5.5.1 Glödljuslampor
Glödljuset är en av de äldsta artificiella ljuskällorna som fortfarande används. Detta är till stor del tack vare glödljusets enkla princip. Det största problemet i glödljusets barndom var att hitta ett material som kunde tåla de höga temperaturer som glödtråden utsätts för [35]. Efter ett otal försök föll valet på volfram som kan bearbetas till det som på svenska kalls tungsten (på engelska är tungsten istället benämningen på just volfram). Nästa förbättring av glödljuset var att fylla kolven med gas istället för vanlig luft, om kolven fylls med inaktiv gas såsom kväve eller argon så motverkas glödtrådens förångning [35]. Även spiraliserad glödtråd, och senare en dubbelspiralisering, ökade glödljusets effektivitet. Sedan 1933, då de första glödljusen med dubbelspiraliserad glödtråd togs fram, har utvecklingen av glödlampan stått still.
Glödljuset kan delas in i tre olika grupper: glödlampor, halogenglödlampor för lågvolt och halogenglödlampor för nätspänning. Glödlampan är den vanligaste lampan för hemmabruk, men trots detta står glödlampor för endast 10 % av allt artificiellt alstrat ljus [40]. Fördelar är bland annat färgåtergivning, ljusfärg och lågt pris medan låg verkningsgrad och livslängd hör till nackdelarna. En normal glödlampas livslängd är ungefär 1000 timmar [35].
Halogenglödlamporna är effektivare än de vanliga glödlamporna. Anledningen till detta är en tillsats av halogener, vanligtvis brom eller jod, som leder till att volframpartiklar kan återanvändas. Resultatet blir förutom en ökad verkningsgrad även längre livslängd och vitare ljusfärg.
Glödljusen kan ha en mängd olika utseenden. Exempelvis glödlampan finns med flera olika sorters socklar. Dessutom kan kolven vara klar, matterad (slammad), opaliserad eller färgad. Kolven kan förutom detta dessutom ha olika form, förutom normalglödlampan är kronljuslampor och klotlampor de vanligaste formerna. Alla glödljus kan ljusregleras med dimmer [41].
5.5.2 Urladdningslampor
Urladdningslamporna är en grupp bestående av flera olika sorters ljuskällor: raka lysrör och cirkellysrör, kompaktlysrör och lysrörslampor, HID-lampor metallhalogen och
högtrycksnatrium och kvicksilverlampor.
Urladdningslampor, främst raka lysrör och kompaktlysrör, är de vanligaste ljuskällorna i offentlig miljö och på arbetsplatser. Utomhus är HID-lampor vanligast. HID står för High-pressure Intensity Discharge. Högtrycksnatriumlamporna dominerar, men metallhalogenlamporna blir allt vanligare.
I en urladdningslampa alstras ljus genom en urladdningsprocess mellan två stycken elektroder [42]. I lågtryckslamporna finns en gasblandning (vanligtvis argon eller krypton samt en mindre mängd kvicksilver) som aktiveras inuti ett glasrör [35]. Glasröret är på insidan belagt med ett lyspulver. Högtryckslamporna alstrar ljus i en glaskolv där en ljusbåge skapas mellan två stycken volframelektroder.
Urladdningslampor behöver strömstabiliserande driftdon, dessa beskrivs i stycke 8.3.
Urladdningslampor har sämre färgåtergivning än glödljus, på grund av urladdningslampornas diskontinuerliga strålningsspektrum [42]. Enligt Hjertén mfl. hindrar inte det diskontinuerliga spektrumet att urladdningslampornas ”ljusstrålning kan ge tillräckligt god visuell kvalitet för de flesta ändamål” [41]. En klar fördel med urladdningslamporna är den långa drifttiden, för dagens lysrör brukar 10 000 timmar anges som ett rimligt värde.
Majoriteten av de nya lysrör som installeras idag är av T5-typ. T5-rören har andra längder och en mindre diameter än den äldre varianten, T8. T5 kan dessutom endast användas med elektroniska driftdon.
Lysrörslampor kallas i vardagligt tal ofta för lågenergilampor. Dessa urladdningslampor kan i många fall ersätta traditionella glödlampor. Lysrörslamporna liknar glödlamporna till utseende och finns med samma socklar (främst E14 och E27), driftdonen är inbyggda i sockeln [40]. Dessutom finns det kompaktlysrör som passar i armaturer med inbyggda don.
Till funktionen är kompaktlysrören lysrör i miniatyr [35]. Det är viktigt att alltid undersöka vad som händer med belysningssituationen då glödljus byts mot lysrörslampor eller kompaktlysrör. I många fall går det utmärkt att byta, men ibland kan armaturen vara anpassad specifikt till glödlampor eller så ger en urladdningslampa inte tillfredsställande ljus.
5.5.3 Induktions- och svavellampor
Induktionsljus och plasmaljus är speciella system och i dagsläget inte lämpade för belysning i fastigheter. Induktionsljus alstras på samma vis som lysrör, men tändningen kommer från induktion. Fördelen är den extrema livslängden, 60 000 timmar.
Svavellampan går också under namnet plasmalampa. Den ytterst speciella lampan består av en magnetron som med hjälp av mikrovågsteknik upphettar svavel till plasma [42].
Värmeutvecklingen innebär att ljuskällan måste rotera samtidigt som den kyls med fläktar.
Livslängden begränsas av magnetronen som sägs ha en livslängd på 15 000 timmar.
5.5.4 Dioder, LED
LED står för Light Emitting Diode och är en av många olika slags dioder. Diodljusets funktion är mycket annorlunda jämfört med övriga ljuskällor. Dioderna är halvledare och en kontrollerad elektronemission omvandlar elektrisk energi till ljus [42]. Dioder har sedan ett par år tillbaka omtalats som det nya inom belysningsteknik, men röda lysdioder började serietillverkas redan 1962 [42]. Från dioder fås ett monokromatiskt (enfärgat) ljus och efter det röda ljuset kom orange, gult och grönt ljus. 1994 tillverkades den första dioden med blått ljus. För att kunna få vitt ljus går det att antingen komplettera en blå lysdiod med ett särskilt lyspulver eller blanda röda, gröna och blå dioder (så kallade RGB). Vanligt Ra-index för de vita diodljusen är 70, men de finns med Ra-index över 90. En fördel med dioder är deras långa livslängd, tillverkare rapporterar livslängder på så mycket som 50 000 timmar. Sådana livslängder är naturligtvis oerhört positivt både ur materialsynpunkt och för drift- och underhåll.
För att kunna använda dioderna för belysning är det oftast nödvändigt att montera dioder i moduler, men i vissa sammanhang passar de bra att montera som de är. Dioder avger ett riktat ljus och går i de flesta fall att ljusreglera. Ett problem har varit den värme som dioderna alstrar. Till skillnad från glödljus som alstrar både ljus och värme i samma riktning, så alstrar dioderna dessa åt var sitt håll. Detta faktum leder lätt till överhettning då dioderna ska sitta i armaturer. På de nya diodlamporna med utseende som glödlampor blir detta problem löst med hjälp av flänsar. De streck ovanför sockeln som syns i figur 10 är flänsar som är till för att leda bort värme.
Figur 10. Phillips Master LED, dioder med glödljusutseende [43].
5.5.5 Fiberoptik
Fiberoptik är inte en egentlig ljuskälla utan ett sätt att överföra ljus från ett ställe till ett annat.
Fiber kan vara sidostrålande eller ändstrålande. Det förstnämnda innebär att hela fibern lyser, medan det andra alternativet medför ljusstrålning endast där fibern slutar. Fördelen med fiberoptik är den enkla transporten av ljus vilken innebär att ljuskällan kan placeras långt från det ställe som ska belysas. Nackdelarna är att ljuskvalitén inte räcker till för alla användningsområden.
5.5.6 Sammanfattning
Informationen i den följande tabellen är hämtad från ”Lärobok i belysningsteknik” skriven av Leif Wall.
Tabell 11. Sammanfattning av ljuskällornas för- och nackdelar [40]
Glödljus Urladdningslampor Induktions- och svavellampor
Dioder, LED Fördelar Enkel Lång livslängd Induktionsljus
har lång livslängd
Extrem livslängd Behagligt ljus Högt ljusutbyte Fria
från kvicksilver
Högt ljusutbyte
Liten Mycket hög driftsäkerhet Små
Mycket god
färgåtergivning
God färgåtergivning Riktat ljus
Billig i inköp Mycket ekonomisk Färgeffektiva
Nackdelar Kort livslängd Storlek Under utveckling Under utveckling Lågt ljusutbyte Kan anses som trista. Svavellamporna
behöver kylning
Don används till urladdningslampor. Urladdningslampor kan inte drivas med nätspänning så donens funktion är att begränsa strömmen in i lamporna.
Magnetiska don består av en liten reaktor eller drossel med lindad järnkärna. Magnetiska don ger förluster på 15-25 % av lampeffekten. Andra kända nackdelar är flimmer och de brummande ljud som kan uppstå av magnetiska don [44]. De magnetiska donen har nästan helt ersatts av elektroniska don.
5.6.2 Elektroniska don
En av de stora fördelarna med elektroniska don är att förlusterna blir mycket mindre än för magnetiska don. Vanliga förluster för elektroniska don är mellan 10-15 %.
HF står för High Frequency eller högfrekvensdriftdon. De äldre, magnetiska, donen innebar att urladdningslampan tändes och släktes i takt med att växelströmmen ändrade riktning, detta innebar att lampan blinkade till 50 gånger per sekund. Så snabba förändringar registreras inte av ögonen, men hjärnan upplever trots detta ett flimmer som kan vara väldigt besvärande [41]. HF-donen ger istället flera tusen blinkningar per sekund (normalt mellan 30 000 till 70 000). En annan fördel är att lampor med HF-don slocknar direkt istället för att blinka då de behöver bytas.