nm en 598,6 nm (afbeelding 2). Hier wordt de zichtbare straling onmiddellijk door de ontlading van natrium opgewekt. Bij de ontsteking lijken natriumlampen eerst roodachtig. Dit wordt veroorzaakt door neon, dat ook een bestanddeel is van de gasvulling en dient om het ontladingsproces op gang te brengen. Deze lampen moeten voorzien zijn van een zeer efficiënte warmte-isolatie, omdat ze uit zichzelf maar weinig warmte produceren. Het lichtrendement is hoger dan bij alle andere lampklassen (afbeelding 3). Hogedruknatriumlampen (afkorting SON) werken met een veel hogere gasdruk dan lagedruknatriumlampen, wat zorgt voor meer interatomaire wisselwerkingen en zo leidt tot een breder stralingsspectrum (afbeelding 4). Bij de white SON-lamp (SDW- T) gaat het om een natriumlamp die onder zeer hoge druk werkt. De karakteristieke gele straling wordt volledig geabsorbeerd het resultaat is een uitgesproken warmwit licht met een uitstekende weergave van rode, bruine en gele kleuraandelen. Tl-lampen (TL-D, TL-5 enzovoorts): bij de hoofdzakelijk voor algemene verlichting ingezette tl- respectievelijk compact tllampen gaat het in principe om een gasontladingslamp voor kwikdamp onder lage druk (afbeelding 5). De binnenkant Spectrale samenstelling (boven) en voorbeelden van lagedruknatriumlampen (rechts). 3. Ontwikkeling van het lichtrendement vanaf 197. lm/w van de ontladingsbuis is met een mengsel van fluorescentiepoeder (ook fosforen genoemd) bekleed om de onzichtbare ultraviolette straling, die ontstaat door de ontlading van de kwikdamp, in licht om te zetten. Omdat er een rijke variatie aan 5 tl halogeen gloeilamp SOX-E 18 W SOX-E 36 W SOX-E 35 W hogedrukkwik lagedruknatri - hogedruknatri- metaalhalo- compact tl fosforen is, zijn de lampen in een overeenkomstige keuze aan kwaliteitsklassen beschikbaar wat betreft lichtkleuren en kleurweergave. Hogedrukkwiklampen (HPL(N)) die werken bij een druk van 2 kpa tot 1.5 kpa, 1 2

3 Basisprincipes van lichten verlichting (2) Halogeengloeilamp Bij het streven om de verdamping van de gloeidraad te elimineren en daarmee de levensduur van gloeilampen te verlengen zijn diverse methoden ontwikkeld waarvan de wolfraam-halogeenlamp tot nu toe een van de succesvolste is. De vulling van deze gloeilamp bevat een halogeen (broom) dat zich met wolfraamatomen verbindt die door de verhitte gloeispiraal worden verdampt. Omdat de glaskolf van een dergelijke lamp zich veel dichter bij de gloeispiraal bevindt, daalt de temperatuur van de vulling niet onder 25 C en dat verhindert de condensatie van de verbinding. In plaats van zich op de binnenkant van de kolf af te zetten, beweegt de wolfraam-halogeenverbinding zich in een kringloop tot het wolfraam weer op de gloei - spiraal neerslaat. Bij de gloeispiraal wordt de verbinding wegens de daar heersende temperatuur van 2.8 C 3. C in haar bestanddelen verdeeld, de wolf raamatomen blijven op de gloeispiraal achter, de halogeenatomen worden in de gas vulling vrijgegeven en zo ontstaat een nieuwe halogeencyclus. In verband met het rela tief geringe volume en de 2 sterkte van de kwartswand werken halogeenlampen bij hoge druk, 15 waardoor de verdamping van de 1 gloeispiraal nog verder wordt gereduceerd. Dit maakt bovendien 5 hogere temperaturen mogelijk, wat een 45 procent hoger lichtrendement oplevert in vergelijking met gewone gloeilampen. Spectrale samenstelling *SDW-T 1 W Spectrale samenstelling (boven) en voorbeelden van hogedruknatriumlampen (rechts). SON 7 W SON-T PLUS 25 W SDW-TG 1 W (Mini WhiteSON) bevatten kwikdamp die in een kwartsontladingsbuis (ook burner genoemd) is opgesloten (afbeelding 6). Er is vastgesteld dat bij deze druk hoofdzakelijk straling binnen het zichtbare gebied van het spectrum wordt opgewekt (in tegenstelling tot de kwiklamp voor lage druk die hoofdzakelijk onzichtbare ultraviolette straling opwekt). De ontladingsbuis, die een blauwachtig wit licht uitstraalt, bevindt zich in een buitenkolf van glas. De binnenkant van deze buitenkolf kan met een fluorescentiepoeder worden bekleed dat dient hoofdzakelijk voor de opwekking van straling in het rode gebied. Op die manier kan de kleurweergave worden verbeterd. Metaalhalogeenlampen (MHN) ontwikkelden zich uit de hogedrukkwiklampen en wel door toevoeging van andere metalen aan het ontladingsgas in de vorm van halogeenzouten. Dit heeft geleid tot een aanzienlijke verbetering van het lichtrendement en de kleurweergave (afbeelding 7). Keramische metaalhalogeenlampen (CDM), een van de nieuwere ontwikkelingen (afbeelding 8), beschikken over een ontladingsbuis die niet uit kwartsglas maar uit een keramisch materiaal bestaat. Door de toepassing van keramisch materiaal werkt de lamp enerzijds met een hogere ontladingstemperatuur en anderzijds levert dat een stabielere burnergeometrie op. Beide hebben SDW-T 1 W (WhiteSON) gezorgd voor een aanzienlijke verbetering van de kleureigenschappen en de kleurstabiliteit gedurende de levensduur. 4 *LTD Spectrale samenstelling van een tl-lamp (boven) en voorbeelden van tl-lampen (midden) en compact tl-lampen (rechts). PL-Q Pro 16 W/835 2P PL-L 24 W/837 4P PL-L 36 W/84 4P TL D Super/8 36 W/83 TL D Super/8 36 W/84 TL D /9 de Luxe 36 W/95 TL D /9 de Luxe 36 W/965 TL 5 HE 35 W/827 TL 5 HO 54 W/83 TL 5 HO 24 W/94 TL 5 HO 24 W/965 PL-C 26 W/84/4P PL-C 42 W/827/4P PL E-T Professional 15 W PL-H 6 W/84/4P ECOTONE Ambiance Pro 9 W ECOTONE Ambiance 9 W QL 85 W Softone 6yr 1 3

4 Basisprincipes van lichten verlichting (2) Led vastestoflichtbronnen Een relatief nieuwe aanwinst op het gebied van verlichting zijn de vastestoflichtbronnen die zijn gebaseerd op de techniek van lichtgevende diodes (led s) (zie ook Impuls 2, december 26). Voor de productie worden zogenoemde halfgeleiderkristallen gebruikt. Bij de doorgang van elektrische stroom wekken deze monochromatische straling op (= straling met nagenoeg één golflengte, bijvoorbeeld die van de kleur rood). De led-techniek bestaat al vele jaren, maar op grond van het geringe rendement en de kleuring van het licht bestonden lange tijd slechts weinig toepassingsgebieden, zoals bij signaalaanduiding in bedienings- en storingspanelen en bij verkeerslichten. Ondertussen is het ook mogelijk met led s wit licht te maken wat nieuwe mogelijkheden biedt voor toepassingen bij accent- en algemene verlichting. De belangrijkste kenmerken zijn een lange levensduur, robuuste constructie, klein formaat en weinig onderhoud (afbeelding 9). Van huis uit kunnen led s uitsluitend monochromatische kleuren uitzenden. Dat betekent dat voor de 6 *HPL-Comfort HPL-R 125 W 6. Spectrale samenstelling (boven) en voorbeelden van hogedrukkwiklampen (onder). 2 *HPI-T 4 W MNH-SA 18 W 7. Spectrale samenstelling (boven) en voorbeelden van MNH-LA 2 W metaalhalogeenlampen (onder). HPI PLUS 25 W HPI T-PLUS 25 W HPL-N 125 W MNH-T 7 W MNH-TD 25 W *CDM W CDM-RIII 35 W/83 24 o 8. Spectrale samenstelling (boven) en voorbeelden van keramische metaalhalogeenlampen (rechts). CDM-T 35 W CDM-TC 7 W CDM-TD 15 W CDM-TP 7 W CDM-R PAR2 35 W opwekking van wit licht twee of meer kleuren met elkaar moeten worden gecombineerd. Een van de oplossingen om wit licht met led s te maken bestaat uit een optische menging van de afgegeven straling of door rode, groene en blauwe halfgeleiderchips samen te brengen in één enkele lichtdiode of door afzonderlijke, zeer dicht bij elkaar geplaatste rode, groene en blauwe led s. Een andere methode maakt gebruik van led s die blauw licht uitstralen en die voorzien zijn van een fosforlaag. Deze laag zet een deel van het blauwe licht om in langgolvig, zichtbaar licht en dat levert uiteindelijk samen wit licht op Spectrale samenstelling van een led (links) en voorbeelden van led s (rechts). Emitter Star Line Ring Star Star/O 1 4

5 fotowedstrijd overzicht cursussen Fotowedstrijd Zo moet het niet! Onder het motto 'Zo moet het niet' gaat Intech Elektro en ICT op zoek naar foto's van slecht of foutief uitgevoerde installaties. Inzenders van wie de foto's worden geplaatst in Intech kunnen rekenen op een technisch handboek van Isso ter waarde van maar liefst 245 euro. Het handboek bestaat uit twee delen en bevat ruim 1.4 pagina s aan technische kennis. Vermeldt u alstublieft kort en bondig welke fouten te zien zijn op de foto en uiteraard ook uw naam en adres. Mail of stuur uw foto's naar: Redactie Intech Elektro en ICT Zo moet het niet intech@groepvts.nl Postbus AD Zoetermeer Dit was een beveiliging van een generator. Waar is de afscherming? Deze verdeelkastjes hingen overal in het veld op de kwekerijen. Prijswinnaar van deze maand Bart Sarneel, engineer E bij GTI West Utiliteit in Capelle aan den IJssel, is deze maand de winnaar van de fotowedstrijd. Dit keer niet met foto s uit eigen land, maar uit Equador. Volgens de inzender kunnen ze in dat land nog een hoop leren van onze normcommissies. Sarneel ontvangt het handboek Installatietechniek van Isso. Van harte gefeliciteerd namens de redactie! Bijna alle verdelers in Equador ontberen afscherming. Dat geldt ook voor deze hoofdverdeler. Er zit wel een deur aan, maar die wordt niet gebruikt Tja, een dag zonder radio is niets, dan maar op deze manier aansluiten. Maatschappelijk verantwoord ondernemen Om op het actuele onderwerp MVO (maatschappelijk verantwoord ondernemen) in te kunnen spelen heeft OTIB in samenwerking met Uneto-VNI een cursus MVO ontwikkeld, genaamd MVO-Blikopener. Deze cursus is bedoeld voor leidinggevenden, bedrijfsleiders en ondernemers die belangstelling hebben in het onderwerp MVO en die strategische invloed kunnen uitoefenen in hun bedrijf. Door de cursus krijgt de ondernemer meer inzicht in het onderwerp MVO. Dit gebeurt door praktijkvoorbeelden en best practices. Zo krijgen ondernemers inzicht in de voordelen van MVO voor de interne en externe bedrijfsvoering. Deze voordelen uiten zich niet alleen in imago - verbetering, maar vooral ook in kostenbesparing, productiviteitsverhoging, verhoging van de arbeidstevredenheid en motivatie van de eigen medewerkers. Gedurende de cursus krijgt de cursist de kans zijn bedrijfsplannen te toetsen aan de meetlat van maatschappelijke verantwoordelijkheid. Verder zal hij de kans krijgen, onder andere via een aantal huiswerksessies, de doelstellingen van het bedrijf aan te passen zodat ze in lijn staan met het gedachtegoed van MVO. Inmiddels heeft een pilot van de cursus plaatsgehad en die is zeer succesvol verlopen. De aanwezige ondernemers hebben de cursus als zeer leerzaam ervaren. Zij gaven aan nieuwe ideeën te hebben opgedaan en een beter idee te hebben gekregen van de waarde van MVO. De cursus MVO-Blikopener is beschikbaar bij de OTIb cursusadministratie. De cursus neemt vijf dagdelen in beslag en wordt eens in de twee weken gegeven. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de cursusadministratie op , per e- mail cursusinfo@otib.nl of kijken op 1 5

6 onderwerp onderwerp onderwerp Cursusaanbod verlichting Er is een groot aantal cursussen op verlichtingsgebied. Een greep uit het aanbod. Basiscursus Verlichting 56 Voor wie? U bent werkzaam als leidinggevend monteur, werkvoorbereider, technicus of projectleider en wilt meer rendement uit het klanten- en fabrikantencontacten halen teneinde als vertrouwenspersoon te worden gezien binnen uw vak, met licht en verlichting in de praktijk beter te kunnen scoren en door kennis het zelfbewustzijn te versterken binnen het bedrijf. Lichtberekeningen en normen Lichtberekening Dialux Basis en CAD import/export, functie 571 Voor wie? (Aankomend) tekenaar, (leidinggevend) monteur, werkvoorbereider, technicus of projectleider. Lichtberekening Dialux Basis en CAD import/export, functie 572 Voor wie? (Aankomend) tekenaar, (leidinggevend) monteur, werkvoorbereider, technicus of projectleider. Verlichting Norm NEN-EN Binnenverlichting Energieprestatienormering (EPN) Voor wie? Ontwerper, projectleider en installateur. Waar? en cursussen.nen.nl Verlichting Applicaties Kantoren, Industrie, MKB-bedrijven en Energiebesparing Voor wie? U bent werkzaam als leidinggevend monteur, werkvoorbereider, Verlichting Applicaties Ondergrondse Ruimten, Parkeergarages en Agrarische Bedrijven Verlichting Applicaties Onderwijsgebouwen, Sportgebouwen, Sociale Instellingen en Ontwikkelingen LED Voor wie? leidinggevend monteur, werkvoorbereider, Verlichting Applicaties Winkels, Gezondheidszorg, Horeca en Culturele Gebouwen Verlichting Applicaties Projectmarketing, Berekenen en Meten van Verlichting, Norm NEN-EN en Nood- en Vluchtwegverlichting Noodverlichting en vluchtrouteaanduiding Voor wie? Monteur laagspanningsinstallaties. Waar? en Verkeer Verkeersmaatregelen (VM5) Voor wie? Voorbereidend, uitvoerend en toezichthoudend personeel. Waar? Lichtreclame en aanlichten gebouwen Neoninstallaties: montage en voorschriften Voor wie? Gediplomeerde VBMO elektrotechniek en medewerker installatiebedrijf. Waar? en LED Verlichting Voor wie? Constructeur lichtreclamebedrijf, monteur lichtreclamebedrijf en ontwerper lichtreclamebedrijf. en Verlichting Applicatie Woning & Tuin, Terreinen en het Aanlichten van Gebouwen 1 6