В освещении объектов инфраструктуры не существует мелочей. Система освещения должна работать бесперебойно, выполняя стандарты ГОСТ по уровням освещенности, яркости, равномерности, слепящего действия и других (многих других) параметров.
Для обеспечения ее стабильной работы в светильниках и прожекторах принимаются специальные меры по повышению надежности.
На промышленно-логистических объектах могут быть особо сложные условия работы. Возможна работа с углем, нефтепродуктами, топливом, другими загрязняющими веществами. Поэтому, несмотря на то, что использование светильников без защитного стекла вовсек практиковалось ранее, на подобных объектах это сегодня недопустимо.
Кроме того, в нашей стране множество промышленных и инфраструктурных объектов могут находиться в суровых климатических условиях с длительными низкими температурами, влажностью, соленостью.
Все это делает необходимым надежную защиту оптического и электрического отсеков. И если электронные компоненты и блок питания обычно защищены конструктивно и находятся внутри корпуса, то светодиоды должны быть защищены прозрачным защитным стеклом, к которому предъявляются особые требования. У прожекторов Аметист компании ГК Инжиниринг проводится контроль за соблюдением, проверяя каждый прожектор в ходе производства.
Требования к защитному стеклу:
- постоянная прозрачность (стабильный коэффициент пропускания) на протяжении всего срока эксплуатации, чтобы обеспечить сохранение уровня освещенности и не допустить его падения из-за помутнения стекла;
- механическая прочность, чтобы избежать разрушения стекла и нарушения защиты при механических ударах. Механическая прочность каждого стекла контролируется ударом стального шара массой 227 грамм, сбрасываемого с определенной высоты (в зависимости от толщины стекла);
- характер разрушаемости. Если стекло все же разбито, должно осыпаться мелкими осколками размером не более 75 мм по ГОСТ 30698, чтобы это было максимально безопасно для человека.
- Устойчивость на изгиб. Поскольку для обеспечения степени защиты IP осуществляется прижим стекла к корпусу прожектора, т.е. физическое давление, это конструктивное воздействие не должно приводить к деградации стекла или микротрещинам.
- Термоустойчивость. Прожектор может работать как во внешних условиях -60 градусов, так и +40 в жаркие летние вечера. При этом температура в точке пайки светодиодов на светодиодной плате может составлять до 85 градусов (при внешней температуре 25 градусов). То есть разброс температур, воздействующих на стекло, может быть достаточно сильным, и оно должно оставаться абсолютно нечувствительным к нему, не деформируясь и не нарушая герметичность соединения.
- Химическая нейтральность к щелочам и кислотам, что особенно важно при эксплуатации в промышленных зонах.
Требования к прожектору с защитным стеклом на примере прожектора Аметист
- обеспечение вместе с силиконовым уплотнением степени защиты IP66 прожектора без нарушения герметичности на протяжении всего срока эксплуатации;
- возможность очистки стекла струей воды под давлением без нарушения герметичности
- механическая прочность при ударных воздействиях на прожектор при транспортировке, монтаже и эксплуатации.
Рис. 1 Пример установки защитного стекла
Практика показала, что обеспечение степени защиты и герметичности прожекторов от пыли и влаги с помощью защитного стекла - наиболее надежный метод. Иногда высказывается мнение о возможности применять решения на светодиодах без защитного стекла. Доводы за: увеличение эффективности системы до 5% засчет отсутствия рассеяния света на стекле и удешевление решения засчет меньшего количества компонентов прожектора, отсутствия стекла и элементов его крепления. Но такой подход имеет и свои недостатки.
Для обеспечения герметичности светодиодной платы в отсутствие защитного стекла используется вторичная оптика с уплотнителем.
В США проводилось специальное исследование Illuminating Engineering Society о разнице в эксплуатации осветительных приборов с защитным стеклом и без него. Оно показало, что естественное загрязнение гораздо сильнее влияет на светильники без защитного стекла, поскольку поверхность геометрически более сложная. Спад светового потока на 20% - это огромная цифра!
Используем эту картинку
Рис.2 Динамика спада светового потока прожекторов со стеклом и без стекла
В этом же исследовании показано не только большее загрязнение прожекторов без защитного стекла, но и худшая промываемость всеми способами, от протирки до струи воды под давлением. То есть не только ускоренное накопление грязи и снижение светового потока как следствие, но и затруднение борьбы с этим и меньшая эффективность методов очистки.
Помимо этого, усиление загрязнения ведет и к другим негативным последствиям. Так, налет грязи в результате нагревания способствует образованию микротрещин в защитной оптике, что ведет к дополнительному рассеянию света на них, но, что намного хуже - в конце концов к нарушенпию герметичности. Задокументированы случаи массового выхода из строя прожекторов по этой причине: https://eu.detroitnews.com/story/news/local/detroit-city/2019/05/07/detroits-led-streetlights-going-dark-after-few-years/3650465002/
Используем эту картинку
Рис. 3 Последствия выхода из строя из-за загрязнения прожекторов без защитного стекла
Вывод. Для объектов повышенной ответственности, социального и экономического значения, к которым относятся порты, аэропорты, логистические центры, объекты железнодорожной инфраструктуры, дороги - рекомендуется использовать прожекторы с защитным стеклом.
- Нормы освещения выполняются надежно без понижения освещенности с течением времени
- Чистка эффективна, а если IP66, то возможна струей воды под давлением
- Загрязнение не накапливается и не приводит к выходу из строя и нарушению герметичности, прожекторы стабильны “на дистанции”
Если к тому же используется обеспечение IP66 без герметика, а с силиконовым уплотнением, как у прожектора “Аметист” - то в этом случае возможна быстрая замена стекла вне заводских условий