Termik ışık üretimi - Personel Web Sistemi

IŞIK ÜRETİMİ VE AYDINLATMA
ARMATÜRLERİ
1
IŞIK ÜRETİMİ
2
Lambalarda ışık üretimi temel olarak iki
gerçekleşir.
• Termik yolla
http://www.youtube.com/watch?v=7ipZ4vdivbU
yolla
• 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
Lüminesan
Lambaları
Akkor Telli
Lambalar
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.
8
Akkor Telli Ampul şekilleri
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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).
9
• Armatürsüz kullanıldığında göz kamaşmasına neden
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
31
yerlerde, kullanılır.
Metal Hâlide Ampuller
32
IŞIK KAYNAKLARININ
KARŞILAŞTIRILMASI
33
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
Enerji
Sınıfı
LED lambalar
A
Çıplak tüplü kompak flüoresan lambalar
A
Ampul şekilli kompakt flüoresan lambalar
A–B
Kızılötesi kaplamalı halojen lambaları
B
Ksenon gaz dolu halogen lambalar, 230V
C
12-24V’luk sıradan halojen lambalar
C
230V’luk sıradan halojen lambalar
D–F
Enkandesant (Akkor Flamanlı) Ampul
E–G
40
AYDINLATMA ARMATÜRLERİ
41
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
43
Semi-Flush mount: Yarı tavana monte
Pendant: Asılmış
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
Duvar apliği
Gömme aydınlatma
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