تاریخچه پیدایش و پیشرفت مهندسی روشنایی

تاریخچه پیدایش و پیشرفت مهندسی روشنایی

مهندسی روشنایی از طرفی روشهای تولید نور و از طرف دیگر نحوه نور پردازی را شامل می شده است. منابع نور در دوره های قدیم تنها روشنایی حاصل از آتش بود که بعدها به صورت مشعل تکمیل گردید. در اواخر قرن هیجدهم چراغ روغنی که نوعی روغن نباتی می سوزاند و شمع عالی ترین منابع نور به شمار می رفتند. این منابع نوری ضعیف بودند و تنها بعد از غروب آفتاب در خانه ها مورد استفاده قرار می گرفتند و اصولا نیازی به استفاده از نور مصنوعی به منظور طولانی کردن روز کاری حس نمی شد. در اواخر قرن هیجدهم در بسیاری از کشورها بخصوص انگلستان دوره صنعتی آغاز شد. در این دوره به علت نیاز کلنیهای اروپایی وآمریکایی به مصنوعات، به تولید بیشتر احتیاج پیدا شد. برای تولید بیشتر از طرفی ماشینها به جای کارگران در کارخانجات مورد استفاده قرار گرفت و از طرف دیگر با یافتن منابع نوری مناسبتر، ادامه تولید در شب هنگام در کارخانجات رفته رفته امکان پذیر شد. در سال  1820 چراغ گازی که گاز ذغال می سوزاند ساخته شد. در اواسط قرن نوزدهم پارافین جای روغن های نباتی را در چراغهای روغنی گرفت. کشف نفت و امکان استفاده از آن در منابع نور در سال  1858 در آمریکا صورت گرفت. با اینکه منابع نوری که از نفت استفاده می کردنددر ابتدای قرن بیستم در اروپا معمول گردیدند، ایرانیان، چینیها و هندیها از قرنها پیش از نفتی که در باکو استخراج می شد به این منظور استفاده می کردند.

        در مورد لامپهای الکتریکی همان طور که میدانید اولین منبع جریان دائم یعنی پیل ولتا   در سال 1800کشف شد و اثر جریان در ایجاد نور در سال  1802 شناخته شد ولی استفاده عملی ازلامپ برقی دهها سال بعد ممکن گردید. در سال 1879 ادیسون اولین لامپ الکتریکی را که در کارخانه قابل تولید بود تکمیل نمود. لامپ ادیسون دارای رشته زغالی بود که در اثر عبور جریان گرم می شد و در حالت التهاب، نور ساطع می کرد. برای اینکه از سوختن زغال جلوگیری شود آن را در داخل حباب شیشه ای که از هوا خالی بود قرار

می دادند. در این وضعیت زغال به سهولت تبخیر میشد و لذا افزایش درجه حرارت بیشتر از حد معینی ممکن نبود. با استفاده از اجسام دیگر برای رشته ،اوسیوم با درجه حرارت ذوب حدود 2800 درجه سانتیگراد در سال 1905، و تانگستن با درجه حرارت ذوب حدود 3400 درجه سانتیگراددر سال 1906، افزایش درجه حرارت رشته ممکن گردید ودر نتیجه برای یک توان الکتریکی معین نور بیشتری به دست آمد. در لامپهای التهابی امروزی از تانگستن استفاده میشود . لامپهای اولیه دارای حبابی بودند که مانند لامپ ادیسون از هوا خالی بود. در سال 1913 لانگمیر لامپی را که از گاز خنثی پر بود معرفی نمود که از تبخیر فلز رشته جلوگیری میکرد. لیکن به علت هدایت بیشتر حرارت، ضایعات حرارتی بیشتر داشت و درجه حرارت رشته را پایین می اورد. برای رفع این اشکال، لانگمیر رشته را به صورت سیم پیچی درآورد که سطح جانبی رشته و در نتیجه اتلاف حرارت را کاهش می داد. این لامپها در سال 1934 به بازار آمد. پیشرفت لامپهای رشته ای در سالهای گذشته نیز ادامه داشته است. برای جلوگیری از تبخیر تانگستن که روی سطح داخلی حباب به صورت سیاهی ظاهر می شد، و سبب کاهش عمر و نور لامپ میشد، پیشنهاد شد که مقدار کمی ید به گاز داخل حباب اضافه شود. تانگستن تبخیر شده در حرارت حدود 800 درجه سانتیگراد باید ترکیب شود ویدور تانگستن تولید کند. در حرارت حدود 2000 درجه سانتیگراد یعنی در اطراف رشته، یدور تانگستن به تانگستن وید تجزیه می شود و تانگستن روی رشته می نشیند. علاوه بر ید گازهای دیگری از خانواده هالوژنهامورد استفاده قرار گرفته است و به این دلیل لامپها را لامپهای هالوژنی می نامند که از سال 1960 معمول شده اند.

از طرف دیگر لامپهای تخلیه در گاز در حدود سال 1950 معرفی شد. در این لامپها از بخار جیوه یا بخار سدیم استفاده می شود. وقتی جریان از گاز یونیزه شده عبور می کند برخورد الکترونها با اتمهای گاز سبب تشعشع می شود. رنگ نور بستگی به نوع گاز و فشارآن دارد. لذا بر خلاف لامپهای رشته ای ،در این نوع لامپها نور به وسیله التهاب در درجه حرارت بالا

تولید نمی شود. نور در این لامپها بر خلاف لامپهای رشته ای که طیف پیوسته دارند، تنها در فرکانسهای معین که بستگی به نوع گاز دارد تولید می شود.

تازه ترین پیشرفت در صنعت لامپهای گازی، لامپهای فلورسنت هستندکه در آنها سطح داخلی لوله شیشه ای لامپ از پودری پوشانده می شود که می تواند تشعشع گاز داخل را گرفته و نور در طول موج بزرگتری بدهد. با ترکیب پودر های فلورسنت مختلف می توان نور مناسب با طیف تقریبا پیوسته مانند نور لامپهای التهابی تولید نمود. امتیاز اصلی لامپهای تخلیه گازی داشتن بازدهی یا بهره نوری بالاتر است. تازه ترین روش تولید نور، الکترولومینانس است. در این روش با عبور دادن جریان متناوب از اجسام بخصوصی نور تولید می شود. این روش هنوز به علت بهره نوری کم برای روشنایی ساختمانها توسعه نیافته و تنها برای تابلوهای علائم،تابلوهای شماره خانه هامورد استفاده قرار می گیرند.

به طور معمول، تاسیسات روشنایی خارجی در کارخانه ها شامل روشنایی محوطه های سبز عمومی، محوطه های بار گیری و انبارها هستند.