0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эволюция светильника: формы от Средневековья до наших дней

Содержание

Эволюция светильника: формы от Средневековья до наших дней

С точки зрения дизайна светильники прошли долгий путь от необходимого функционального элемента до арт-объекта. По всему миру сформировалось несколько легендарных форм, например, венецианские канделябры из выдувного стекла, лампы Tiffany в США и эффектные варианты в стиле 1980 годов. В этом материале мы постараемся рассмотреть самые важные моменты эволюции светильника и увидеть в каждом из них атмосферность определенного периода или региона.

Черный брутализм: кованые светильники в эпоху от Древней Персии до Средневековья (XI-XVI века)

Металлические кованые светильники были изобретены в Древней Персии (ныне Иран) и именно оттуда с торговыми караванами и каравеллами по Шелковому пути попали в Европу. Кованые светильники до сих пор является частью средиземноморского стиля — караванная дорога, получившая название Шелковый путь, связывала Восточную Азию именно со Средиземноморьем.

Дизайн интерьера дома в Лос-Анджелесе от дизайнеров Nate Berkus и Jeremiah Brent, стоимость 14 млн долларов. Источник: people.com

В принципе, любые европейские светильники из черного металла с очень громоздкими брутальными каркасами были вдохновлены арабскими традициями. Но только в Мавритании и на Ближнем Востоке до сих пор сохранилась традиция кованых светильников с ажурными элементами и стеклянными мозаичными вставками. Европе в то время, к сожалению или к счастью, эти технологии все еще казались слишком сложными.

Марокканский светильник из тонкого металла. Источник: pier1.com

Европейские люстры: от дерева до хрусталя и муранского стекла (XII-XIX века)

Люстра как форма появилась еще в XIII веке в Голландии, и изначально такой светильник изготавливался из натурального дерева на металлической опоре. А вот хрустальные люстры в сочетании с металлическим основанием появились во Франции только в конце XIII века. Лишь в 1880 году при развитии технологии шлифовки кварца (с использованием кислоты из фтора) люстры начали изготавливать в промышленных масштабах.

В Великобритании — полностью стеклянные люстры. Особенностью стекольной промышленности Великобритании в это время стало производство полностью стеклянных люстр (без деревянных или металлических деталей).

Полностью стеклянная английская люстра производства Chandelier F. & C. Osler (English Manufacturer, active 1807-1922). Место производства: West Midlands, Birmingham. Источник: Corning Museum of Glass.

Во Франции — грифоны, цветы и ангелы. Производить качественные хрустальные люстры во Франции начали в XIX веке, а кроме витиеватых орнаментов в дизайне люстр появились грифоны, ангелы, животные и множество других элементов.

Французская люстра 1890 года с декоративными элементами в виде стеклянных листьев. Источник: eloquence.com

Португалия — органический дизайн. Португалия, в свою очередь, выбрала органический дизайн и стала украшать свои люстры растительными мотивами.

Основанная в 1961 году семейная компания Serip Lighting со штаб-квартирой в Лиссабоне использует бронзу и стекло ручной выдувки для создания своих люстр органических форм.

Российская Империя. Именно в Российской Империи были придуманы люстры, сплошь увешанные маленькими кристаллами и бусинами, полностью закрывающими металлический корпус, — из-за своей страсти к максимальной роскоши российская знать была на слуху у всей Европе.

Люстра в имперском стиле 1930 года. Источник: 1stdibs.com

Италия. История Венеции столь же уникальна и захватывающа, как и дизайн местных муранских ламп. В 1291 году, чтобы избежать пожаров на стекольных производствах, которые могли бы уничтожить центр города, всех стекольщиков переселили на остров Мурано. А вместе с вынужденным переселением был принят закон и о том, что мастера не имеют права переезжать в другие страны и передавать или продавать технологии за рубеж. Венецианская лагуна стала центральной точкой в истории развития стекольного промысла в целом и стеклянных светильников в частности.

Лампа от дизайнера Irenaeus Kraus, изготовлена в 1910 году в стиле ар-нуво в Венеции. Рыночная стоимость — около 9 тыс. долларов. Источник: 1stdibs.com

В начале XVIII века Джузеппе Бриати создал то, что мы называем канделябрами — классические люстры острова Мурано с декоративными элементами на центральной металлической оси. Витиеватость барокко и рококо, дворцовая роскошь и красочные цветовые гаммы составляли невообразимо красивые комбинации.

К сожалению, после вторжения войск Наполеона в 1797 году в стекольном производстве Италии начался затяжной кризис. Но благодаря стараниям таких стекольщиков как Пьетро Бигалья, Анджело Онгаро, Джованни Фуга, Винченцо Моррети, Андреа Риода, которые восстановили сотни технологий и способов, в 1840 годах вновь началась работа.

Оригинальная люстра La Murrina Jardin de Verre S18 blue (Италия) из коллекции Jardin de Verre. Муранское стекло, металл. Стоимость — ок. 2,5 млн рублей.

В последние 30 лет производство муранских люстр вышло на совершенно новый уровень. Благодаря иностранным инвестициям и многоплановому маркетингу муранские люстры опять стали синонимом исключительной роскоши мирового масштаба.

Роскошь ар-нуво и лампы Tiffany

К 1900 году на рынке появилось большое количество конкурирующих компаний по производству светильников, а внутреннее электрическое освещение в каждой комнате стало вполне обычным явлением. Светильники в стиле ар-нуво завоевали особое место за счет разнообразия форм и доступности в Европе.

В это же время на другой стороне Атлантики взрывает рынок лампа Tiffany Lamp, созданная нью-йоркским дизайнером интерьеров Луи Тиффани. Она воплощает эстетику в стиле ар-нуво с витражами из свинцового стекла, на которых изображены пасторальные и цветочные мотивы.

Лампы Tiffany, изготовлены в период 1900-1910 гг. Средняя стоимость сейчас — 5–2,5 тыс. долларов. Фото @nckhui (Twitter).

Эпоха ар-деко: новая роскошь 1920-х

В XX веке дизайн интерьера сместился в сторону чистых линий и смелых форм, воплощенных в динамике модерна. Благодаря богатым цветам, смелым геометрическим объемам и использованию новых промышленных технологий, ар-деко стало первой вехой дизайна интерьера в эпоху потребителей.

Винтажный светильник в стиле ар-деко в интерьере нью-йоркского дизайнера интерьера Amanda Nisbet

Люстра, вдохновленная эпохой ар-деко и Эмпайр Стейт Билдинг

Бронзовые светильники 1930 года от Charles J. Weinstein. Рыночная стоимость — 65 тыс. долларов. Источник 1stdibs.com

Mid-century modern: сталь в 1960-ые

Для дизайна интерьера середина XX века была самой настоящей Золотой эпохой. Разработанный братьями Кастильони торшер Arco — прекрасный пример элегантного современного дизайна в стиле mid-century modern и особенного подхода, который пытался использовать минимальное количество материалов для создания форм с максимальным эффектом.

Светильник второй половины XX века от Hans-Agne Jakobsson. Источник: bukowskis.com

Оригинальный торшер Arco от FLOS продается за 3,5 тыс. долларов. Источник: Hivemodern.com

Лампа T372/12 Patricia Ceiling от Hans-Agne Jakobsson, 1960-ые. Источник: Pamono.co.uk

Революция чистых форм: геометрия в 1980-ые

Новые технологии производства и более простые стили демократизировали дизайн интерьера в 1980 годах. Символьные, тяжелые и орнаментальные светильники вышли из моды. Возрождение шло на волне минимализма и черпало вдохновение из скандинавской и восточной культур.

Светильник «Спутник» от Stilnovo, муранское стекло. Производство 1986 г., Италия. Источник 1stdibs.com

Светодиодная лихорадка

Светодиодная лихорадка в дизайне интерьера началась с появления стиля хай-тек во второй половине прошлого века, но сейчас, к 2020 году, светодиоды выходят на новый уровень использования. Встроенные светильники, интегрированные ленты, датчики движения… Без всего этого уже сложно представить современный интерьер, как центр города — без светодиодных экранов.

Дизайн интерьера от Lider Interiors (Бразилия). Источник: liderinteriors.com.br

Новая эклектика: 2014-.

Сочетая органические силуэты, современные методы и формы, иногда — роскошь ар-деко, а иногда — футуристический минимализм, новая эклектика поражает разнообразием. У этого стиля нет географии, он расширяет горизонты.

Люстра от John-Richard в стиле новой эклектики. Источник: www.johnrichard.com

Люстра от John-Richard в стиле новой эклектики с полудрагоценными агатами. Источник: www.johnrichard.com

Дизайн интерьера Hotel Barcelona Ciutadella Motel One в Барселоне. Студия WLAN. Источник: booking.bom

Революция Tala LED: 2015-.

К 2000 году стали очевидны проблемы со старой лампой накаливания. Расточительная с точки зрения производства и выдаваемой энергии технология явно нуждалась в замене. Новая линия светодиодных ламп Tala имитирует выходную мощность ламп накаливания, но значительно более энергоэффективна. Создатели доказали, что экологичность и дизайн могут идти рука об руку.

Читать еще:  Перепланировка двухкомнатной квартиры

История светильников: от факела до светодиода

Искусственное освещение – одна из ключевых примет прогресса.
Эволюция осветительных приборов очень наглядно демонстрирует
весь путь развития человечества, от простого к сложному.

Первым источником искусственного освещения служил костер или очаг в пещере первобытного человека.

Необходимость местного освещения возникла с развитием ручных ремесел. Первыми точечными светильниками стали факелы – палки, обмотанные просмоленной паклей. В галереях средневековых замков факелы вешали на стены на манер бра. В бедных домах зажигали лучины – длинные щепы на подставке.

Глиняные масляные лампы были изобретены в III тыс. до н. э. в античной
Греции. В обожженные чаши наливали оливковое масло или расплавленный жир, затем опускали туда фитиль и зажигали свободный конец. За счет капиллярного эффекта масло поднималось по фитилю вверх и горело.

В I тыс. до н. э. появились медные, латунные и бронзовые масляные лампы. Чтобы осветить помещение по всей высоте, использовались опоры и подвесы.

  • Стационарные светильники-лампидарии оснащались треножниками, которые позже были заменены канделябрами.
  • В общественных местах устанавливали многорожковые светильники
    (шандал, менора).
  • Переносные светильники с горючей жидкостью назывались лампадами и лампионами.

Свечи и люстры

Сальные и восковые свечи начали изготавливать в Древнем Риме 2000 лет назад. С XVII века вошли в моду вычурные металлические люстры с многорядным расположением свечей. Свет становился ярче, отражаясь в каждой грани хрустальных подвесок.

Газовые и керосиновые лампы

Газовое топливо использовалось для заправки ламп с XV столетия, однако массовое распространение газовые фонари и рожки получили в начале XIX
века, когда была освоена газификация угля.

Получение керосина путем перегонки нефти вдохновило изобретателей на создание керосиновых ламп. Серийное производство, налаженное в 1856 году
в США, взяло за основу конструкцию с плоским фитилем, предложенную Рудольфом Дитмаром из Вены. Позже для увеличения тяги и защиты пламени
от ветра горелку убрали под стеклянный колпак.

Изобретение лампы накаливания Томасом Эдисоном в 1879 г. дало начало
эпохе электричества. Источником света здесь выступала раскаленная
вольфрамовая нить, через которую протекал электрический ток.
С середины ХХ века лампы накаливания постепенно замещают более яркие и
экономичные газоразрядные источники света.

Да здравствует свет! Или эволюция осветительных приборов

Зачастую, мы так привыкаем к удобствам нашего века, что даже не задумываемся, откуда берутся самые привычные для нас вещи. Взять к примеру электрический «свет» — главный источник работоспособности всей мировой индустрии. Каждый день мы нажимаем на выключатель, чтобы сделать свое жилище светлее, включаем компьютеры, телевизоры, электрические чайники, и много других электроприборов, не говоря уже о деятельности мировых электрических сетей в целом. Как же это все развивалось? Автор diletant.media Анна Баклага, предлагает вспомнить этот путь — от огня до электричества.

Искусственный свет был в обиходе человечества на протяжении многих веков. Вначале — факелы, лучины и масляные лампады, потом — восковые и сальные свечи, а затем — керосиновые лампы и электрические светильники. В качестве стационарного источника света служил костер, в качестве переносных — факелы, конструкция которых со временем менялась: от простой головешки, вынутой из костра, до рукоятки, обмотанной паклей и пропитанной нефтью, жиром или маслом.

Позже человечество изобрело лампу — кувшин, наполненный маслом, с погруженным в него фитилем (веревочным или тканевым). В третьем тысячелетии до нашей эры появились первые свечи — бруски, из перетопленного твердого животного жира, с фитилем внутри. Они породили серьезный прорыв в области светильников. Отличаясь большим удобством и будучи несложной и экономичной в производстве, свеча способствовала созданию целого семейства самых различных светильников. В средние века в качестве материала для свечей применяли пчелиный воск. В настоящее время для этих целей используется парафин.

В конце XVII века была сформирована люстра из свечей. Это был массивный металлический каркас, на который крепилось множество подвесок из стекла или из природного камня. Вес такой люстры мог достигать порядка тонны. Чтобы зажечь в этой конструкции свечи, необходимо было прежде опустить люстру, а затем, уже с зажженными свечами — поднять. Гасились свечи специальными металлическими колпачками, которые крепились на длинную рукоять.

Уже во второй половине XIX века в обиход вошли керосиновые лампы, а немного позже их стремительно вытеснили газовые фонари, которые стали поистине революционным решением вопросов уличного освещения. Между тем, несмотря на то, что газовые фонари исправно несли свою службу по освещению улиц, они безудержно коптили. Решением проблемы стало использование калильной сетки, представляющей собой мешочек из ткани, пропитанный раствором различных солей. При прокаливании ткань сгорала, оставляя тонкий след, ярко светящийся при нагревании под действием пламени.

Между тем, человечество стало ощущать недостатки в предыдущих видах освещения. И в 1800 году Алессандро Вольта изобрел батарею, которая стала первым электрическим источником света. Это изобретение дало людям первый постоянный и надежный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области. Вслед за этим, первая электрическая лампочка, или лампа накаливания, была изобретена в 1809 году англичанином Деларю. Появился фонарик на батарейках. Правда, свет излучала не лампа накаливания, а электрическая дуга между угольными электродами, а батареи занимали целый стол. В 1809 году Хэмфри Дэви продемонстрировал дуговой свет в Королевской академии наук в Лондоне. Генераторов в то время не было, и батареи были единственным источником электропитания.

В 1854 году Генрих Гёбель создал лампу, на основе обугленной бамбуковой нити, помещенной в вакуум. В 1872 году русский инженер Александр Лодыгин подал заявку на изобретение лампы накаливания и в 1874 году получил российский патент. В дальнейшем, он запатентовал свое изобретение во многих странах.

В 1878 году, Павел Яблочков усовершенствовал конструкцию, поставив электроды вертикально и разделив их слоем изолятора. Такая конструкция получила название «свеча Яблочкова» и использовалась во всем мире. Например, Парижский оперный театр освещался с помощью таких «свечей». Электрическая дуга давала яркий и достаточно сбалансированный по спектру свет, что позволяло использовать его очень широко.

В 1879 году Томас Эдисон закончил работу над лампочкой накаливания с угольной нитью, ставшей одним из крупнейших изобретений XIX века. Его заслуга была не в разработке идеи лампы накаливания, а в создании практически осуществимой, широко распространившейся системы электрического освещения с прочной нитью накала, с высоким и устойчивым вакуумом и с возможностью одновременного использования множества ламп. К 1884 году крупные американские города освещали более 90 тыс. дуговых ламп.

Современные же лампочки с вольфрамовой спиралью и заполненные инертным газом начали производиться через сто лет, с 1909 года. Разработаны они были Ирвингом Ленгмюром. В СССР же, существовало понятие «лампочка Ильича», которое было связано с началом масштабной электрификации страны, начиная с 1920 года.

Эволюция источников света

Со времен изобретения первой угольной лампы накаливания прошло около 180 лет. Революция в мире освещения того времени уже давно осталась позади и мало кто задумывается, как все начиналось. Со временем технологии менялись: лампу с угольной спиралью сменила лампа накаливания с платиновой спиралью, затем лампа с обугленной бамбуковой нитью в вакуумированном сосуде и великое множество других модификаций ламп. Каких только материалов не было испробовано для создания более эффективной лампы накаливания, однако это не принесло существенных результатов. В современных лампах накаливания используется спираль из вольфрама, но и этот редкий материал позволяет добиться, что всего 5% энергии преобразуется в свет. Глобальный переворот пришелся лишь на эпоху энергосберегающих и светодиодных ламп. Основанные на совершенно ином принципе свечения, данные лампы позволили человечеству в разы улучшить качество освещения и сократить на него расходы.

Давайте же попробуем отследить всю историю источников света и существующие в наше время типы ламп.

В наши дни все лампы можно поделить на три основные группы: накаливания, газоразрядные и светодиодные. Люди «старой закалки» наотрез отвергают последние два вида, что напрасно. Но пойдем по порядку.

Лампы накаливания

Лампа накаливания представляет собой электрический источник света, светящимся телом которого служит проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры. Все лампы накаливания можно разделить на пять видов:

К преимуществам ламп накаливания можно отнести их низкую стоимость, небольшие размеры, мгновенность включения, отсутствие токсичных компонентов, работа при низкой температуре окружающей среды. Но их недостатки, все же, не сопоставимы с современными требованиями к источникам света. К ним относятся: низкая эффективность (КПД не более 5%), короткий срок службы, резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения, цветовая температура в пределах от 2300 до 2900 К, высокая пожароопасность.

Лампы накаливания постепенно остаются в прошлом, но отдадим должное истории, проложившей тропу от истоков к современным источникам освещения:

1838-1854 гг. — первые лампы, работающие от электрического тока. Изобретатели: бельгиец Жобар, англичанин Деларю, немец Генрих Гебель.

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.

В 1876 году российский изобретатель и предприниматель Павел Николаевич Яблочков разработал электрическую свечу и получил на неё французский патент. Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. Изобретение Яблочкова можно отнести также к разрядным лампам.

Читать еще:  Композитная арматура – виды, характеристики, особенности

В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.

В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.

В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.

В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме General Electric, придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

Газоразрядные лампы

Опыты по созданию свечения в заполненных газом трубках начались в 1856 году. Свечение большей частью было в невидимом диапазоне спектра. И лишь в 1926 году Эдмунд Джермер предложил увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в однородный белый свет. В результате, началась эпоха газоразрядных ламп.

В настоящее время Э.Джермер признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и к 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования.

1927-1933 гг. — венгерский физик Дэнис Габор, работая в компании Siemens&Halske AG (сегодня компания Siemens), разработал ртутную лампу высокого давления, которая сегодня повсеместно используется в уличном освещении.

Серьезный вклад в совершенствование флуоресцентного порошка, позже названного люминофором, сделал в 30-х годах прошлого века советский физик Сергей Иванович Вавилов.

1961 год — создание первых натриевых ламп высокого давления. В конце 70-х годов прошлого века компания General Electric первой выпустила на рынок натриевые лампы, а немного позже и металлогалогенные.

В начале 80-х годов появились первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

В 1985 году компания OSRAM первой представила лампу со встроенным электронным ПРА.

Все многообразие газоразрядных ламп можно представить следующей схемой:

Самые популярные из этой группы, пожалуй, компактные люминесцентные лампы. Они позволяют экономить электроэнергию до 5 раз по сравнению с лампами накаливания, при этом срок их службы составляет около 8 лет. Корпус данной лампы нагревается в незначительной степени, что позволяет использовать их повсеместно. Кроме того, люминесцентные лампы могут иметь различные цветовые температуры и различные варианты внешнего вида.

Но, к сожалению, КЛЛ обладают несколькими недостатками, к которым относятся:

  • Значительное снижение срока службы при работе в сетях с перепадами напряжения, а также при частых включениях и выключениях.
  • Спектр такой лампы — линейчатый. Это приводит не только к неправильной цветопередаче, но и к повышенной усталости глаз.
  • Компактные люминесцентные лампы содержат 3-5 мг ртути.
  • Использование выключателей с подсветкой приводит к периодическому, раз в несколько секунд, кратковременному зажиганию ламп (в качественных лампах невидимому для глаз), что приводит к скорому выходу из строя лампы.
  • Обычные компактные люминесцентные лампы несовместимы с диммерами. Стоимость диммируемых ламп примерно в 2 раза выше.

По этим причинам вопрос о новых технологиях при изготовлении источников света оставался открытым. В свет широко шагнули светодиодные лампы.

Светодиодные лампы

Светодиодные источники света основаны на эффекте свечения полупроводников (диодов) при пропускании через них электрического тока. Малые размеры, экономичность и долговечность позволяют изготавливать на основе светодиодов любые световые приборы. В наши дни светодиоды занимают значительную долю рынка источников света и используются повсеместно.

Первое сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Marconi Company. Примечательно, что эта компания впоследствии стала частью General Electric и существует по сей день.

В 1923 году Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиолаборатории показал, что свечение диода возникает вблизи p-n-перехода. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за Россией приоритет в области светодиодов, утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

В 1962 году Ник Холоньяк в компании General Electric разработал первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне.

В 1972 году Джордж Крафорд (студент Ника Холоньяка), изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз.

В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку). Компания Monsanto была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах.

Компании Hewlett-Packard удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

К преимуществам светодиодных ламп можно отнести:

  • Высокий КПД.
  • Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).
  • Длительный срок службы, более 40 тыс. часов.
  • Малые размеры.
  • Безопасность — не требуются высокие напряжения.
  • Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
  • Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

Основные недостатки светодиодов в первую очередь связаны с их высокой стоимостью. Так, например, отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50-100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания. Помимо этого можно выделить еще два момента:

  • Светодиоду необходим постоянный номинальный рабочий ток. Из-за этого появляются дополнительные электронные узлы, повышающие себестоимость системы освещения в целом.
  • Относительно низкая предельная температура: мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют конструкционно неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком маленькие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп прочих видов).

На сегодняшний день специалисты сходятся во мнении, что за светодиодами ближайшее будущее в освещении. Более эффективной и практичной технологии в настоящее время не существует.

Учитывая возрастающую потребность человечества в искусственном освещении можно предположить, что появятся и новые, более эффективные технологии. Но придут они уже на замену светодиодов, которые в ближайшие годы станут такой же обыденностью как когда лампы-то накаливания.

Приобрести качественную светодиодную лампу можно у нас в магазине Светодиодная лампа

История освещения: от костра до светодиодов и дальше

Содержание

    • Костёр, а с ним и свет, и тепло
    • Пробуем электричество
    • Приветствуем газорязрядные лампы!
    • Появление светодиодов
    • Смотрим в будущее

Кому из людей не знаком страх темноты? Конечно, многие взрослые скажут: чего там бояться, темнота она и есть темнота. Но давайте попробуем вспомнить то время, когда мы были детьми: кровать с уютными подушкой и одеялом представлялась крошечным безопасным островком в море темноты. Шкаф становился проходом в неизведанное, пространство под кроватью – убежищем для монстров. Почему темнота оказывает такое влияние на большинство людей, откуда берётся страх перед ней и почему мы чем дальше, тем отчаянней нуждаемся в свете?

Некоторые исследователи полагают, что страх перед темнотой появился у людей ещё в древности как следствие жизненного опыта. Например, многие хищники ведут ночной образ жизни, а значит, вероятность быть съеденным ночью оказывается выше. К тому же наши органы чувств плохо приспособлены к условиям слабой освещённости: всё-таки человек – существо преимущественно дневное. Добавим к этому суточные ритмы, которые (если речь не идёт о привыкшем к ночному образу жизни, хотя и тут вопросов остаётся достаточно) изменяют биохимические процессы в организме, что приводит к снижению умственной активности и физических способностей. Картина получается тревожная: человек ночью весьма уязвим. Ну а где тревога – там и страх, который в современном городе кажется чем-то иррациональным, но поспорить с опытом тысяч прошлых поколений, запечатлённым в нашей ДНК, не так-то просто.

Поэтому современные города стали похожи на новогодние ёлки – в поле зрения людей постоянно находится как минимум один источник света, а чаще – намного больше. В отдельных случаях экологи даже используют понятие «светового загрязнения» для описания засветки, возникающей над крупными городами, что ещё раз подчёркивает вред от избыточного освещения.

Костёр, а с ним и свет, и тепло

Когда-то человеческие поселения были еле-еле освещены светом костров и факелов. Первым источником света для первых людей стал огонь. И дело пошло на лад: хищники остались в окружающей костёр темноте, а поселенцы вдобавок получили источник тепла для приготовления пищи.

Читать еще:  Повышение прямой эффективности котлов — роль автоматизации

Первый источник света для человека мог бы выглядеть примерно так

А почему вообще костёр светит? Горение – в самом общем случае – это процесс превращения одних веществ в другие, проходящий со значительным выделением тепла. Нас же интересует конкретный случай: что происходит при взаимодействии с кислородом. Когда мы подносим горящую спичку к топливу (пускай это будут обыкновенные дрова), поверхность дерева нагревается выше температуры воспламенения, и молекулы веществ, из которых состоит древесина, вступают с кислородом в химическую реакцию. При этом снова выделяется тепло и реакция становится самоподдерживающейся – выделившееся при сгорании одной порции вещества тепло идёт на воспламенение другой.

Среди продуктов сгорания присутствует множество частиц с избыточной энергией, полученной в ходе реакции. Но долго пребывать в таком виде они не могут и стремятся вернуться в основное состояние. А поскольку энергия ниоткуда не берётся и никуда не пропадает, она испускается в том числе в виде фотонов, которые формируют как видимый свет, так и инфракрасное излучение, которое мы воспринимаем как тепло. Но здесь и кроется загвоздка. Поскольку на видимый свет приходится лишь небольшая часть излучения, световая отдача костра, факела, свечи и т.п. очень невелика.

Вплоть до XIX века, когда широкое распространение начало получать освещение электрическое, человечество использовало практически одно горение как источник света. На этом пути были перепробованы различные варианты топлива и исполнения светильников: в разное время и в разных ситуациях люди пользовались лучинами, керосиновыми и масляными лампами, свечами, газовыми фонарями. Встречались и экзотические решения. Например, индейцы использовали для освещения своих хижин высушенную рыбу-свечу с пропущенным через неё фитилём – обилие в ней жира прекрасно поддерживает горение. Собственно, поэтому эта небольшая рыбка и получила в народе такое название (по-научному же она это эвлахон или тихоокеанский талеихт).

Пробуем электричество

С приходом эпохи электричества ситуация начала меняться. Первыми электрическими лампами, вопреки расхожему мнению, стали вовсе не лампы накаливания, а угольные дуговые источники света. В таком приборе источником света выступала электрическая дуга, образовывавшаяся между двумя угольными электродами. В конце XIX века такие лампы получили широкое распространение в качестве источников уличного освещения.

Свечи Яблочкова на Набережной Виктории в Лондоне, декабрь 1878 года

Электрическая дуга появляется, когда вещество между двумя электродами под воздействием мощного электрического поля ионизируется и переходит в состояние плазмы. Но, как и в случае с горением, отдельные ионы стремятся вернуться в устойчивое энергетическое состояние, вследствие чего происходит их рекомбинация со свободными электронами, а излишек энергии испускается в виде фотонов. В зависимости от того, чем заполнено пространство между электродами – воздухом, благородными газами, парами металлов или их солей – изменяется спектр получаемого излучения.

Кстати, одним из изобретателей, отличившихся на поприще электрического света, стал наш соотечественник Павел Николаевич Яблочков, разработавший простую и эффективную конструкцию угольной дуговой лампы, в дальнейшем и названной его именем – свечой Яблочкова. Однако, Павлу Николаевичу тоже не удалось преодолеть один из самых больших недостатков таких источников света – их маленький срок службы. Большинство образцов угольных дуговых ламп горели не больше 100 часов.

Поэтому в начале XX века повсеместно стали использоваться более долговечные лампы накаливания с нитями из тугоплавких металлов, которые до сих пор, по прошествии уже более чем ста лет, всё ещё остаются весьма популярными в силу своей дешевизны и неприхотливости. Хотя первые образцы, разработанные Томасом Эдисоном ещё в 70–80-х годах XIX века использовали угольное волокно и также имели ограниченный срок службы – около 40 часов, это не помешало им получить широкое распространение и иметь коммерческий успех. Ключевым фактором для них стало удобство использования и низкая цена – в течение первых пяти лет существования фабрики Эдисона по производству ламп их цена снизилась с 1 доллара 25 центов до 22 центов за штуку.

Современная лампа накаливания — со времён Эдисона внешне изменилось не так уж много

Приветствуем газорязрядные лампы!

Но о дуговых, или разрядных, источниках света никто не забыл. Ещё в 90-х годах XIX века Никола Тесла запатентовал систему освещения газоразрядными лампами, наполненными аргоном. Такая лампа требовала для своей работы источника тока высокого напряжения и высокой частоты. Кстати, далёкие потомки тех первых ламп используются и по сей день, наряду с криптоновыми, ксеноновыми, неоновыми и некоторыми другими.

В дальнейшем идея развивалась, появлялись металлогалогенные, натриевые лампы, большое распространение получили лампы ртутные – которые мы используем и сейчас. Хотя первые эксперименты с парами ртути в качестве внутренней среды газоразрядных ламп показали, что свет, отдаваемый таким источником, имеет довольно низкое качество – в видимой части его спектра преобладают синие и зелёные цвета. Более того, в нём велико количество ультрафиолета, для глаза невидимого, а в больших количествах вредного для живых организмов. На этом свойстве паров ртути, кстати, основаны бактерицидные и кварцевые лампы – в них используются специальные типы стёкол, которые в большей степени пропускают ультрафиолетовое излучение, чем привычное нам силикатное стекло.

Линейная люминесцентная лампа в светильнике типа ЛПО

В 1926 году группа немецких инженеров во главе с Эдмундом Гермером предложила покрывать внутреннюю поверхность ртутных ламп люминофором – веществом, которое способно поглощать ультрафиолет и переизлучать свет в видимом диапазоне. Так родилась люминесцентная лампа – она же лампа дневного света. Важным преимуществом газоразрядных ламп стала, была и остаётся более высокая эффективность по сравнению с лампами накаливания – их светоотдача может на порядок отличаться. А значит, меньше энергии становится теплом и больше – светом.

Появление светодиодов

Первые промышленно значимые светодиоды появились в 60-х годах XX века. На первых порах это были источники красного (реже – жёлто-зелёного) света, которые использовались в различных индикаторах. Эффективность их оставляла желать лучшего – всего 1-2 люмена на ватт, что было чуть ли не на порядок ниже традиционных ламп накаливания. 30 лет спустя, в середине 90-х годов, этот показатель составлял уже 30, а к концу тысячелетия – уже до 60 люменов на ватт.

Светодиод – это полупроводниковый прибор, излучающий свет при пропускании через него электрического тока. Источником же света служит процесс рекомбинации, также как у рассмотренных ранее дуговых ламп, но в данном случае он идёт не между положительно заряженными ионами и электронами, а между электронами и дырками – обычными «обитателями» полупроводников. Причём излучать светодиод может только в очень узком диапазоне спектра, определяемом составом полупроводника. Поэтому для создания белых светодиодов в любом случае используются люминофоры.

Серьёзным препятствием для массового внедрения светодиодного освещения оставалась высокая стоимость, но по мере открытия новых полупроводниковых материалов и увеличения объёмов производства их цена снижалась. Хотя до сих пор светодиодные лампы обходятся дороже, чем сопоставимые им по световому потоку лампы накаливания, это с лихвой компенсируется существенно более низким энергопотреблением и на порядок большим сроком службы.

Современные промышленные LED-светильники выглядят в большинстве своём аналогично

Распространённым является мнение, что газоразрядные лампы в настоящее время сменяются на светодиодные источники в силу большей энергоэффективности последних. Это тоже не совсем правда. До недавнего времени световая отдача большинства светодиодных светильников была ничуть не выше их аналогов, например, с натриевыми лампами высокого давления. Основными критериями здесь стали срок службы – чем дольше не нужно менять лампочку, тем меньше средств тратится на сам процесс замены, безопасность с экологической точки зрения – поскольку паров ртути в них нет, утилизировать светодиодный источник света можно, как любой другой электронный прибор. Но с развитием технологии световая отдача у светодиодов будет только расти, а классические газоразрядные лампы уже достигли практического предела и дальнейшие фундаментальные исследования в этой области кажутся нецелесообразными. В настоящее время перспективные образцы светодиодов, находящиеся на стадии исследовательской работы, показывают светоотдачу на уровне 250 лм/вт.

Смотрим в будущее

Что же нас ждёт в будущем? В настоящее время ведутся разработки в области органических светодиодов (OLED), но пока срок службы и характеристики не позволяют использовать их в качестве источника света. В любом случае потенциал светодиодного освещения ещё далеко не исчерпан, а значит, в ближайшие годы нас ждёт постепенное развитие этого направления с увеличением энергоэффективности и уменьшением цены.

Одним из перспективных направлений в развитии светодиодных приборов выглядит использование люминофоров на основе квантовых точек. Квантовая точка – это полупроводник, расстояние между энергетическими уровнями электронов в котором зависит от его геометрии. При переходе от одного уровня к другому испускается фотон, а значит, меняя размер квантовой точки и, соответственно, расстояние между энергетическими уровнями, мы можем менять энергию фотона, а следовательно – и частоту излучения или цвет света. Эти и некоторые другие свойства позволяют говорить о превосходстве квантовых точек над традиционными люминофорами. В настоящее время производство квантовых точек возможно в промышленных масштабах. Некоторые компании уже представили конечные продукты, в том числе и лампы, на их основе.

Источники:

http://design-mate.ru/read/objects/lamps-evolution-forms-from-middle-ages-to-present-day

http://www.msveta.ru/advices/istoriya-svetilnikov-ot-fakela-do-svetodioda.html

http://diletant.media/articles/29201766/

http://shine.ru/company/blog/istoriya-sozdaniya-lamp/

http://top-svet.ru/info/articles-and-reviews/lighting-history/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector