دانلود مقاله لامپ ها

منابع نور در جهان پیرامون ما به دو نوع طبیعی و غیرطبیعی تقسیم‌بندی می‌شوند، منابع نور طبیعی شامل خورشید، ماه و ستارگان است و منابع غیرطبیعی شامل منابعی که با سوخت فسیلی و منابعی که با سوخت الکتریکی کار می‌کنند، می‌شود.

بحث ما روی همین منابع اخیر است.

1 لامپهای رشته‌دار یا التهابی (نور گرم)                 2 لامپهای تخلیه در گاز (نور سرد)

1 لامپهای التهابی: در این لامپها با عبور جریان برق از رشته فلزی درجه حرارت آن بالا می‌رود تا این رشته تشعشع کند.

به دلیل نقطه ذوب بالا و تبخیر کم، رشته فلزی این لامپها از جنس تنگستن است.

این رشته به صورت سیم مستقیم یا رشته مارپیچ یا رشته مارپیچ پیچیده و یا مارپیچ مضاعف ساخته می‌شود.

امتیاز اصلی این لامپها عدم نیاز به راه‌انداز (بالاست)، قیمت کم، طیف نوری عالی و کوچکی اندازه است.

انواع مختلف این لامپها عبارتند از:

الف لامپهای معمولی (GLS): در توانهای کمتر از 40 وات، بدلیل درجه حرارت کم رشته تنگستن درون حباب، داخل حباب خلأ بوده و در توانهای بالای 40 وات از گازهای خنثی استفاده می‌شود که اگر گاز داخل حباب گاز آرگن و ازت باشد لامپ نوع "D" است و اگر گاز داخل حباب کریپتون و ازت باشد نوع "K" خواهد بود.

ب لامپهای با منعکس کننده (شار جهت دار): در این لامپها، حباب داخلی با لایه فلزی از جنس آلومینیوم یا جیوه پوشیده می‌شود.

که به ترتیب به نامهای لامپ سنگی و لامپ کاسه جیوه‌ای موسوم‌اند.

ج لامپهای دکوراتیو: که به انواع شمعی، شمعی بلند، فانتزی، لینسترا، ویترینی و لوله‌ای تقسیم می‌شوند.

د لامپهای وسایل نقلیه: که به طور کلی یا از نوع با کاسه چراغ است یا خودش عمل کاسه چراغ را انجام می‌دهد و معمولاً سه کنتاکتی هستند که با داشتن دو نوع رشته نورانی، نور بالا و پائین را ایجاد می‌کنند.

ه لامپهای حرارتی: که برای خشک کردن در صنایع به کار می‌رود و نور مادون قرمز تولید می‌کند.

و لامپهای هالوژنه: در این لامپها به گاز داخل حباب مقداری هالوژن اضافه می‌گردد تا از تبخیر بیش از حدّ رشته تنگستن در توانهای بالا جلوگیری کند، عملکرد این لامپ اینطور است که در مجاورت حباب لامپ که درجه حرارت کمتر است (حداقل 250 درجه سانتیگراد)، تنگستن تبخیر شده و با ید ترکیب می‌شود و یدور تنگستن تولید می‌کند، در حوالی رشته که درجه حرارت بیشتری دارد یدور تنگستن تجزیه شده و تنگستن روی رشته می‌نشیند و تبخیر تنگستن مختل می‌شود.

برای داشتن حرارت 250 درجه در حوالی حباب، این لامپها را باریک و دراز می‌سازند، که به همین دلیل در بین مردم به لامپهای مدادی موسوم‌اند.

البته لامپهای هالوژن بادو کنتاکت در یک سرنیز وجود دارد که در بعضی پروژکتورها کاربرد دارد.

2) لامپهای تخلیه در گاز (HID): با عبور جریان برق از گازها اتمهای گاز تحریک شده و از خود نور ساطع می‌کنند.

این لامپها به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند اما اگر در اثر عبور جریان مستقیماً نورمرئی تولید شود، این لامپ‌ها یا بخار جیوه هستند یا بخار سدیم، اما اگر نور تولیدی نامرئی باشد و با تحریک یک جسم نور آن تبدیل به نور قابل رؤیت گردد اینگونه لامپ‌ها، لامپ فلورسنت نام دارند.

بطور کلی برای شروع تخلیه در همه این لامپها یک گاز کمکی در کنار سدیم یا جیوه مورد نیاز خواهد بود تا به شروع تخلیه الکتریکی کمک کند.

لامپ فلورسنت

پرکاربردترین لامپ تخلیه در گاز، اینگونه لامپها هستند، کاربرد این گونه لامپها در کنار لامپهای رشته‌ای نور بسیار مطلوبی را ایجاد خواهد نمود.

درون این لامپها مقداری جیوه بهمراه مقداری آرگن به عنوان گاز خنثی وجود دارد و حباب لامپ از داخل بوسیله فسفر پوشیده می‌شود.

چون در طول موج 2537/0 میکرون این لامپ بالاترین راندمان تبدیل نور غیرمرئی به مرئی را داراست پس باید از مقداری جیوه کم فشار استفاده کرد و برای اینکه فشار کم بماند، باید دما محدود باشد پس این لامپها را برای محدود کردن دما بصورت لوله‌ای شکل می‌سازند.

این لامپها به دو دسته کلی کاتد گرم و کاتد سرد تقسیم‌بندی می‌شوند.

لامپهای کاتد گرم در هر طرف دارای دو کنتاکت می‌باشند و لامپهای کاتد سرد در هر طرف دارای یک کنتاکت می‌باشند، و برای راه‌اندازی این لامپها برخلاف لامپهای کاتد گرم که گرم بودن کاتدها و ولتاژ زیاد مورد نیاز است، فقط ولتاژ زیاد مورد نیاز خواهد بود که بوسیله ترانسهای با پراکندگی زیاد ایجاد خواهد شد.

بهره‌نوری این لامپها حدود 50 لومن بر وات است و به رنگهای مختلفی ساخته می‌شود.

انواع مدارت لامپ فلورسنت

الف استارت با راه‌انداز براساس ولتاژ (Glow Starter): که در ابتدا استارت قطع بوده و با بسته شدن مدار، ولتاژی حدود 220 ولت دو سر استارت می‌افتد و استارت نیز که در کپسولی شیشه‌ای که از گاز هلیوم و هیدروژن پر شده قرار دارد، بدلیل همین و ولتاژ درونش تخلیه الکتریکی رخ می‌دهد و استارت که از بی‌متال ساخته شده بسته می‌شود و جریان را برقرار کرده و فیلمان‌های دو سر لامپ را گرم می‌کند و خود بی‌متال سرد می‌شود و به این ترتیب قوس الکتریکی بین دو سر لامپ ایجاد می‌شود و لامپ روشن می‌شود.

این استارتر دارای دو سر خروجی است و در هنگام روشن بودن لامپ از مدار خارج می‌شود و فقط در کاتد گرم به کار می‌رود.

ب استارت با راه‌اندازی براساس جریان (Thermal Starter): که در ابتدا استارت وصل بوده و با عبور جریان گرم می‌شود و قطع می‌کند.

این استارت چهارسر بوده و در هنگام کار نیز در مدار قرار دارد و فقط در کاتد گرم به کار می‌رود.

ج مدار رز نانس: که بوسیله رز نانس در مدار، ولتاژ بالای مورد نیاز را تولید می‌کند که در کاتد گرم مصرف می‌شود.

د با استفاده از ترانس با پراکندگی زیاد که هم در کاتد سرد و هم در کاتد گرم کاربرد دارد.

به طور کلی لامپهای فلورسنت دارای سه عیب عمده‌اند.

1) ایجاد پارازیت: که این عیب با گذاشتن یک خازن در حدود پیکوفاراد در دو سر استارتر قابل رفع است.

2) اثر استروبوسکوپی: چون لامپهای تخلیه در هر سیکل دوبار خاموش می‌شوند در مراکز صنعتی ممکن است مشکل‌ساز بوده و اجسام متحرک، ثابت به نظر برسند که به آن اثر استروبوسکوپی گفته می‌شود.

برای حل این مشکل می‌توان این لامپها را از فازهای مختلف تغذیه نمود یا اینکه خازنی به صورت سری با بعضی لامپها قرار دارد.

3) کاهش ضریب قدرت: که به دو صورت قابل اصلاح است:

الف) خازن بطور موازی با لامپ: که مقدار آن از رابطه  بدست می‌آید.

که در آن  زاویه فاز اولیه و  زاویه فازی که می‌خواهیم به آن برسیم خواهد بود و C ظرفیت خازن برحسب میکروفاراد و P توان اکتیو لامپ بهمراه چوک برحسب وات و U ولتاژ خط برحسب ولت و f فرکانس برق برحسب هرتز خواهد بود.

همچنین جریان جدید بعد از نصب خازن از رابطه  بدست می‌آید.

ب) خازن به طور سری با یکی از لامپهایی که به طور موازی با هم در مدار قرار دارند: که مقدار آن از رابطه  بدست می‌آید که در آن C برحسب میکروفاراد و IL جریان یک لامپ قبل از موازی شدن برحسب آمپر و U ولتاژ خط برحسب ولت و f فرکانس برق شهر است.

لامپ های بخار سدیم

این لامپها به طور کلی به دو دسته کم فشار و پر فشار تقسیم می‌شوند:

الف) در نوع کم فشار گاز داخل حباب نئون و سدیم است و زمان روشن شدن آن 7 تا 15 دقیقه است و بعد از خاموش شدن ناگهانی تقریباً بدون وقفه روشن می‌شود، نور این لامپها زردرنگ بوده پس در جاهایی که رنگ نور مطرح نمی‌باشد کاربرد دارد، این لامپها کاتد گرم بوده و مانند لامپهای فلورسنت نیاز به چوک و استارتر دارند.

این لامپها در دو نوع U شکل (موسوم به SOX) و نوع خطی SLI ساخته می‌شوند.

در نوع U شکل لامپ با حباب خارجی استوانه‌ای شکل پوشیده می‌شود و دارای یک سر برای اتصال به شبکه با دوکنتاکنت است و بهره‌نوری آن 130 تا 180 لومن بر وات است.

در نوع خطی، لامپ دارای دو کنتاکنت در هر دو سر لوله است و بهره نوری آن 140 لومن بر وات است.

ب) در نوع پرفشار که به SON موسوم است، گاز داخل حباب سدیم، جیوه و زنون است، بین 4 تا 6 دقیقه طول می‌کشد تا لامپ روشن شود.

و در حدود 1 تا 2 دقیقه طول می‌کشد تا بعد از خاموش شدن ناگهانی، روش شود.

نور لامپ سفید طلایی است و بسیار مطلوب می‌باشد.

این لامپها کاتد سرد بوده و نیاز به ترانس با پراکندگی زیاد یا سیستم‌های الکترونیک صنعتی دارند، همچنین دارای یک حباب خارجی استوانه‌ای یا بیضوی هستند که براین اساس این لامپها در دو نوع استوانه‌ای با شیشه مقاوم و شفاف (SON- T) و یا شکل بیضوی با اندود فسفر (SON- H) ساخته می‌شوند، این لامپها فاقد الکترود فرعی هستند.

لامپ های بخار جیوه

این لامپها نیز به طور کلی به دو دسته کم فشار و پرفشار تقسیم می‌شوند.

الف) در نوع کم فشار گاز داخل حباب اصلی جیوه و آرگن است و گاز داخل حباب بیرونی ازت یا ازت و آرگن می‌باشد.

این نوع لامپها دارای الکترودی فرعی بوده که پس از وصل کلید بین الکترود فرعی و الکترود اصلی مجاور آن جرقه زده می‌شود و حرارت ایجاد شده گاز آرگن را یونیزه می‌کند و قوس بین دو الکترود اصلی برقرار می‌شود و به علت مقاومت بزرگی که با الکترود فرعی به طور سری قرار دارد جریانی از الکترود فرعی نمی‌گذرد و همه جریان از طریق مسیر تخلیه عبور کرده و لامپ روشن می‌شود.

زمان استارت در حدود 3 تا 6 دقیقه است و زمان دوباره روشن شدن در اثر خاموشی ناگهانی نیز 3 تا 6 دقیقه خواهد بود، رنگ نور این لامپها سفید مایل به آبی است که مقداری ماورابنفش نیز در آن موجود است که باید توسط اندود فسفر گرفته شود، به دلیل طیف نوری این لامپها تشخیص صحیح رنگها مقدور نمی‌باشد، این لامپها کاتد گرم هستند.

ب) در نوع پرفشار نیز گاز داخل حباب جیوه و آرگن است و الکترود فرعی وجود ندارد به جای آن از ترانس‌های با پراکندگی زیاد استفاده می‌شود، این لامپها نیز زمان استارت 3 تا 6 دقیقه دارند و زمان دوباره روشن شدن نیز 3 تا 6 دقیقه است و طیف نوری‌شان مثل لامپهای کم فشار است و از نوع کاتد سرد هستند.

بهره‌نوری کلیه لامپهای بخار جیوه حداکثر تا حدود 65 لومن بر وات است.

انواع لامپ های بخار جیوه پر فشار

1) با حباب خارجی استوانه‌ای یا بیضوی شفاف (MB/U یا HQA)

2) با حباب خارجی بیضوی با اندود فسفر (MBF یا HQLS)

3) جیوه‌ای با شار جهت دار (MBFR یا HQLSR)

4) مخلوط جیوه‌ای و رشته‌ای (HWLS یا MBTF و MBTW): که بین حباب داخلی و خارجی در سر راه الکترود اصلی یک رشته تنگستن وجود دارد و طیف نوری لامپ را بهتر می‌کند.

این لامپها در بین مردم به لامپهای گازی موسوم‌اند.

این لامپها نیاز به چوک نیز ندارند.

5) لامپهای MBW: این لامپها اشعه ماورابنفش ساطع می‌کنند و جهت یافتن فسفر و موادی که فلورسنت دارند به کار می‌رود.

لامپهای متال هالید: گاز داخل حباب در این لامپها جیوه، آرگن و نمکهای هالوژن است و از نظر راه‌اندازی و ساختمان شبیه لامپهای جیوه پرفشار است، زمان روشن شدن بین 5 تا 7 دقیقه است و بهره‌نوری این لامپها تا حدود 80 لومن بر وات می‌رسد و طیف نور بسیار مطلوبی دارد، در دمای کاری، هالوژن و فلز از یکدیگر جدا شده و فلز شروع به تشعشع می‌کند.

و به طور کلی این لامپها در میادین ورزشی، نورتابی به جبهه ساختمانهای بزرگ و ...

به کار می‌رود.

(بدلیل طیف نوری خوب).

انواع لامپ های متال هالید

1) لامپهای دو حبابی: که دارای یک حباب خارجی و یک حباب داخلی‌اند که خود این لامپها به دو دسته تقسیم می‌شوند.

الف لامپهای با حباب خارجی بیضوی یا استوانه‌ای شفاف (MBI یا HQI): بهره نوری این لامپها 70 تا 95 لومن بر وات است.

ب لامپهای با حباب خارجی بیضوی و اندود فسفر (MBIF یا HQIL): بهره‌نوری این لامپها 75 لومن بر وات است و در جاهایی که رنگ مهم باشد مثلاً در رنگسازی‌ها به کار می‌رود.

این دو نوع لامپ دارای الکترود فرعی می‌باشند و زمان استارت 15 دقیقه و زمان دوباره روشن شدن 15 دقیقه‌ای دارند.

2) لامپهای خطی (MBIL): این لامپها بدون الکترود فرعی هستند و دارای بهره‌نوری 85 لومن بر وات می‌باشند و دارای یک حباب می‌باشند و برای راه‌اندازی نیاز به ترانس با پراکندگی زیاد (کاتد سرد) دارند.

3) CSI: دارای بهره‌نوری 90 لومن بر وات هستند و دارای حجمی کوچک با حباب کروی شکل می‌باشند.

لامپ های نئون: این لامپها به صورت لوله‌ای و کاتد سرد هستند و گاز داخل آنها نئون و هلیم است که با ترکیبهای مختلف، رنگهای متفاوتی تولید می‌کنند و جنبه دکوراتیو دارند.

لامپهای کم مصرف (Compact): عملکرد این لامپها کاملاً شبیه لامپهای فلورسنت است اما چوک این لامپها الکترونیکی است و به صورت Single- type و Double- type وجود دارند.

چراغها برای حفاظت لامپها و توزیع شار نوری چراغها به کار می‌روند، چراغها شامل لامپ، سرپیچ، استارتر، چوک، حباب رفلکتور، نوار محافظ چراغ، صفحه، قاب، خازن، ترمینال و وسایل حفاظتی لامپ می‌باشند.

با توجه به محل نصب چراغ و شرایط محیطی کلاس حفاظتی مورد نظر انتخاب می‌شود.

بر طبق استاندارد IEC، درجه حفاظت را با حروف IP و دو عدد بعد از این حروف مشخص می‌کنند که عدد اول نشان دهنده درجه حفاظت در برابر تماس با قسمتهای برقدار و عدد دوم درجه حفاظت در برابر آب است که هرچه این دو عدد بزرگتر باشند حفاظت بیشتری صورت گرفته است، همچنین بعضی علامات نیز گاهی به جای این حروف و اعداد به کار می‌رود.

از نظر حفاظت در برابر اتصال بدنه نیز سه کلاس، Class 1، Class 2، Class 3 وجود دارد چراغها ضد انفجار نیز با علامت مشخص می‌شوند.

چراغهای از نظر توزیع نور نیز با حروف J, I, H, G, F, E, D, C, B, A مشخص می‌شوند.

جدول شماره 1 محاسبات روشنایی داخلی 1) روش لومن (شار نوری): با استفاده از این روش شدت روشنایی متوسط در روی سطح کار را می‌توان یافت، همچنین با این روش می‌توان تعداد لامپهای مورد استفاده در کار و فاصله آنها را با توجه به شدت روشنایی متوسط خواسته شده بدست آورد.

الف) ضریب بهره (cu): این ضریب به مقدار نور جذب شده توسط چراغ، منحنی پخش نور چراغ، شکل اتاق و ضرایب انعکاس سقف، دیوار و کف اتاق بستگی دارد.

ب) شاخص فضا یا ضریب اتاق (Kr): بیانگر فضایی از اتاق است که در برابر برخورد مستقیم نور قرار می‌گیرد.

این ضرایب در روشهای مختلف (روش لومن، روش هریسون ـ اندرسون، روش تقسیم ناحیه‌ای) با فرمولهای متفاوتی ظاهر می‌شود.

ج) ضریب نگهداری یا بهره‌برداری (MF): بسته به پاکیزگی محیط نصب و نوع چراغ از نظر خاک‌گیری سه نوع ضریب نگهداری خوب، متوسط و بد مشخص می‌شود.

د) نوع تابش نور به پنج دسته نور مستقیم، نور نیمه مستقیم، یکنواخت، غیرمستقیم و نیمه غیرمستقیم طبقه‌بندی می‌شود.

برای یافتن تعداد لامپهای مورد استفاده در یک مکان بسته الگوریتم زیر داده شده است: 1) انتخاب شدت روشنایی متوسط (Eav) با استفاده از جدول 2 و با توجه به نوع کار.

2) انتخاب نوع لامپ و چراغ با استفاده از رنگ نور مورد نیاز، نوع کار، درخشندگی، شدت نور، وضعیت هوای محیط از لحاظ گرد و خاک، رطوبت، درصد لامپهای خاموش، تعمیر و نگهداری لامپها، وجود گازهای محترقه، هزینه‌های نصب، قیمت چراغ و هزینه برق مصرفی، امکانات تعمیرات و تمیز کردن لامپ.

3) تعیین شار نوری لامپ انتخاب شده از جدول 3 تا 6 4) تعیین kr (شاخص فضا) که برای نور مستقیم، نیمه مستقیم و یکنواخت برابر و برای نور غیرمستقیم و نیمه غیرمستقیم است.

که در آن L طول اتاق، W عرض اتاق، H ارتفاع سقف از سطح کار، h ارتفاع چراغ از سطح کار است.

5) یافتن Pw, Pc, Pf با توجه به جدول 7.

6) یافتن cu (ضریب بهره) با استفاده از Pf= 0/1 Pw,و Pc و kr و نوع چراغ با استفاده از جدول 8 که در صورت لزوم درونیابی نیز انجام می‌شود.

7) به کاربردن ضریب تصحیح cu در صورت لزوم اگر و برابر با 0.3 باشد که در اینصورت: از جدول 9 cuoLd × ضریب تصحیح = cuNew 8) یافتن ضریب نگهداری (بهره‌برداری) MF از جدول 8 با توجه به نوع لامپ 9) یافتن شار نوری کل با استفاده از رابطه که: 10) یافتن تعداد لامپها با استفاده از رابطه 11) توجه به Max Spacing مجاز با توجه به جدول 8 و طول لامپ.

توجه کنیم که ارتفاع نصب لامپ از زمین = MH و ارتفاع سقف از زمین = CH 12) تست کردن Eav محاسبه شده که باید: اولیه محاسبه شده 2) روش تقسیم ناحیه‌ای: این روش نتایج دقیقتری ارائه می‌کند.

قبل از ارائه این روش پارامترهای به کار رفته در این روش را نیز معرفی می‌کنیم: الف) TF: ضریب درجه حرارت محیط اتاق که برای لامپهای مختلف متفاوت است.

ب) VF: ضریب کاهش ولتاژ که اگر مقدار ولتاژ از حد نامی کمتر باشد ظاهر می‌شود و برای لامپهای مختلف متفاوت است، این ضریب با استفاده از مجاز یافت می‌شود.

ج) BF: ضریب بالاست.

اگر از چوکی غیر از چوک استاندارد آن لامپ استفاده شود ظاهر خواهد شد.

د) LBO: ضریب کاهش نور به واسطه لامپهای سوخته و برابر نسبت لامپهای سالم به کل لامپهاست.

هـ) LSD: ضریب کاهش نور به واسطه تغییرات سطحی منعکس کننده چراغ.

و) RSDD: ضریب کاهش نور به واسطه کثیفی و گرد و خاک در سطح محل کار: که با استفاده از ضریب کثیفی دیوار (که از روی محیط از لحاظ کثیفی یافت می‌شود) و RCR و نوع نور از لحاظ مستقیم، نیمه مستقیم، یکنواخت، نیمه غیرمستقیم یا غیرمستقیم، تعیین می‌شود.

ز) LDD: ضریب کاهش نور در اثر کثیفی چراغ، که با توجه به نوع لامپ از نظر جذب گرد و غبار و توالی ماههای تمیز کردن و نوع محیط از لحاظ کثیفی یافت می‌شود که بر این اساس لامپها به 6 گروه تقسیم می‌شوند.

ح) LLD: ضریب کاهش نور به واسطه فرسودگی لامپها.

ط) TLLF که برابر است با: حال الگوریتم این روش را بیان می‌کنیم.

1) تعیین Eav با توجه به جدول 2 و نوع کار مورد نظر.

2) انتخاب نوع لامپ و چراغ 3) تعیین شار نوری لامپ انتخاب شده از جدول 3 تا 6 4) تعیین شاخص‌های فضای سقف (CCR)، شاخص فضای اتاق (RCR)، شاخص فضای کف (FCR) با استفاده از فرمولهای: که hcc فاصله بین سقف و محل نصب چراغ است، hfc فاصله بین کف و محل کار است و hrc فاصله بین محل نصب چراغ تا محل کار است.

6) تعیین Pcc با استفاده از CCR, Pw, Pc از جدول 10.

و Pfc با استفاده از Pw, Pf و FCR از همان جدول.

(Pcc ضریب انعکاس مؤثر سقف و Pfc ضریب انعکاس مؤثر کف است).

7) تعیین ضریب بهره با استفاده از Pcc و Pw, Pfc= 0.2 و RCR و نوع چراغ از جدول 11.

در صورت لزوم درونیابی نیز انجام می‌شود.

8) به کار بردن ضریب تصحیح اگر باشد با استفاده از جدول 12.

که داریم: CuoLd × ضریب تصحیح = cuNew 9) بدست آوردن ضریب نگهداری (بهره‌برداری) که در اینجا به ضریب کل کاهش نور موسوم است.

10) یافتن شار نوری کل با استفاده از رابطه که 11) و توجه به Max Spacing مجاز که از رابطه یافت می‌شود که D همان ماکزیمم فاصله بین لامپهاست و a بستگی به نوع چراغ دارد و بین 1 تا 1/5 است و h همان hrc یا فاصله بین سطح کار با محل نصب لامپ است.

(با استفاده از جدول 11).

البته در حالت کلی برای چراغ‌های با روشنایی مستقیم و نیمه مستقیم و یکنواخت و نیمه غیرمستقیم و غیرمستقیم چند نکته در مورد روش تقسیم ناحیه‌ای 1) در روش اول MH را ارتفاع نصب لامپ از زمین معرفی کردیم اما در اینجا MH همان فاصله بین سطح کار با محل نصب لامپ است و در جداول a نسبت "S/MH" معرفی شده است.

2) اگر RCR > 10 باشد این روش جواب نخواهد داد زیرا در جداول وجود ندارد برای چنین مواردی استفاده از جدول 11 میسّر نیست و باید از منحنی پخش نور و روش نقطه به نقطه استفاده کرد.

توجه کنیم در روش لومن اگر، Cu همان مقدار Kr=5 را دارد.

3) در دو روش گفته شده ENew را به صورت زیر تعریف می‌کنیم.

4) در مورد سقف‌های نیم کروی خواهد بود (به طور کلی در مورد سقف‌های ناصاف PCC را نمی‌توان از روی جداول یافت).

(همچنین در مورد کف‌های ناصاف نیز Pfc را نمی‌توان از روی جداول یافت).

تعیین شدت روشنایی نقاط خاص (روش محاسبه نقطه‌ای) چون روش‌های لومن و تقسیم ناحیه‌ای فقط Eav را محاسبه می‌کنند برای اطمینان از اینکه روشنایی در روی سطح کار یکنواخت است از این روش استفاده می‌شود.

قبل از گفتن الگوریتم این روش نیز بعضی پارامترها را معرفی می‌کنیم.

الف) CCLC یا LCCC: ضریب درخشندگی سقف یا ضریب روشنایی حاصل از انعکاس سقف است که با استفاده از RCR, PW, PCC و Pfc= 0.2 و نوع لامپ از جدول 11 یافت می‌شود.

ب) WLC یا LCW: ضریب درخشندگی دیوار یا ضریب روشنایی حاصل از انعکاس دیوار است که با استفاده از RCR, PW, PCC و Pfc= 0.2 و نوع لامپ از جدول 11 یافت می‌شود.

حال الگوریتم این روش را بیان می‌کنیم.

1) شدت روشنایی مؤلفه مستقیم: را از رابطه می‌یابیم و شدت روشنایی کل حاصل از همه لامپها جمع جبری همه این مؤلفه‌های مستقیم در نقطه مورد نظر است؛ برای این کار لازمست منحنی پخش نور لامپ یا جدول برحسب را داشته باشیم.

2) یافتن مؤلفه غیرمستقیم شدت روشنایی: این روشنایی‌ها حاصل از انعکاس محیط اطراف که به طور غیرمستقیم به نقطه مورد نظر می‌رسد است.

الف) روشنایی حاصل از انعکاس در روی سطح افقی: الف ـ1) فضا را به 100 قسمت تقسیم می‌کنیم و خط افقی را از A تا F و خط عمودی را از صفر تا 5 نامگذاری می‌کنیم.

الف ـ2) با توجه به موقعیت نقطه و ضریب فضا (RCR) ضریب موقعیت یعنی RPM را از جدول 13 می‌یابیم.

الف ـ3) LCcc و ;LCW را با استفاده از PW, PCC و Pfc= 0.2, RCR و نوع لامپ از جدول 11 می‌یابیم.

الف ـ4) یافتن مؤلفه غیرمستقیم افقی ضریب بهره با استفاده از فرمول: الف ـ5) یافتن شدت روشنایی حاصل از مؤلفه غیرمستقیم افقی: ب) روشنایی حاصل از انعکاس بر روی سطح قائم: ب ـ1) یافتن WRRC (ضریب انعکاس تشعشعات دیوار) از روی فرمول زیر: که در آن WDRC با توجه به نوع چراغ و RCR از ستون آخر جدول 11 یافت می‌شود و به نام ضریب تشعشعات مستقیم دیوار نامیده می‌شود.

ب ـ2) یافتن شدت روشنایی حاصل از مؤلفه غیرمستقیم قائم: 3) یافتن شدت روشنایی کل با جمع E2, E1 و مؤلفه مستقیم شدت روشنایی.

4) برای یکنواخت بودن شدت روشنایی باید رابطه برقرار باشد (که برای یافتن شدت روشنایی مینیمم و ماکزیمم دو نقطه فرضی را در نظر می‌گیریم).

چند نکته در مورد این روش 1) در این روش در حقیقت می‌توانیم به جای اینکه در هر مرحله شدت روشنایی‌های متوسط را حساب کنیم ضریب بهره‌کلی را حساب نمائیم و در پایان شدت روشنایی کل را از فرمول زیر بیابیم: (cu + RRC + WRRC مستقیم = Cu کل) 2) در این روش از TLLF صرفنظر کردیم و شدت روشنایی‌ها را در شرایط نصب اولیه حساب نمودیم می‌توان در پایان کار شدت روشنایی متوسط را در این ضریب، ضرب نمود تا ضریب کلی کاهش نور نیز در نظر گرفته شده باشد.

محاسبات روشنایی خارجی 1) روشنایی معابر: روشنایی معابر علاوه بر داشتن شدت روشنایی متوسط مناسب باید دارای شرایط زیر باشد: الف) جلوگیری از چشم‌زدگی ب) یکنواختی روشنایی در سطح خیابان در روشنایی معابر از مؤلفه غیر مستقیم شدت روشنایی صرفنظر می‌کنیم یعنی در اینجا از ضرایب انعکاس سقف و دیوار خبری نخواهد بود.

همچنین هزینه بسیار مهم است و کاهش طول دکل تأثیر قابل توجهی روی هزینه‌ها دارد، بنابراین طراحی بهینه باید طوری باشد که اگر طول دکل (به صورت طول استاندارد دکل‌های موجود) یک واحد کم شود اصول طراحی را که همان ، است را برهم بزند.

همچنین پخش نور چراغهای به کار رفته در خیابانها نا متقارن است و از لامپهای بخار جیوه یا بخار سدیم یا متال هالید استفاده می‌شود.

قبل از بیان الگوریتم طراحی چند پارامتر را معرفی می‌کنیم.

الف) نمودار کلی از شمای چراغ و حروف به کار رفته در آن: D عرض جاده و h ارتفاع متوسط چراغ و L طول اسپن است.

c و d اگر نصب بلواری باشد ظاهر می‌شود.

ب) طرف خیابان: آن قسمت از خیابان که از سایه چراغ به سمت جهت مثبت محور افقی تا پایان خیابان است.

ج) طرف پیاده‌رو: آن قسمت از خیابان که قسمت کوچکتر خیابان است و به طرف جهت منفی محور افقی است طرف پیاده‌رو نام دارد.

د) منحنی ضریب بهره: محور افقی این منحنی، نسبت طرف خیابان یا طرف پیاده‌رو به ارتفاع نصب چراغ (h) و محور عمودی ضریب بهره را نشان می‌دهد که به نور چراغ مرتبط است.

هـ) منحنی ایزولوکس: این منحنی‌ها چگونگی توزیع شدت روشنایی اولیه (ENew) را مشخص می‌کنند.

محور افقی این نمودار نسبت و محور عمودی نسبت است که در ارتفاع 10 متر رسم می‌شود و فرض می‌شود که سایه چراغ بر سطح خیابان در مبدأ این منحنی قرار دارد.

L فاصله سایه عمودی چراغ موازی با عبور مرور از نقطه مورد نظر است و W فاصله سایه عمودی چراغ عمود بر عبور و مرور در جاده از نقطه مورد نظر است.

و) منحنی ایزوکندل: این منحنی مکان هندسی جهاتی از فضا است که دارای شدت نور یکسان می‌باشند.

محور افقی این منحنی (زاویه با محور افقی، عمود بر سطح عبور و مرور) و (زاویه با محور عمود بر سطح جاده) است.

این منحنی در شار نوری برابر با 10000 لومن رسم می‌شود و چراغ در مرکز مختصات این منحنی قرار دارد.

ز) منحنی پخش نور با توجه به مقطع: که به جای دادن زاویه در مسائل مطرح می‌شود که برای چراغهای مختلف متفاوت است و برای هر کدام از این مقاطع بوسیله منحنی جداگانه‌ای مشخص می‌شود، که در آن منحنی‌ها و در مقاطع مختلف داده شده است.

الگوریتم کار به صورت زیر است: 1) انتخاب شدت روشنایی متوسط با توجه به نوع، ترافیک و حجم عبور و مرور عابرین پیاده با توجه به جداول 14 تا 16.

2) انتخاب نوع لامپ از نظر اقتصادی، نور و مه و … و همچنین انتخاب ترتیب نصب چراغ با توجه به نوع خیابان، که اگر خیابان پهن باشد، به صورت روبرو، اگر خیابان از نظر طولی متوسط باشد زیگزاگ و اگر باریک باشد یکطرفه نصب می‌کنیم و اگر جنبه اقتصادی مطرح باشد نصب بلواری و اگر بدلیل وجود درختان در اطراف خیابان، هیچکدام از روشهای بالا مقدور نباشد، نصب وسط با کابل هوایی توصیه می‌شود.

3) انتخاب ارتفاع نصب (h) و لامپ مورد استفاده با توجه به جدول 17.

4) تعیین ضریب بهره با استفاده از روابط زیر و منحنی ضریب بهره برحسب و .

که برای od و oc هم باید از نمودار cu برای طرف پیاده‌رو استفاده کنیم.

توجه کنیم باید و و و را بیابیم و سپس از نمودار استفاده کنیم همچنین توجه کنیم همه ضریب بهره‌ها از مبدأ حساب می‌شوند.

5) یافتن شار نوری کل: در مورد نصب زیگزاگ باید توجه کرد در اینجا اگر شار نوری کل را دو برابر شار نوری یک لامپ بگیریم L فاصله دو پایه در یک طرف خواهد بود.

6) محاسبه طول اسپن با استفاده از رابطه زیر: که در آن و از بقیه ضرایب صرفنظر می‌کنیم که در این فرمول D عرض مفید خیابان و LLF ضریب کل کاهش نور است.

7) محاسبه یکنواختی: بهتر است در محاسبه یکنواختی دید از بالای خیابان را رسم کنیم و سپس مراحل زیر را به کار ببریم.

برای این کار لازمست روشنایی نقاط خاص یعنی نقاطی که در آنها شدت روشنایی ماکزیمم و مینیمم است یافت شود و سپس به وسیله شدت روشنایی متوسط که بعد از یافتن L از مرحله 6 و تقریب آن با یک عدد صحیح بدست می‌آید ENew را که برابر است را بیابیم و بوسیله یکی از منحنی‌های ایزوکندل، ایزولوکس و پخش نور از رابطه شدت روشنایی ناشی از هر نقطه را می‌یابیم سپس شدت روشنایی کل برابر جمع همه شدت روشنایی‌ها در نقطه مورد نظر خواهد بود.

8) شدت روشنایی هر نقطه از روی منحنی ایزولوکس یافت می‌شود و اگر لازم باشد یعنی ارتفاع چراغ 10 متر نباشد ضریب تصحیح ضرب شود.

9) اگر از منحنی ایزوکندل استفاده می‌کنیم و را برای هر نقطه می‌یابیم و شدت نور را می‌یابیم و اگر شار نوری برابر 10000 لومن نباشد شدت نور را در ضریب تصحیح ضرب می‌کنیم.

10) محاسبه یکنواختی با روابط و یا با استفاده از جدول 18.

2) روشنایی محوطه‌های باز و پارکینگها: در روشنایی محوطه‌های باز نیز از چراغهایی با منحنی پخش نامتقارن که حداکثر شدت نور آنها در زوایای حدود 60 تا 75 درجه اتفاق می‌افتد و بعد از این زوایا شدت نورشان به شدت کاهش می‌یابد استفاده می‌شود.

همچنین فاصله بین چراغها تا حدود 5/4 برابر ارتفاع نصب انتخاب می‌شود.

درحل این نوع روشنایی چند نکته را باید در نظر گرفت.

الف) در این نوع روشنایی معمولاً منحنی پخش نور یا برحسب داده می‌شود (در 1000 = ) و منحنی‌های ایزوکندل و ایزولوکس داده نخواهد شد.

ب) منحنی ضریب بهره فقط یک نمودار است و خبری از طرف خیابان یا طرف پیاده‌رو مثل حالت روشنایی معابر نیست.

ج) در روشنایی پارکینگها فاصله پایه‌ها در طول باید ضریبی از 1/9 متر باشد و در عرض بستگی به عرض پارکینگ دارد.

د) در منحنی ضریب بهره، محور افقی عرض محوطه از محل نصب به ارتفاع نصب چراغ است.

الگوریتم این روش به صورت زیر است.

الف) انتخاب شدت روشنایی متوسط ب) شار نوری لامپ مورد نظر و نوع لامپ و چراغ ج) ماکزیمم فاصله طولی چراغها را از رابطه می‌یابیم حالا باید طولی کمتر از LMax را برای فاصله پایه‌ها در طول محوطه بیابیم و اگر محوطه، پارکینگ باشد باید این طول ضریبی از 1/9 متر باشد.

د) محاسبه ضریب بهره کل، از روی منحنی ضریب بهره که در این منحنی محور افقی، عرض محوطه در محل نصب تقسیم بر ارتفاع پایه‌ها که در اینجا مبدأ "O" را روی طول محوطه و در پایین‌ترین قسمت عرض محوطه می‌گیریم.

هـ) استفاده از رابطه که و A برابر مساحت کل محوطه است.

می‌توان از این فرمول تعداد لامپها و سپس تعداد لامپها روی هر پایه را یافت.

و) EAV را با n صحیح بدست می‌آوریم.

ز) یکنواختی را در بعضی نقاط بررسی می‌کنیم و توجه کنیم که داده شده در جدول برای 1000 لومن است و اگر شار نوری لامپ به کار رفته این مقدار نباشد باید در ضریب تصحیح ضرب شده و سپس در فرمول ظاهر شود.

توجه کنیم در هر نقطه اثر هر لامپ را حساب کرده و با هم جمع می‌کنیم.