Роман Ульянов, Илья Шиколенко, Владимир Завьялов, Московский государственный строительный университет
Стремительное развитие электроники на базе полупроводниковых технологий, делает доступными к реализации идеи, о которых в прошлом веке можно было только мечтать. Одним из важных стимулов развития инженерной и научной мысли, на протяжении веков являлось стремление обеспечить улучшение качества жизни человека в окружающем его мире.
Ввиду происходящего процесса урбанизации, а также освоения северных территорий нашей страны, современное человечество все большую часть своей жизни вынуждено находиться в условиях искусственного или совмещенного освещения.
Как правило, для освещения жилых, производственных и общественных зданий и сооружений применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы, которые зачастую по своим характеристикам не могут обеспечить спектральный состав излучения соответствующий естественному освещению [1]. Тем не менее, излучение источников освещения, оказывает воздействие на человека, результат воздействия может быть, как положительным, так и негативным [2].
Таким образом, управляя освещением можно вызывать различные физиологические реакции организма человека, следовательно, с помощью управляемого искусственного освещения, возможно оказать необходимый терапевтический эффект, полезный людям, страдающим от недостатка естественного солнечного излучения. Для обеспечения, освещения по спектральному составу близкого к излучению естественных источников, была разработана «Концепция системы освещения помещений с автоматическим управлением на базе светодиодов» [3] (далее - Концепция), основными положениями Концепции являются:
1. Применение в качестве источников освещения светодиодов.
2. Обеспечение регулирования параметров освещения с помощью средств вычислительной техники.
3. Регулирование интенсивности и спектрального состава излучения
4. Обеспечение обратной связи.
5. Обеспечение системы управления и диспетчеризации освещения.
На основании математической модели рассмотренной при анализе актуальности данной Концепции [4], можно сделать вывод о том, что с помощью типовых образцов светодиодов промышленного производства, возможно, добиться излучения видимого спектра приближенного к естественному. Графики, представленные на рисунке 1, построены в относительных величинах и позволяет нам сравнить спектральную плотность излучения гипотетической установки, состоящей из светодиодов белого цвета различных оттенков (теплого, холодного, нейтрального), а также монохроматических светодиодов и излучение нормализованного источника D65.
Как видно из рисунка в некоторых диапазонах удается добиться почти полной идентичности графиков. Указанный выше рисунок, также позволяет сравнить спектральный состав излучения условного светодиода с цветовой температурой 6500К и излучение нормализованного источника D65, в результате сравнения видно значительное расхождение графиков во многих диапазонах длин волн. Хотя в данном случае с точки зрения эффективности восприятия человеческим зрением излучения различных оттенков, цвет свечения светодиода будет близок к дневному свету естественного освещения, спектральный состав будет отличаться. Для обеспечения управления различными каналами осветительной установки, возможно применение ШИМ регулирования [5], что позволит более гибко управлять ограниченным набором излучателей в установке.
По итогам проведенных исследований можно сделать выводы о том, что не смотря на отсутствие возможности необходимой точности регулирования состава излучения, ввиду ограниченности типовых светодиодов, выпускаемых промышленным производством, а также ввиду увеличения затрат на систему освещения по причине значительно большей технической сложности относительно существующих систем освещения, данная разработка является перспективной и потенциально востребованной. Применение данной концепции целесообразно при освещении жилых, административных и производственных помещений, а также при освещении помещений находящихся в условиях полного отсутствия естественного освещения.
1) Домасев М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. Спб.: Питер. 2009. 224 с.
2) Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение. М.: Колос. 1982. 272 с.
3) Ульянов Р.С., Завьялов В.А Концепция системы освещения помещений с автоматическим управлением на базе светодиодов // Молодой учёный. 2013. Вып.3. С.108-111.
4) Ульянов Р.С., Завьялов В.А. Анализ актуальности концепции системы освещения помещений с автоматическим управлением на базе светодиодов // «Молодежный научный форум: Технические и математические науки»: материалы I студенческой международной заочной научно - практической конференции. (27 Марта2013 г.). Москва: Изд. «Международный Центр Науки и Образования». 2013. С.44-50.
5) Шиколенко И.А., Завьялов В.А. Применение ШИМ в регулировании освещенности рабочего места // Молодой ученый. 2013. №3. С.122-125.
