Электрические источники светового излучения (света) для освещения

Электрические источники света, в быту называемые лампами, являются основным, фундаментальным элементом световой архитектуры и современного светодизайна. По профессиональному определению («Международный светотехни ческий словарь») они есть первичные источники, т.е. тела, излучающие свет в результате преобразования электрической энергии. Ко вторичным источникам света относятся тела, не обладающие собственным свечением, но светящиеся благодаря отражению или пропусканию света первичного источника.

Безусловной необходимостью для практикующего светодизайнера является знание палитры и основных свойств этого первичного элемента световой среды. Как строящий архитектор не может успешно работать без знания номенклатуры и качеств традиционных строительных и отделочных материалов, так светодизайнер будет беспомощен в общении с инженерами-светотехниками и электриками, менеджерами и заказчиками. не умея отличить, например, галогенную лампу от металлогалогенной, газосветную от люминесцентной, не представляя себе преимуществ и недостатков различных ламп и областей их рационального применения.

Любой источник света в условиях городской среды не может использоваться без соответствующей арматуры, что в комплексе составляет осветительный прибор, выполняющий разнообразные функции.

С доисторических времен человек использует огонь — одно из великих своих открытий — как источник тепла и света. Античные источники рукотворного света — факелы, лучина, жировые и масляные светильники — сохранились, по существу, до XVIII века; в средние века к ним прибавилась свеча, в XIX веке — керосиновый и газовый фонари, которые для некоторой части населения земного шара сохранили свое значение и в наше время. Достаточно сказать, что в Берлине сегодня из 224000 светильников 44000 — газовые. Эти источники характеризуют длительный доэлектрический период эволюции средств освещения.

Малая мощность этих источников, низкий коэффициент использования при преобразовании тепловой энергии в световую, примитивное устройство и однообразие излучаемого ими спектра ограничивали их роль в архитектуре, в создании комфортной среды, в особенности, в городе. Однако стремление придать художественно выразительную форму светцам и плошкам, каганцам и лампадам, торшерам и фонарям, лампам и люстрам, освещающим храмы и дворцы, жилища и улицы, свидетельствует о внимании древних мастеров, заказчиков и потребителей к этим деталям быта. Потребность в улучшении освещения интерьера приводила к увеличению числа сосудов для масла или подсвечников. Размеры светильников все возрастали, для их изготовления начали применять ценные материалы и богато их орнаментировать. В средневековых соборах Киевской Руси и Западной Европы появлялись многоярусные светильники и люстры в виде грандиозных венцов: при зажженных плошках или свечах они создавали зрительное впечатление членения центрального нефа на несколько частей по вертикали.

В последующие века подобные люстры стали применять не только в культовых зданиях; им придавали формы, соответствующие архитектуре интерьера. Известны высокохудожественные люстры эпохи барокко, изысканные, но форме люстры эпохи русского классицизма, в которых использовали венецианское лепное стекло, граненый хрусталь, цветное стекло, золоченые пластически выразительные детали. Концентрация огоньков свечей, многократно умноженных бликами, отражением и преломлением света в подвесках и арматуре люстр, в сочетании с зеркальной и цветовой отделкой стен и плафонов и с блистающими мозаичными полами создавала впечатление необычайной нарядности, праздничности интерьера, насыщенности его светом.

Большое внимание, которое уделяли архитекторы и мастера форме, материалу, декоративной отделке светильников, хорошо найденная масштабность, цветовая гамма и разнообразие осветительных приборов (подвески, бра, канделябры, жирандоли) свидетельствуют о высокой культуре проектирования интерьера, в значительной мере утраченной ныне. Индивидуализированные светильники прошлых эпох были предметом развитого кустарного производства. В определенной степени все эти возможности использовались и в городском освещении, история которого отражена в п. 2.1.

В XIX веке на смену свечам пришли керосиновые и газокалильные лампы, имеющие более высокую световую отдачу. Творческие усилия специалистов были направлены на поиск формы новых светильников, отвечающих условиям массового заводского изготовления, на сочетание дешевизны с высоким художественным качеством изделий. На рынке появляются самые разнообразные приборы — подвесные, настольные, настенные, различающиеся между собой конструктивным устройством, размерами, формой, материалом. цветом, художественной отделкой, стоимостью. Керосиновые и газовые фонари с калильной сеткой стали освещать улицы и площади городов.

Революционный скачок в технике освещения произошел в конце XIX века с созданием первых электрических ламп. Электрический свет стал, без сомнения, началом новой эпохи. Приоритет в этой области принадлежит русским ученым. Начальной датой в истории развития электрических источников света следует считать 1802 год, когда В.В. Петров открыл явление электрической дуги, неправильно названной впоследствии вольтовой. Дальнейшие принципиальные усовершенствования принадлежат А.И. Шпаковскому, В.Н. Чиколеву (электромагнитный регулятор длины дуги), А.Н. Лодыгину и П.Н. Яблочкову. В 1872 году Лодыгин впервые продемонстрировал в Петербурге созданную им лампу накаливания, в которой свет излучал раскаленный угольный стержень, заключенный в стеклянную колбу, из которой кислород удалялся за счет сгорания части угля при прохождении через него электрического тока. Благодаря этому оставшаяся часть стержня светила относительно долго. Работая над улучшением лампы, Лодыгин, а за ним Эдисон, Ленгмюр и другие, внесли ряд изменений (вольфрамовая спираль, откачка воздуха из колбы, заполнение ее инертными газами и т.д.), что улучшило се характеристики. Поиск способов повышения эффективности ламп накаливания продолжается и сегодня.

На первом этапе разработки источников электрического света более широкую известность и распространение получила дуговая лампа-свеча, созданная в 1876 году П.Н. Яблочковым. Свет в ней излучала электрическая дуга, горящая между двумя параллельными угольными электродами, разделенными между собой каолином и заключёнными в шарообразную колбу из молочного стекла. Область применения дуговых ламп вскоре была ограничена из-за особенностей их функционирования — характерного шума дуги внутри колбы — областью наружного освещения и специальными задачами. Например, благодаря малым размерам светящего тела и высокой интенсивности концентрированного излучения они использовались в зенитных прожекторах, создающих узкий и мощный пучок параллельных лучей света.

Лампы накаливания имеют ряд серьезных недостатков. главный из них — низкий световой КПД, поскольку лишь 7—13 % мощности излучения вольфрамовой спирали приходится на свет, остальное идет в тепловое излучение. Поиск более эффективных источников привел к созданию принципиально иного типа ламп, получивших название разрядных (газо- и пароразрядных). В них использован эффект свечения газа (ксенона, аргона, неона, гелия) или паров металла (ртути, натрия и др.) при пропускании через них электрического разряда.

Свечение паров ртути было описано еще М.В. Ломоносовым, а первую ртутную лампу создал русский изобретатель И. Репьев в 1879 году. Над созданием и усовершенствованием разрядных ламп работали многие зарубежные ученые. В начале XX века в Европе и США начали применять газосветные трубки с азотом и углекислотой. затем с неоном, включая их в сеть высокого напряжения. В 1930-е годы появляются ртутные лампы низкого и высокого давления и натриевые лампы низкого давления. В послевоенный период созданы ксеноновые, металлогалогенные и натриевые лампы высокого и сверхвысокого давления. В последние годы идет успешная работа над совершенствованием полупроводниковых (светодиодных) источников света.

Пути развития источников света всегда определялись стремлением осуществить наиболее экономичное преобразование электрической энергии в световую, получив при этом сравнимое с естественным качество оптического излучения. Экономичность, или эффективность, электрических ламп обычно характеризуют величиной их световой отдачи, лм/Вт, т.е. световым потоком (количеством люменов), излучаемым лампой при потреблении энергии мощностью 1 Вт, а также сроком ее службы.

Ниже приведены значения световой отдачи некоторых источников света. лм/Вт:

свеча	0.1
лампа керосиновая	0.25
лампа газокалильная	0.12
лампы накаливания нормальные	8-19
лампы дуговые с угольными электродами	4-39
лампы разрядные	30-200

Сегодня промышленный ассортимент выпускаемых источников света весьма разнообразен по диапазону мощностей, форме и размерам колб, а также светотехническим, цветовым и экономическим характеристикам. Это ставит перед проектировщиками вопрос о рациональном выборе типа ламп при разработке осветительных установок различного назначения и при решении вопросов световой архитектуры интерьера и города.

Таблица 2.1. Основные характеристики источников электрического света, применяемых в осветительных установках

К основным характеристикам источников света относятся электрические (напряжение, мощность), геометрические (размеры и форма колб), световые (световой поток, световая отдача, яркость), цветовые (спектральный состав, цветность излучения, цветопередача) и экономические (стоимость, срок службы).

В табл. 2.1, составленной по отечественным и зарубежным материалам, приведены основные показатели источников света, применяемых в осветительных установках общего назначения в интерьерах и наружных пространствах, а на рис. 2.46 — классификация ламп по цветовым характеристикам излучения (по данным журнала “Gutes Licht fur Verkaufsraume und Shaufenstei}6)

По принципу преобразования электрической энергии в световую все источники света разделяются на два класса: тепловые и разрядные

Тепловые источники света. В тепловых источниках свет излучает тело накала, разогревающееся под воздействием проходящего через него электрического тока до температуры свыше 1000 К, когда в его излучении кроме тепловых (инфракрасных) лучей появляются видимые длинноволновые (красные) лучи спектра.

Закономерности теплового излучения обычно изучают на идеальной модели, называемой «абсолютно черным телом» (АЧТ), которое поглощает все падающие на него излучения. Замкнутая полость любого непрозрачного тела является черным телом, так как ее стенки поглощают все собственные излучения. Изменяя температуру внутренних стенок полости и наблюдая при этом ее излучение через маленькое отверстие, экспериментально установили законы теплового излучения этого тела.

Согласно этим законам при одной и той же температуре черное тело излучает больше любого другого (реального) тела; оно имеет сплошной непрерывный спектр излучения; цветность излучения резко изменяется с изменением температуры тела, при этом происходит перемещение максимума излучения по спектру и чрезвычайно энергичное изменение величины этого максимума. В пределах температур от 3750 до 7800 К максимум излучения находится в области видимых излучений. При выходе температуры за эти пределы максимум излучений, соответственно, перемещается в инфракрасную или ультрафиолетовую области спектра.

Чем большая доля излучений приходится на видимую область спектра, тем выше коэффициент полезного действия (световой КПД) источника света, выражаемый отношением светового и лучистого потоков Ф :Ф_e. Если повышать температуру излучателя, то вначале происходит рост светового КПД до максимума при Т - 6500 К (примерно температура Солнца), а затем его значение падает, так как максимум излучения перемещается за пределы видимого спектра. Максимальное значение КПД = 14 % является пределом экономичности для тепловых источников света, а положение этого максимума определяется, по-видимому, приспособлением человеческого глаза в процессе эволюции к излучению основного природного источника света — Солнца.

Температура черного тела, измеряемая по шкале Кельвина, определяет цветность его излучения. Цветность свечения реального тела, в том числе тепловых источников света, может быть охарактеризована так называемой цветовой температурой T_ц, т.е. температурой, при которой цветность излучения черного тела совпадает с цветностью излучения данного тела.

Цветовая температура источников влияет на цвет объектов и на цветовую адаптацию наблюдателя, поэтому комфортность освещения во многом зависит от правильного выбора Т К. Однако цветовая температура не дает исчерпывающего представления о качестве цветопередачи ламп, зависящем от спектров их излучения.

Разнообразие спектров источников искусственного света обусловило необходимость введения и контроля специальной характеристики качества их цветопередачи — общего индекса цветопередачи R_a (с.и. п. 1.3).

Лампы накаливания (ЛН) являются основным типом класса тепловых источников света (см. рис. 2). Свет излучает разогретая до температуры около 3000 К вольфрамовая спираль. Световая отдача, а следовательно, и экономичность ламп накаливания, весьма мала, и существенное ее увеличение без принципиальных изменений конструкции практически невозможно, так как температура плавления вольфрама (3653 К) ставит в этом отношении естественный предел. В диапазоне величин световой отдачи более высокие значения обеспечиваются за счет компактности и утолщения спирали, улучшения состава заполняющих колбу инертных газов, введения в них специальных добавок, напыления на внутреннюю поверхность колбы теплоотражающего покрытия. Недостатком ламп является небольшой срок их службы, что вместе с низкой световой отдачей повышает эксплуатационные расходы.

Лампы накаливания имеют сплошной (непрерывный) спектр излучения с максимумом в желто-оранжевой области видимого спектра, а на коротковолновую часть приходится незначительная доля излучений (рис. 2.47). Поэтому при освещении ими восприятие цвета заметно меняется: «теплые» (красные, оранжевые, коричневые) цвета воспринимаются относительно более яркими, чем днем; «холодные» (зеленые, синие, фиолетовые) - ослабляются, жухнут; бледно-желтый цвет трудно отличить от белого.

Путем применения светофильтров и цветных колб, частично поглощающих оранжево-красное излучение, в принципе можно повысить цветовую температуру ламп накаливания с 2500—2700 до 3500—4000 К, но световой поток при этом снизится на 30—35 %.

Лампы накаливания имеют ряд преимуществ перед разрядными: они значительно дешевле и экологически чище, просты в обслуживании, включаются в сеть без дополнительных устройств, малочувствительны к температуре окружающей среды, хорошо работают в динамическом режиме, имеют относительно небольшие размеры и тело накала, отличаются разнообразием модификаций. малыми первоначальными затратами при оборудовании осветительных установок, высоким уровнем механизации производства. Доля светового потока стандартных ламп накаливания в общем количестве осветительных установок неуклонно сокращается, хотя большая часть бытовых светильников все еще оборудована этими источниками света. В городской среде, пожалуй, только иллюминационное освещение осуществляется на основе малогабаритных ламп накаливания.

Вместе с лампами общего назначения выпускается большое количество типов специальных ламп, рассчитанных на стандартное (220—230 В) или пониженное (6, 12, 24 В) напряжение: зеркальные, цветные, прожекторные, иллюминационные, местного освещения, сигнальные, транспортные, для оптических систем, подводные и др. но и они неуклонно заменяются более эффективными галогенными, разрядными, светодиодными источниками.

Зеркальные лампы имеют колбы специально рассчитанной формы, частично покрытые изнутри слоем серебра или алюминия, которому может быть придан тот или иной цветовой оттенок. По существу, они являются лампами-светильниками. В зависимости от формы зеркала лампы имеют концентрированное, среднее или широкое распределение светового потока. Существуют также подобные им по устройству лампы с диффузно-отражающим слоем, прессованные зеркальные лампы PAR и лампы-фары.

Колба нормальных ламп или выходное отверстие зеркальных ламп могут выполняться из матированного, молочного, рифленого или цветного стекла; последняя модификация широко применяется в светомузыкальных и информационнорекламных установках.

Прожекторные лампы отличаются от ламп общего назначения повышенной мощностью, а также тем, что нить накала располагается в одной плоскости, образуя применительно к размерам зеркала прожектора светящуюся точку. Благодаря этому можно получить узкий пучок света, что необходимо для освещения небольших объектов со значительного расстояния.

Галогенные лампы накаливания (ГЛН) (иногда их называют лампами с йодным циклом), созданные в 1959 году, являются новой ступенью в развитии тепловых источников света. Галогенная лампа представляет собой трубку или колбу из кварцевого стекла с вольфрамовой спиралью. Колба заполняется аргоном, ксеноном или криптоном с добавлением определенного количества паров йода (или других галогенов, т.е. химических элементов главной подгруппы VII группы периодической системы Менделеева). Благодаря наличию галогена в газе-наполнителе колба галогенных ламп всегда остается прозрачной. Галоген препятствует осаждению испаряющегося с нити накаливания вольфрама па внутренних стенках колбы, что происходит в обычных ЛН, где с течением времени стекло от этого темнеет, а световой поток снижается. В так называемом вольфрамо-галогенном цикле галоген соединяется с вольфрамом, после чего это газообразное соединение возвращается к спирали, на которой происходит осаждение вольфрама. Колба остается прозрачной, а высвободившийся галоген возвращается обратно в цикл. Это способствует удлинению срока службы нити накала и повышению ее температуры, а следовательно, и яркости, т.е. «повелению» света и повышению световой отдачи по сравнению с обычными лампами накаливания. По показателям экономичности ГЛН превосходят стандартные Л Н в два раза: галогенная лампа горит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности лампы накаливания.

Для специальных целей (музейное освещение) колбы галогенных ламп, выпускаемых на стандартное (220 В) или низкое (6, 12 или 24 В с помощью трансформатора) напряжение, изготавливают из кварцевого стекла с добавками, поглощающими нежелательное ультрафиолетовое излучение. Благодаря такому стеклу в колбе лампы удерживается интенсивное и вредное ультрафиолетовое излучение тина С и В, а более слабое и поэтому более безопасное излучение типа А ограничивается наполовину. Преимущества таких ламп: значительно меньшее ультрафиолетовое излучение и соответствующее снижение эффекта выцветания освещаемых объектов, обусловленного УФ-лучами.

Первые серии галогенных ламп накаливания создавались в расчете на большие мощности — до 20 кВт — для использования в установках наружного освещения или освещения высоких и больших по площади цехов производственных сооружений. Ныне такая необходимость отпала в связи с производством более эффективных разрядных ламп. Однако галогенные лампы сегодня еще рациональны в достаточно широком диапазоне мощностей и применяются в малогабаритных и относительно дешевых осветительных приборах в установках архитектурного освещения фасадов, витрин, музейных экспозиций, выставок, реклам, рабочих мест и интерьеров, а их специальные тины — в проекционной и осветительной технике, автомобилях и т.д.

Разрядные источники света. Класс разрядных источников более многолик, чем тепловых. Разрядные лампы (РЛ) основаны на использовании свойств газов (в газоразрядных лампах) или паров металлов (в пароразрядных лампах) светиться в электрическом поле. Каждому газу и металлу свойствен свой цвет свечения, причем, как правило, в режиме низкого давления это свечение имеет линейчатый спектр, а в режиме высокого и сверхвысокого давлений спектр приближается к сплошному (рис. 2.47,2.48).

По ряду обстоятельств наиболее распространенным химическим элементом, с помощью которого создаются разрядные лампы, стала ртуть. Однако первые лампы, в колбе которых при низком давлении использовались пары ртути, применялись не для освещения, а в фотохимии, физиотерапии и т.д., поскольку спектральные линии ртути лежат в коротковолновой части видимого спектра и за его пределами — в области ультрафиолета. Лампы изготавливались из специального стекла, пропускающего УФ-лучи. Для получения приемлемого но цвету светового излучения нужно трансформировать УФ-излучение ртутного разряда в видимое, более длинноволновое, например, с помощью люминофора, наносимого на внутреннюю поверхность колбы из обычного стекла, или другими способами, что и было осуществлено в люминесцентных и других ртутных лампах.

Широкое применение ртути в разрядных лампах при массовом их выпуске создает серьезные проблемы утилизации вышедших из строя ламп. Поэтому в экологическом отношении они существенно проигрывают лампам накаливания. Сегодня многие светотехнические фирмы выпускают лампы с сокращенным количеством ртути (за счет уменьшения диаметра трубки с 40 до 16 мм и ее объема) или не на ртутной основе, экологически безопасных и потому более перспективных.

Разрядные лампы в последние десятилетия активно вытесняют тепловые источники света, особенно в установках наружного освещения и освещения интерьеров производственных и общественных зданий, поскольку они имеют в 5— 15 раз более высокую эффективность (световую отдачу и срок службы), широкий диапазон мощностей с возможностью достижения очень высоких единичных мощностей (до 100 кВт), а также разнообразные спектры излучения.

К числу недостатков, присущих этому классу источников света, следует отнести более сложное, чем у ламп накаливания, включение их в сеть — через пускорегулирующие аппараты (ПРА) (потери напряжения в ИРА до 20—30 %). относительно высокую (вместе с ПРА) стоимость, неспособность мгновенно включаться, перезажигаться и работать в динамическом режиме (за исключением некоторых типов), не всегда приемлемые спектральные характеристики. ПРА предназначены для создания высокого на пряжения в момент зажигания лампы и для обеспечения ее устойчивого свечения.

Разрядные лампы имеют разное рабочее давление газа (или паров металла) в колбе, называемой разрядной трубкой (или горелкой), и делятся но этому признаку на лампы низкого (0,1 — 10 Па), высокого (3*10⁴—10⁶ Па) и сверхвысокого (более 10⁶ Па) давления.

К лампам низкого давления относятся люминесцентные лампы (стандартные и компактные), натриевые лампы низкого давления и индукционные лампы.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) по характеру электрического разряда делятся на лампы дугового разряда с горячими катодами и лампы тлеющего разряда с холодными катодами.

Люминесцентная лампа дугового разряда представляет собой стеклянную колбу в виде трубки со впаянными на ее концах электродами, стенки которой изнутри покрыты люминофором. В колбу вводится дозированная капелька ртути, а для облегчения зажигания лампы ее объем заполняется аргоном. Форма трубки у ламп общего назначения прямая, у ламп специального назначения — изогнутая, фигурная, иногда ей придают форму небольших светящих панелей.

Для включения люминесцентной лампы в сеть существуют разные схемы пускорегулирующих устройств, из них наиболее распространена стартерная схема. Стартер (пускатель) служит для автоматического подогрева электродов лампы, необходимого для ее включения. Дроссель (балластное сопротивление) необходим для стабилизации силы тока в процессе горения лампы. Конденсаторы нужны для снижения уровня радиопомех, создаваемых лампой и пускателем. Недостатки традиционных электромагнитных ПРА отсутствуют у современных высококачественных электронных аппаратов (ЭПРА), более дорогих, но обеспечивающих лампам повышенную экономичность, более качественный свет и увеличенный срок службы.

При пропускании электрического тока через лампу возникает дуговой разряд и происходит испарение ртути и свечение ее паров. Это излучение имеет линейчатый спектре максимумом в невидимой УФ-области на линии с длиной волны 254 нм. Ультрафиолетовое излучение ртутного разряда возбуждает свечение люминофора (эффект фотолюминесценции). Каждому люминофору свойственен определенный спектр излучения, обычно сплошного характера, имеющий некоторый максимум, в основном и определяющий цветовой тон излучения лампы. Комбинируя состав люминофоров, можно, в принципе, получить любой по цветности свет.

Цветопередача, обеспечиваемая люминесцентными лампами, в целом более благоприятна по сравнению с лампами накаливания и некоторыми разрядными лампами, так как энергия излучения люминофоров равномерно распределяется по всему диапазону видимого спектра, а не сосредоточена в нескольких спектральных линиях или полосах, как у большинства разрядных ламп (си. рис. 2.47).

Для стандартных* ламп общего назначения стремятся создать цветности излучений, имитирующие те или иные фазы и состояния естественного освещения. Основными типами отечественных стандартных ламп общего назначения являются ЛД (дневного света. Т_ц 6500 К, R_a=73), ЛХБ (холодно-белого света. Т_ц 4500 К, Ra = 65), ЛБ (белого света, Гц3500 К, R_a = 57), ЛТБ (тепло-белого света, Т_ц 2700 К. R_a = 53).

Спектральные характеристики этих ламп не вполне совпадают со спектральными характеристиками дневного света или абсолютно черного тела соответствующей температуры, вследствие чего восприятие некоторых цветов при освещении лампами указанных типов отличается от цветопередачи при дневном освещении. Сказываются недостаток излучения в красной области спектра и наличие голубых и зеленых линий ртутного разряда, равно как и избыточное излучение в желтой области спектра, приводящее к тому, что стандартные люминесцентные лампы общего назначения обеспечивают лишь удовлетворительную или среднюю, но не высококачественную цветопередачу (R_a < 70).

Для удовлетворения повышенных требований к восприятию цвета (в полиграфии, музеях, домах моды, при контроле изделий по цвету, в пешеходно-общественных зонах и т.п.) выпускаются люминесцентные лампы ЛДЦ (Т_ц6000 К) с улучшенной цветопередачей (R_a = 92). отражаемой в маркировке отечественных ламп введением одной или двух букв «Ц» (см. рис. 2.46), а за рубежом слов «делюкс» (R_a до 85), «суперделюкс» и «экстраделюкс» (R_a = 85 и более). Как правило, улучшение качества излучения но спектру в разрядных лампах приводит к снижению их световой отдачи. Тем не менее, в связи с постоянным повышением требований к качеству создаваемой жизненной среды в целом и световой среды в частности, все крупные зарубежные фирмы-производители ведут работы по улучшению основных характеристик люминесцентных ламп.

Интересны и перспективны трехполосные люминесцентные лампы (в их спектре три узкие полосы в красной, зеленой и синей областях, отвечающие максимумам цветовой чувствительности колбочек глаза и дающие при аддитивном смешении белый свет), имеющие больший световой поток и достаточно высокое значение R_a.

Для решения особых зрительных задач выпускают серии отечественных ламп с особой маркировкой: например лампы ЛЕ (естественно-белого света) и ЛЕЦ (Т_ц 3900 К, R_a = 85), свет которых благоприятен для цветопередачи лица человека; они применяются для освещения интерьеров общественных зданий и выявления дефектов при оценке белых и цветных тканей; лампы ЛХЕ и ЛХЕЦ (Т_ц 5200 К, R_a = 93) используются для больниц; лампы ЛДЦУФ (Т_ц 6500 К и R_a = 90), в световом потоке которых содержится повышенная доля УФ- и коротковолновых видимых излучений, применяются в текстильной и швейной промышленности, а лампы ЛТБЦ (Т_ц 2700 К. R_a = 88)— в жилых помещениях. Зарубежные фирмы выпускают еще более широкий, но характеристикам ассортимент люминесцентных ламп, который постоянно разнообразится.

В ряде случаев используются люминесцентные лампы специального назначения; малогабаритные или компактные (КЛЛ) мощностью3—40 Вт для местного освещения и для замены ламп накаливания в бытовых осветительных приборах, получающие все более широкое распространение; фигурные (U - и [/-образные, кольцевые) — для освещения жилых, общественных и транспортных помещений; рефлекторные — для производственных помещений, витрин и устройства световых карнизов; высокоинтенсивные (150—220 Вт) — для промышленного и сельскохозяйственного освещения; амальгамные — для работы при повышенных температурах окружающей среды; цветные (красные ЛК, зеленые ЛЗ, желтые ЛЖ, голубые Л Г, розовые ЛР) — для декоративного освещения и световой рекламы. Цветной свет получают и с помощью светофильтров — «чехлов» из прозрачной цветной пленки, одеваемых на лампу белого света.

Специальные люминесцентные лампы служат источниками ультрафиолетового излучения: ЛФ — в теплицах; эритемные — в фотариях и как дополнительный источник ультрафиолета в установках общего освещения помещений в районах Крайнего Севера; лампы «черного света» — для облучения люминесцирующих покрытий и в различных технологиях. В эритемных лампах, при облучении которыми на коже человека появляется загар (эритема), подобный солнечному, применяется специальный люминофор и увиолевое стекло, пропускающее УФ-лучи в диапазоне длин волн от 280 до 440 нм. Бактерицидные лампы не являются по существу люминесцентными лампами, так как не имеют люминофора. По устройству они не отличаются от эритемных, но их стекло пропускает коротковолновое УФ-излучение (254 нм), способное убивать бактерии. Поэтому они применяются для стерилизации воздуха, воды, продуктов питания в больницах, холодильниках, складах, в кухонном оборудовании.

В ряду люминесцентных ламп компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) соединили в себе преимущества ламп накаливания (небольшие габариты, стандартный цоколь) и обычных трубчатых люминесцентных ламп (хорошая цветопередача, высокие световая отдача и срок службы, различные оттенки света), что обеспечивает им все более широкий спрос во многих странах, в том числе в жилом секторе, для которого они в первую очередь и создавались для замены ламп накаливания в бытовых осветительных приборах.

К группе газоразрядных ламп низкого давления относятся и люминесцентные лампы тлеющего разряда с холодными катодами, трубки которых заполнены инертными газами - неоном, аргоном, гелием. Лампы включаются в сеть последовательно через трансформатор, имеющий напряжение в несколько тысяч вольт, что представляет повышенную опасность при их эксплуатации. Поэтому, имея относительно невысокие световые характеристики, они применяются, в основном, в наружной световой рекламе и называются газосветными, или неоновыми (последнее название популярно, но не совсем точно). В них используется непосредственное свечение газа в электрическом разряде: неон излучает насыщенный оранжево-красный свет, аргон — голубовато-белый. Другие цвета излучения получаются за счет применения цветного стекла и смесей инертных газов друг с другом и с ртутью. В последнем случае на стенки трубки наносится люминофор, и лампа работает как люминесцентная.

С момента создания первых люминесцентных ламп в 1930-х годах, при разработке которых ведущая роль в отечественной светотехнике принадлежала С.И. Вавилову, не прекращается их совершенствование. Основной тенденцией сегодня является производство энергоэкономичных ламп с электронными высокочастотными ПРА. Зарубежными фирмами достигнуты максимально высокое качество цветопередачи люминесцентных ламп (R_a =99), а также значения световой отдачи (104 лм/Вт) и срока службы (до 60 тыс. ч). В перспективе ожидается создание люминесцентных ламп со световой отдачей до 130 лм/Вт.

Газосветная трубка диаметром 10—18 мм может иметь значительную длину и принимать любую криволинейную форму. Яркость таких отечественных ламп в зависимости от цвета излучения находится в пределах 500—3500 кд/м2. срок службы составляет 6—8 тыс ч. Зарубежные фирмы (Япония, США, Чехия, Словакия) выпускают газосветные лампы с десятками цветовых оттенков и более высокими характеристиками. Достоинством этого типа ламп является их нечувствительность к температуре окружающей среды и способность работать в динамическом режиме.

Кроме указанных выше достоинств, присущих всему классу разрядных ламп, люминесцентные лампы обладают малой яркостью и низкой температурой поверхности колбы, что способствует широкому распространению светящих поверхностей (потолки, панели, полосы, искусственные окна) в интерьере, а также рождению новых стилистических приемов его светопространственной организации. Люминесцентные лампы имеют относительно низкую себестоимость, связанную с высокой степенью механизации их производства, простотой конструкции, доступностью сырья и материалов.

Вместе с тем у стандартных ЛЛ есть и существенные недостатки — малая единичная мощность при относительно больших габаритах, с чем связаны трудности перераспределения и концентрации их светового потока, что необходимо при освещении высоких помещений и, в особенности, открытых пространств; ненадежная работа при низких температурах окружающей среды, что делает их малопригодными для наружного освещения; существенное снижение светового потока при низких температурах и к концу срока службы; пульсация светового потока, приводящая в определенных случаях к появлению стробоскопического эффекта при наблюдении движущихся объектов (плавное движение объекта воспринимается как прерывистое и может быть причиной повышения травматизма).

Многие из этих недостатков преодолеваются современными технологическими средствами, в частности, применением ЭПРА или диммеров, позволяющих изменять их яркость и, соответственно. световой поток, выпуском безэлектродных ламп и т.п.

К перспективному типу ламп относятся индукционные лампы, производство которых в начале 1990-х годов начала фирма PHILIPS. Новая концепция рождения света с помощью лампы QL (мощность 55 и 85 Вт) основана на электрическом разряде в газовой среде и электромагнитной индукции. Система лампы QL состоит из разрядной ртутной лампы низкого давления с люминофором, а также генератора высокой частоты (вместо ПРА у обычных люминесцентных ламп) и силового разъема, которые преобразуют электроэнергию в разряд. Поскольку у лампы QL нет ни электродов, ни спирали (т.е. наиболее чувствительных элементов), срок ее службы, заявленный фирмой 60 тыс. ч, практически неограничен. Устойчивость системы зависит от генератора и реле. Лампы QL обладают всеми известными достоинствами люминесцентных ламп и даже лучше их — мгновенное зажигание и перезажигание без мерцания, постоянный световой поток в широкой области температур воздуха, Т_ц 2700—4000 К, R_a = 80 и выше. Эти лампы целесообразно использовать там. где усложнена их замена. В 1993 году ими были снабжены, например, ретро-фонари в пешеходной зоне на Елисейских полях в Париже.

В стадии экспериментов находятся аналогичные по принципу действия индукционные серные лампы, спектр которых очень близок к солнечному.

Группа ртутных ламп высокого и сверхвысокого давления (см. рис. 2.48) является самой распространенной и многочисленной среди разрядных источников света. Наиболее широкое применение на первых порах (в 50—70-е годы XX века) получили дуговые ртутно-люминесцентные лампы (ДРЛ) высокого давления с исправленной цветностью.

Электрический разряд происходит в горелке, заполненной аргоном под давлением с каплей ртути (в трубке из кварцевого стекла, пропускающего УФ-лучи), помещенной во внешнюю колбу («рубашку») эллипсоидной формы из тугоплавкого стекла, покрытую изнутри люминофором. УФ-из-лучение ртутного разряда, составляющее до 40 % светового потока горелки, преобразуется люминофором в недостающее излучение в красной части спектра, в результате чего улучшаются спектральные характеристики лампы, и их цветопередача становится вполне удовлетворительной.

Лампы ДРЛ (Т_ц 4000—4500 К) применяют для наружного освещения и освещения производственных помещений с потолками выше 3—5 м, не требующих высокого качества цветопередачи.

При отсутствии люминофора ртутные лампы высокого давления излучают свет, сильно искажающий цвет предметов, особенно человеческой кожи, что объясняется недостатком оранжевокрасных лучей в спектре излучения ртути. Такие лампы применяются для декоративного освещения зелени. Существуют ртутные лампы высокого давления в простейшем исполнении — в виде трубки из кварцевого стекла без внешней колбы марки ДРТ (дуговая ртутная трубчатая). Их применяют в физиотерапии в качестве мощного источника ультрафиолета, а также в декоративном освещении садов и парков, для облучения светящихся красок (в театре, цирке, живописи).

Цветопередача ламп ДРЛ по мере их совершенствования улучшается. Выпускаются лампы ДРЛ «комфорт», «делюкс» и «суперделюкс», имеющие тепло-белый свет (Т_ц3350 К и R_a = 52—55), которые пригодны для освещения интерьеров общественных зданий и пешеходных зон в городе.

Наружная колба защищает горелку от воздействия внешней среды, поэтому лампы ДРЛ могут работать в широком диапазоне температур окружающего воздуха. Процесс разгорания лампы занимает несколько минут, а повторное се включение возможно только после остывания кварцевой горелки, что требует 10—15 мин.

Относительно большие размеры светящей колбы лампы ДРЛ затрудняют концентрацию светового потока при применении ее в прожекторах. Эта задача решается путем использования зеркальных (рефлекторных) ламп ДРЛ, применяемых для внутреннего и уличного освещения без специальной оптической арматуры.

Ряд зарубежных фирм (PHILIPS и др.) выпускают лампы смешанного света, представляющие собой комбинацию ртутной лампы высокого давления и лампы накаливания. Ртутно-кварцевая горелка и вольфрамовая спираль заключены, как и в лампе ДРЛ, в общую колбу. Спираль служит балластным сопротивлением для ртутной лампы и дополнительным источником излучения в красной части спектра, что вместе с люминофором улучшает цветопередачу. Световая отдача ртутно-вольфрамовых ламп до 26—28 лм/Вт, срок службы 3—5 тыс. ч, Т_ц 3500 К, R_a = 40—79. Лампа (диапазон мощностей 100—500 Вт) включается непосредственно в сеть и зажигается сразу, поэтому она с успехом может заменить лампы накаливания в жилых и общественных зданиях, а также в городских пространствах. Если внешняя колба выполняется из увиолевого стекла, то лампа служит одновременно источником света и эритемно-го УФ-излучения, т.е. ее свет по своему действию близок к солнечному.

Заслуживают упоминания и ртутные лампы сверхвысокого давления в виде шарообразной или трубчатой колбы из кварцевого стекла. Небольшие размеры и высокая яркость ламп ДРШ (дуговые ртутные шаровые) делают их удобными для использования в прожекторах и проекционных приборах концентрированного света. Лампы излучают голубоватый свет, спектр излучения — линейчатый с непрерывным фоном. При их эксплуатации требуется соблюдать меры предосторожности для защиты людей от интенсивного УФ-излучения (с длиной волны более 280 нм) и от возможного разрыва колбы при перегреве.

Поиск более совершенных способов преобразования электрической энергии в световую привел в начале 1960-х годов к созданию металлогалогенных ламп (МГЛ), которые открыли новую страницу в развитии разрядных источников света. По своему устройству эти лампы аналогичны лампам ДРЛ, но имеют перед ними ряд преимуществ. У нас они выпускаются под маркой ДРИ (дуговые ртутные с излучающими добавками). Перспективы их использования определяются исключительно широкими возможностями варьирования спектрального распределения излучения от практически однородного до непрерывного при высоком КПД и высокой удельной мощности.

В разрядную горелку МГЛ (в современных лампах - керамическую) кроме ртути и аргона, как в ртутных лампах высокого давления, вводятся в строго дозированных количествах смеси галогенидов (йодидов) галлия, натрия, индия, олова, лития, цезия, редкоземельных (диспрозий, гольмий, тулий) и других элементов в виде легко испаряющихся солей. После получения электрического разряда, когда в горелке достигается рабочая температура, галогениды металлов частично переходят в парообразное состояние, и атомы металлов начинают излучать характерные для них спектры. Подобрав определенную комбинацию наполнителей, можно получить практически любой спектр излучения и цветность света от белого до хроматического, удовлетворяющую самым высоким требованиям к цветовосприятию.

Внешняя колба стандартных одноцокольных МГЛ имеет эллипсоидную или цилиндрическую форму и изготавливается из прозрачного или покрытого светорассеивающим слоем (люминофором) стекла. Существуют компактные лампы в одноцокольном и двухцокольном (софитном) исполнении разной мощности и цветности излучения

Металлогалогенные лампы белого света признаны сегодня наилучшими для случаев, когда необходимо обеспечить хорошую цветопередачу при высокой освещенности (1000—2000 лк), например, для цветных кино- и телесъемок на стадионах и в спортивных залах (при переходе от естественного к искусственному освещению не изменяются цветовые оттенки изображения), в местах скопления народа (площади, выставочные и торговые залы) или по требованиям технологии (красильные и ткацкие цеха, типографии).

Цветные МГЛ выпускаются сегодня рядом фирм в четырех исполнениях: фиолетово-синего (А. = 465 нм), зеленого (А. - 535 им), оранжевого (А. = 595 нм) и сиреневого (magenta, А,= 500 нм) света. В ближайшем будущим эта палитра может расшириться. Благодаря миниатюрным размерам компактных МГЛ белого и цветного света, небольшой (20, 35, 70 Вт) и средней (150, 250 Вт) мощности снабженные ими светильники и приборы прожекторного типа имеют небольшие размеры. современный дизайн и совершенное техническое исполнение. Они находят все более широкое применение в городской среде: большая часть установок архитектурного освещения зданий и сооружений, декоративного освещения ландшафта оборудована приборами с МГЛ.

Освещение общественно-пешеходных зон также переводится во многих зарубежных городах на светильники отраженного света с МГЛ, обеспечивающие более комфортные и эстетически полноценные зрительные условия.

Пока еще МГЛ имеют относительно более высокую стоимость, чем ртутные и натриевые лампы, но они считаются одними из самых перспективных источников света, призванных заменить лампы ДРЛ и другие, поэтому активно ведутся работы по их совершенствованию.

В нашей стране массовый выпуск ламп ДРИ (МГЛ) был освоен перед Олимпийскими играми 1980 года для освещения крупных спортсооружений Большой спортивной арены в Лужниках и стадиона «Динамо», крытого стадиона спорткомплекса «Олимпийский» в Москве и др.

В городской среде с МГЛ успешно конкурируют натриевые лампы, которые в настоящее время более предпочтительны по технико-экономическим и эксплуатационным характеристикам, но имеют более низкое качество цветопередачи.

Натриевые лампы — одна из наиболее эффективных групп источников видимого излучения. Они обладают самой высокой световой отдачей среди известных разрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.

По своему устройству и принципу действия натриевые лампы во многом близки ртутным лампам — электрический разряд в парах натрия вызывает излучение характерного желтого цвета. Лампы малочувствительны к температуре окружающего воздуха, имеют значительные пульсации светового потока и 5—15-минутный период разгорания. Повторное зажигание возможно лишь после остывания горелки. Существуют натриевые лампы низкого и высокого давления.

Натриевые лампы низкого давления (НЛНД), созданные фирмой PHILIPS в 1932 году, имеют линейную или U-образную разрядную трубку из специального, устойчивого к воздействию агрессивных паров натрия стекла, помещенную во внешнюю вакуумную теплоизолирующую колбу-рубашку цилиндрической формы. Для облегчения получения электрического разряда в горелку вместе с нарами натрия вводят смесь неона и аргона.

Натриевые лампы низкого давления имеют неудовлетворительную цветопередачу, так как излучают монохроматический желто-оранжевый свет с длиной волны 589 им. Если учесть, что глаз наиболее чувствителен к излучениям в этой области, то понятно, что световая отдача ламп очень высока — около 200 лм/Вт, а в экспериментальных образцах — до 300-400 лм/Вт. т.е. КПД лампы достигает 50—60 %. Свет этих ламп повышает видимость и различимость объектов при низких уровнях освещенности, а также в тумане, поэтому они применяются в случаях, где цветопередача не имеет значения: в установках освещения загородных магистралей, транспортных перекрестков и туннелей, складов, товарных станций, промышленных сооружений, а также для декоративного освещения объектов, позолоченных или окрашенных в желто-оранжевые цвета (в Ленинграде в 1960—70-е годы прошлого века использовались в установках архитектурного освещения решеток Летнего сада с позолоченными элементами, фасадов Адмиралтейства, в «мемориальных» фонарях на Марсовом поле).

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), созданные в 1960-е годы, содержат смесь паров натрия и ртути с ксеноном, заключенную в колбе-горелке из химически и термически стойкого светопрозрачного керамического материала.

Наружная колба лампы имеет цилиндрическую или эллиптическую форму (реже - линейную) из прозрачного или светорассеивающего стекла. Спектр излучения ламп — сплошной, с максимумом в желто-оранжевой области (560— 610 нм). Свет стандартных НЛВД имеет золотистый оттенок, цветопередача удовлетворительная (Т_ц 1900—2100 К, R_a = 21—23). Цветность излучения улучшается при повышении давления паров натрия, при этом снижается световая отдача ламп сверхвысокого давления. Ряд фирм выпускают такие натриевые лампы «белого» света с Т_ц 2500— 3000 К и R_a =80. которые зрительно неотличимы от света ламп накаливания и производят благоприятное впечатление. По своему колориту их свет очень подходит для пешеходных зон. особенно в среде исторической застройки. Эти лампы эффективно использованы, например, в уличном освещении старого центра Лиона.

Стандартные НЛВД в наружном освещении дают заметную экономию капитальных и эксплуатационных затрат, поэтому уже с первых лет выпуска они активно вытесняют другие типы источников света с городских улиц. Например, в Нью-Йорке уже в 1983 году 90 % светильников в установках наружного освещения были оборудованы НЛВД. В архитектурном освещении Москвы НЛВД применяются, в большинстве случаев, для акцентирующего освещения деталей при преимущественном освещении фасадов металлогалогенными лампами. Если фасад здания целиком «вызолочен» светом этих ламп, он становится характерным ориентиром в ночной панораме (гостиница «Украина» в Москве, Эйфелева башня и Дом инвалидов в Париже и др.).

В группу газоразрядных источников света сверхвысокого давления входят ксеноновые лампы. Они представляют собой разрядную колбу в виде трубки или шара из кварцевого стекла, заполненную ксеноном. Электрический разряд в этом газе характеризуется высокой яркостью и непрерывным спектром излучения, близким к солнечному (Т_ц 6100—6300 К) и обеспечивающим высококачественную цветопередачу (R_a = 95—98). Поэтому шаровые ксеноновые лампы небольших размеров и мощности (75-2000 Вт) применяются. в основном, в проекционных приборах с цветным изображением и в современных прожекторах для создания световых эффектов в различных шоу и представлениях.

Мощные лампы (от 5 до 100 кВт), способные работать при низких температурах, используются в тех случаях, когда на обширной территории нужно создать небольшую освещенность (открытые карьеры, строительные площадки, сортировочные станции) или обеспечить хорошее цветовоспроизведение (полихромные архитектурные ансамбли, выставки). Их устанавливают обычно на большой высоте, чтобы избежать ослепления. В темноте свет ксеноновых ламп кажется холодно-белым, даже голубоватым, зрительно «разбеливающим» цвет предметов.

Ксеноновые лампы имеют относительно невысокие световые характеристики, требуют сложной системы зажигания, а для некоторых типов и охлаждения, поэтому на практике они почти вытеснены более эффективными МГЛ или НЛВД.

Принципиально иные способы преобразования электрической энергии в световую используются в светоизлучающих диодах и электролю-минесцентных панелях.

Светодиод LED (Light Emiting Diode) — это миниатюрный полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Он состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Принцип работы светодиодов открыт в 1920-х (О.В. Лосев, Нижегородская радиотехническая лаборатория) и опубликован в 1930-х годах (Г.С. Жданов, МГУ). Долгое время из-за технологических сложностей изготовления, низких светотехнических показателей и высокой стоимости светодиоды не находили использования в осветительных приборах. В 60—70-х годах XX века были созданы желто-зеленые, желтые и красные светодиоды, которые по долговечности, светоотдаче, надежности, безопасности уже превосходили миниатюрные лампы накаливания, поэтому их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, системах визуальной информации. В 1990-х годах японские ученые создали и предложили рынку сверхяркие светодиоды всех основных цветов, в том числе ранее отсутствовавшие и более дорогие голубые, зеленые и белые. Световая отдача их увеличилась до 15—40 лм/Вт, что сопоставимо с показателями галогенных ламп при значительно большем (до 100 тысяч часов) сроке службы. В ближайшие годы ожидается повышение этого базового показателя до 50 лм/Вт.

У светодиодов масса достоинств, что выгодно отличает их от всех существующих источников света и делает наиболее перспективными в ближайшем будущем источниками света нового поколения: малое энергопотребление, миниатюрные размеры, экологичность и длительный срок службы, механическая прочность, электробезопасность и надежность при эксплуатации практически в любой среде, неограниченный диапазон цветовых оттенков, получаемых, в частности, смешением RGB (red,green, blue) цветов, излучаемых в статическом иди динамическом режимах, чистота и стабильность цвета, а вместе с ними простота диммирования, возможность компьютерного управления и безынерционного включения—выключения. Единственное, что тормозит массовое распространение светодиодов — их цена: сегодня стоимость одного люмена, излученного светодиодом, в 100 раз выше, чем галогенной лампой. Но специалисты утверждают, что в ближайшие 2— 3 года этот показатель снизится в 10 раз. Есть и другие технические сложности, на преодоление которых могут уйти десятки лет, прежде чем светодиоды станут полноценными осветительными приборами на все случаи жизни.

В последние годы на основе светодиодов выпускаются LED модули в двух основных формах — линейки и панели. Светодиодные линейки при соответствующем исполнении и классе защиты, а также но ценовым показателям, успешно заменяют газовые лампы, стекловолоконные светодиоды или световой шнур типа «дюралайт» на миниатюрных лампах накаливания в «световой графике» рекламно-информационных и иллюминационно-праздничных систем, а также линейные осветительные приборы на люминесцентных

В последние годы на основе светодиодов выпускаются LED модули в двух основных формах — линейки и панели. Светодиодные линейки при соответствующем исполнении и классе защиты, а также но ценовым показателям, успешно заменяют газовые лампы, стекловолоконные светодиоды или световой шнур типа «дюралайт» на миниатюрных лампах накаливания в «световой графике» рекламно-информационных и иллюминационно-праздничных систем, а также линейные осветительные приборы на люминесцентных лампах или лампах накаливания в ксеноне (например, светильники фирмы «Agabekov » и др.) для архитектурного освещения фасадов и интерьеров. Светодиодные панели предназначены для создания приборов прожекторного типа, для освещения больших по площади поверхностей. Высокотехнологичные изделия, входящие в комплекс осветительных установок на основе светодиодов с возможностью компьютерного регулирования интенсивности и цветности света получили название интеллектуальных систем освещения, о которых более правильно было бы говорить в п. 2.3.

Еще один способ преобразования электрической энергии в световую используется в электролюминесцентных панелях (ЭЛП), представляющих собой плоский конденсатор с прозрачными токопроводящими обкладками и слоем люминофора между ними, который включается в сеть без дополнительного балласта. Панели могут иметь различную форму и размеры и выполняться на твердой (стекло, керамика) или гибкой (пленка, фольга) основе. В последнем случае они могут наклеиваться на криволинейные поверхности, что дает необычный декоративный эффект. Под воздействием электрического поля люминесцирующий слой светится. Цветность и яркость свечения зависят от состава люминофора, напряжения и частоты колебаний тока.

Отечественная промышленность выпускала ЭЛП зеленого, голубого, желтого и красного цветов. Их световая отдача достигала 12 лм/Вт (теоретически — 100 лм/Вт), срок службы — 15 тыс. ч, яркость свечения при стандартном напряжении 220 В и частоте 50 Гц составляла 1 — 15 кд/м2, при частоте 1000 Гц — 17—250 кд/м2. Максимальной яркостью обладали зеленые панели, минимальной — красные. Стоимость была достаточно высока, поэтому они применялись лишь в некоторых установках световой сигнализации, информации и рекламы. В экспериментальном порядке в США еще в 1950-е годы была создана жилая «комната будущего», в которой потолок и верхняя часть стен были облицованы ЭЛП. Образовалась большая светящая поверхность невысокой яркости, создающая равномерное, мягкое освещение и обеспечивающая высокий световой комфорт как в пасмурный день под открытым небом.

Сегодня ряд зарубежных фирм представляет на рынках ЭЛП в виде гибких шнуров разного диаметра и лент различной ширины и цветности излучения, которые находят применение главным образом в световом дизайне информационных, рекламных и декоративно-оформительских установок.

Нетрадиционным и пока дорогим, но уже получившим многократное экспериментальное применение во временных установках архитектурного освещения городов, источником света является лазер, который в будущем может играть более активную роль в формировании световой среды и создании иллюзорных, виртуальных эффектов в связи с развитием лазерной голографии и передачей информации с помощью лазерного луча. Этот узкий и практически параллельный световой луч обычно характеризуется определенным цветом и мощностью видимого излучения в ваттах. Эта мощность — лишь маленькая часть общей электрической мощности, потребляемой лазером. Мощным лазерам необходимо активное водяное охлаждение, поскольку электроэнергия концентрируется в небольшом объеме.

Тип лазера, известный как ионный, наиболее подходит для различных шоу. Неон-гелиевые лазеры красного цвета при мощности менее 50 мВт слишком слабы; кристаллические лазеры имеют пульсирующее излучение.

Ионный аргоновый лазер может иметь мощность от 1000 мВт до 20 Вт. Главная спектральная линия находится в зеленой области, но можно получить фиолетовые и синие линии с помощью призменного разложения или дифракции.

Ионно-криптоновый лазер (мощность от 1,2 до 6 Вт) имеет красное излучение, но его номинальный световой поток в 4 раза меньше, чем у аргонового лазера. Пучок может быть разложен призмой на более слабое синее, зеленое и желтое излучения.

Существует также белый лазер.

Лазерный пучок хорошо виден, если в атмосфере имеются примеси — пыль, дым. туман, облака. Мутный воздух характерен для большинства современных больших городов. Перемещая луч на достаточно высокой скорости, можно создать плоские или конические световые поверхности в пространстве и, проектируя их на экран, стену, облако, можно писать ими или рисовать. Движение луча может быть осуществлено с помощью зеркал, управляемых двигателями по компьютерной программе, что позволяет получить любое необходимое движение. Сканирующий луч лазера эффектно применяется, например, в спектаклях «Звук и Свет» на пирамидах в Гизе близ Каира.