К атегория: Электромонтажные работы

Основные световые величины

К основным световым величинам относят: световой поток, освещенность и силу света.

Мощность излучения лампы, которая оценивается по световому ощущению, производимому на глаз человека, называют световым потоком и выражают в люменах (лм). Падая на какую-либо поверхность, световой поток освещает ее. Световой поток обычной стеариновой свечи составляет 10-15 лм, электрической лампы накаливания мощностью 25 Вт и напряжением 220 В - свыше 200 лм.

Отношение светового потока лампы (лм) к потребляемой лампой мощности (Вт), или величина светового.потока получаемой на 1 Вт потребляемой мощности, называют световой отдачей (светоотдачей), которая характеризует экономичность ламп.

Световой поток, приходящийся на единицу освещаемой поверхности, называют освещенностью и выражают в люксах: E=F/S (или 1 лк = 1 лм/1 м2), где F - световой поток, лм, S - освещаемая площадь, м2.

Плотность светового потока в данном направлении называют силой света и выражают в канделах (кд). Она характеризует распределение светового потока источника света.

Предметы, окружающие нас, способны отражать, поглощать или пропускать световой поток. Различают три вида отражения и пропускания света телами: рассеянное, направленное (зеркальное) и направленно-рассе-янное.

Рассеянное, или диффузное, отражение характерно для предметов, которые светятся с яркостью, одинаковой во всех направлениях, например гипс, мел, молочное стекло. Предметы, которые рассеивают падающий на них свет и одновременно начинают сами светиться, но с неравномерной яркостью, обладают направленно-рассеянным отражением, например матовое стекло, глянцевая бумага. Материалы, диффузно отражающие и пропускающие свет, широко применяют при изготовлении светотехнических приборов и устройств.

Светлые тона окраски помещений с установленным оборудованием максимально отражают падающий на них свет, что позволяет создавать уровень требуемой освещенности при использовании источников света меньшей мощности и с меньшим световым потоком по сравнению с темной окраской.

Освещенность нормируется для каждого помещения и рабочего места. На основе установленных норм освещенности проектируют освещение производственных помещений, учреждений, культурно-бытовых объектов, территорий, при этом норма освещенности газоразрядными лампами в 1,5 - 3 раза выше, чем лампами накаливания. Освещенность, требуемую по нормам, создает рабочее освещение, а при наличии аварийного - оба вида освещения. Аварийное освещение для продолжения работы должно создавать освещенность не менее 5% (2 лк) нормы для общего освещения, а эвакуационное - не менее 0,5 лк на полу по основным проходам помещений и лестницам.

При комбинированном освещении требуемая освещенность рабочих мест достигается в основном с помощью местного освещения, а от светильников общего освещения - не менее 10% нормы освещенности.

- Основные световые величины

Свет имеет сложную корпускулярно-волновую природу и представляет собой часть оптической области спектра. К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны от 0,38 до 0,78 мкм. В этом диапазоне волны (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение. Для гигиенической оценки освещения используются следующие показатели :

Световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет, характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм).

Один люмен – это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср).

Сила света J – пространственная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ(лм), исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла DW (стерадиан), к величине этого угла, измеряется в канделах (кд):

Телесный угол - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего .

Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ(лм), равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади DS (м 2), измеряется в люксах (лк):

Один лк – это освещенность 1 м 2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.

Яркость L поверхности под углом a к нормали – отношение силы света DJ а (кд), излучаемой освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади DS (м 2) проекции этой поверхности, на плоскость перпендикулярную к этому направлению, измеряется в кд/м 2:

где a – угол между направлениями силы света и вертикалью.

Одна кд/м 2 – это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1 м 2 силу света в 1 кд.

Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах :

где Е В – освещенность в точке внутри помещения, создаваемая светом видимого через световой проем участка небосвода, лк; Е н – освещенность в тот же момент времени вне производственного помещения, создаваемая равномерно рассеянным светом всего небосвода, лк.

Объект различения – наименьший элемент рассматриваемого предмета или дефект, которые необходимо различить в процессе работы (например, линия, знак, нить, пятно, риска, трещина, символ и т. п.).

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности.

Коэффициент отражения r определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад:

Значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02…0,95. r > 0,4 – фон считается светлым; r = 0,2…0,4 – средним; r < 0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном k – степень различия объекта и фона
характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, риски или др. элементов) и фона:

k > 0,5 считается большим (объект резко выделяется на фоне);

k = 0,2…0,5 – средним (объект и фон заметно отличаются по яркости);

k < 0,2 – малым (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности k E – критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока используемых источников света:

где Е max , Е min и Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний. k E = 15 – 65 % для газоразрядных ламп;
k E = 7 % для обычных ламп накаливания; k E = 1 % для галогенных ламп.

Пульсации освещенности возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Особо большие значения они имеют при использовании малоинерционных источников света, которыми являются люминесцентные лампы. Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта.

Малое значение коэффициента пульсации для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока лампы накаливания Ф лн в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0
(рисунок 3.1).

В то же время газоразрядные лампы (в т. ч. люминесцентные) обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Ф лл почти пропорционально амплитуде напряжения питающей цепи. Нормативные значения k E для газоразрядных ламп представлены в таблице 3.1.

Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности люминесцентные лампы включаются в разные фазы трехфазной электрической цепи. На правой нижней кривой рисунка 3.1 показан характер изменения во времени суммарного светового потока, создаваемого тремя люминесцентными лампами 3Ф лл, включенными в первом случае в одну фазу (фазу А сети), а затем в разные фазы трехфазной сети .

Введение

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на росте производительности труда.

Совмещенное освещение допускается для производственных помещений, в которых выполняются зрительные работы I и II разрядов; для производственных помещений, строящихся в северной климатической зоне страны; для помещений, в которых по условиям технологии требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (участки прецизионных металлообрабатывающих станков, электропрецизионного оборудования). При этом общее искусственное освещение помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами, а нормы освещенности повышаются на одну ступень.

Целью данной работы является рассмотрение и изучение освещения и его характеристик.

Основные светотехнические характеристики

Количественные показатели

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

- световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

- сила света J - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dф, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dЩ, к величине этого угла; J== dф/dЩ; измеряется в канделах (кд);

- освещенность Е - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dф, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м 2), к ее площади: Е=dф/dS, измеряется в люксах (лк);

- яркость L поверхности под углом б к нормали -это отношение силы света dJб, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению: L = dф/(dScosб), измеряется в кд * м -2 .

Качественные показатели

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Фпад; р == Фот/Фпад. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р >0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4-средним и при р <0,2-темным.

Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона -характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знаки, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (L op -L o )/L op считается большим, если k >0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k==0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k<0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности kЕ- это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

KЕ=100(E max -E min)/(2E ср);

где E max, E min E cp - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kе = 25...65 %, для обычныхламп накаливания k E ? 7 %, для галогенных ламп накаливания K E = 1%.

Показатель ослепленности Ро - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

Po=1000(V 1 /V 2 -1),

где V 1 и V 2 -видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V=k/k пop , где k пор - пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Посредством зрения люди воспринимают до 90 % необходимой для работы информации. Свет необходим для нормальной жизнедеятельности человека, сохранения его здоровья и поддержания высокой работоспособности. Рациональное освещение - одно из основных средств профилактики травматизма. Проведенные в США в 60-х годах XX в. исследования показали, что из-за недостаточной освещенности происходило около 20 % всех несчастных случаев, повлекших за собой экономические потери в размере = 2 млрд долларов в год.

Состояние функции зрения определяется следующими свойствами глаза:

остротой зрения - способностью глаза различать мелкие предметы;

скоростью зрительного восприятия - временем, в течение которого глаз успевает рассмотреть предметы;

временем ясного устойчивого видения, характеризующимся периодом, за который рассматриваемый предмет не утрачивает четкости контуров;

контрастной чувствительностью - способностью глаза различать яркости различной интенсивности;

зрительной адаптацией - приспособлением глаза к изменяющимся условиям освещенности;

аккомодацией - способностью глаза видеть предметы, находящиеся на различном расстоянии от него.

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным относятся световой поток Ф, сила света I, освещенность Е, яркость поверхности Я и коэффициент отражения р. Качественные показатели характеризуют условия зрительной работы. Это такие понятия, как фон, величина контраста объекта с фоном К, видимость V, показатель ослепленности Р и др.

Световой поток Ф - это лучистая энергия, вызывающая световое ощущение. Единица измерения - люмен [лм]. Люмен представляет собой световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в 1 стерадиан [ср].

Световой поток принято оценивать в пространстве и на повер­хности. В первом случае характеристикой служит сила света I- пространственная плотность светового потока: I = dФ/dw (здесь dw - телесный угол, в пределах которого распространяется свето­вой поток, ср); во втором - освещенность Е= dФ/dS (здесь dS - площадь поверхности, на которую падает световой поток, м 2). Единица измерения силы света - кандела [кд] (лат. candela - свеча): 1 кд = 1 лм/cp. Единица измepeния освещенности - люкс [лк]: 1 лк= 1 лм/м 2

Яpкocть Я -это часть пространственной плотности светового потока, исходящая от светящейся или освещаемой поверхности в сторону глаза. Она зависит от силы света, угла падения светово­го потока на плоскость, цвета предмета и др. Чрезмерная яркость называется блecткocтью. Единица измepeния яркости - нит: 1 Нт = 1 кд/м 2 .

Коэффициент отражeния р характеризует способность поверхности oтрaжaть падающий на нее световой поток: р = Ф отр /Ф пoд Поверхность, на которой рассматривают объект, называют фоном. При р > 0,4 фон считают светлым, при 0,2 < р < 0,4 - средним, при р < 0,2 - темным.

Koнтрacт объекта с фоном характеризуется отношением яркостей рассматриваемого объекта и фона: К = (Я ф - Я o)/Я ф (здесь Я ф и Я o - соответственно яркость фона и объекта). При К> 0,5 контраст объекта с фоном считают большим, при 0,2...0,5 - средним и при К < 0,2 - малым.

Bидимocть - это способность глаза воспринимать объект в зависимости от его освещенности, размера, яркости, контраста объекта с фоном и длитeльнocти экспозиции: V = K /К ^^ (здесь К ^ контраст объекта с фоном; К пор - пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым).

Пoкaзaтель oслeплeннocти:

P = 1000(k 0 -l),

где k o = V 1 /V 2 - коэффициент ocлeплeннocти; V 1 , V 2 - видимость объекта наблюдения соответственно при экранировании и при наличии блecткиx источников в поле зрения.

Чyвcтвитeльнocть глаза неодинакова к различным цветам. Наибольшая восприимчивость наблюдается по отношению к желтому и желто-зеленому цветам, наименьшая - к красному и фиолетовому.

KЛACCИФИкациЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Классификация производственного освещения приведена на рисунке 1. Естественное освещение наиболее благоприятно как для органов зрения, так и для организма человека в целом. При недостаточности естественного освещения применяют искусственное или совмещенное.

Рис. 1. Виды производственного освещения

Естественное освещение производственных помещений через световые проемы в наружных стенах (окна) называют боковым, через световые проемы в перекрытии зданий (фонари) - верхним, а через окна и фонари одновременно - комбинированным. Если расстояние от окон до наиболее удаленных от них рабочих мест менее 12 м, то предусматривают боковое одностороннее освещение, при большем расстоянии - боковое двустороннее.

Большинство производственных помещений оборудуют системами общего искусственного освещения - когда светильники расположены в верхней (потолочной) зоне. Если расстояние между светильниками одинаковое, то освещение считают равномерным) при размещении светильников ближе к оборудованию - локализованным.

Комбинированным называют такое искусственное освещение, когда к общему добавляется местное. Местным считают освещение, при котором световой поток светильников концентрируется непосредственно на рабочих местах. В соответствии со Строительными нормами и правилами (СНиП) применение только одного местного освещения в производственных помещениях не допускается.

Рабочее освещение устраивают во всех помещениях и на территориях для обеспечения нормальной работы и прохода людей, движения транспорта при отсутствии или недостатке естественного освещения.

Аварийное освещение необходимо для продолжения работ при внезапном отключении рабочего освещения, что может вызвать нарушение процесса обслуживания оборудования или непрерывного технологического процесса, пожар, взрыв, отравление людей, травматизм в местах большого скопления людей и т. п. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующиx обслуживания в аварийном режиме, должна быть не менее 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и 1 лк на открытых площадках.

Дежурным считают освещение производственных объектов в нерабочее время.

Искусственное освещение, создаваемое вдоль границ охраняемых в ночное время территорий, называют охранным.

Эвакуационное освещение устраивают в местах, опасных для прохода людей, а также в основных проходах и на лестницах) служащих для эвакуации людей из производственных зданий при численности работающих более 50) в производственных помеще­ниях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при внезапном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма вследствие продолжения работы производственного оборудования, а также в производственных помещениях с численностью работающих более 50 независимо от степени опасности травматизма. Эвакуационное освещение должно обеспечивать минимальную освещенность основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях 0,5 лк, на открытых терри­ториях 0,2 лк.

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к производственному освещению: приближенный к солнечному оптимальный состав спектра; соответствие освещенности на рабочих местах нормативным значениям; равномерность освещенности и яркости рабочей поверхности, в том числе и во времени; отсутствие резких теней на рабочей поверхности и блесткоста предметов в пределах рабочей зоны; оптимальная направленность светового потока, способствующая улучшению различения рельефности элементов поверхностей.

ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. ЕГО НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

Естественное освещение создается прямыми солнечными лучами или рассеянным светом небосвода. Его следует предусматривать для всех производственных, складских, санитарно-бытовых и административных помещений.

Спектр естественного освещения наиболее благоприятен для глаз человека. Вxодящее в состав солнечного спектра ультрафиолетовое излучение имеет важное значение для здоровья человека, однако оно практически полностью задерживается при прохождении сквозь обычное стекло, поэтому не проникает внутрь помещений.

Естественное освещение не может быть единственным для, большинства работ, так как резко меняется в зависимости от времени суток, сезона года и атмосферных условий. С учетом этого в качестве основной нормируемой величины принят коэффициент естественной освещенности е , представляющий собой отаошение освещенности на рабочем месте Е р к наружной освещенности Е н, измеренной на открытой площадке, %:

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) не зависит от времени дня и других причин изменчивости естественного освещения. Гигиенические нормы, приведенные в СНиП, устанавливают требуемое значение КЕО в зависимости от точности работ и вида освещения.

В основу установления разряда работ по степени точности положен наименьший размер объекта различения, т. е. минимальная величина предмета, который должен различать глаз при данной трудовой деятельности, например расстояние между двумя соседними штрихами при пользовании измерительным инструментом, диаметр точки (знака препинания) самого мелкого шрифта при чтении и письме и т. п.

При боковом естественном освещении нормируют минимальное значение е , определяемое на наиболее удаленных от окон рабочих местах. При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируют среднее значение е , вычисляемое не менее чем для пяти равноудаленных одна от другой точек условной рабочей поверхности 1:

где е 1 , е 2 ,...,е п - значения КЕО в отдельных точках; п - число точек контроля освещенности.

Кроме интенсивности естественного освещения нормируют его равномерность, которая в производственных помещениях для работ I, II, III и IV разрядов точности и комбинированным освещением должна быть не менее 0,3. Равномерность освещения характеризуется отношением минимального значения е min к его максимальному е тах на рабочей плоскости в пределах характерного разреза помещения. Характерным считают поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или продольной оси пролетов помещения (при верхнем освещении). Если в помещениях доя работ I и II разрядов Можно уменьшить расстояние между фонарями и увеличить их число, то равномерность освещения рекомендуется принимать не менее 0,5.

Расчет естественного освещения сводится к определению площади световых проемов. Наиболее простым является метод расчета с использованием светового коэффициента, равного отношению площади световых проемов SS О к площади пола помещения S n: a= SS О / S n . В этом cлучae SS 0 вычисляют по известным значе­ниям а, которые составляют для гаражей 0,10...0,12, длястаночных и сборочных отделений мастерских 0,14...0,16, в помещениях для содержания крупного рогатого скота 0,10...0,05 и т. д. Следует отметить, что такой метод расчета применяют главным образом как проверочный.

Более точно требуемую площадь световых проемов, обеспечивающую нормированные значения КЕО, определяют по формулам:

при боковом освещении помещений

при верхнем освещении

где S o , Sф - площади соответственно световых проемов окон и фонарей, м 2 ; е тт, е ср - соответственно нормированные минимальное (при боковом освещении) и среднее (при верхнем освещении) значения КЕО для помещений с работами данного разряда; г| 0 - световая характеристика окна, равная отношению площади световых проемов к площади пола при e min = 1: л о = 6,5...66 %; к - коэффициент > учитывающий затенение окон противостоящими зданиями: Л= 1,1.„1,7; т - общий коэффициент светопропускания, учитывающий степень загрязнения остекления: х = 0,25. ..0,6; Г) и г 2 - коэффициенты, учитывающие влияние отраженного света соответственно при боковом и верхнем освещении: г х - 1,05. ..10, г 2 = 1,05...1,9; т|ф - световая характеристика фонаря, представляющая собой отно­шение площади остекления фонаря к площади пола (S^/S n) при e cp =l%: Лф-1,5...1б,0.

Уровень естественной освещенности в производственных помещениях с течением времени снижается вследствие загрязнения остекленных поверхностей, стен и потолков. Поэтому следует регулярно чистить стекла, красить или белить стены и потолки. Такие мероприятия необходимо выполнять тем чаще, чем выше концентрация пыли или других взвешенных в воздухе веществ.

Слепящее действие прямых солнечных лучей на работающих и возникающую при этом блесткость предметов устраняют с помощью солнцезащитных козырьков, штор, жалюзи и экранов.

При низких (менее 0,5 %) значениях КЕО в помещениях для постоянного пребывания в них работающих (на предприятиях в северных районах страны, при ведении подземных работ, в заглубленных овощехранилищах, при выращивании грибов в подвальных помещениях и т. п.) следует предусматривать устройство оснащенных эритемными или ртутно-кварцевыми лампами фотариев для ультрафиолетового облучения работающих с целью повышения иммунобиологической сопротивляемости организма.

ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА И СВЕТИЛЬНИКИ

Для искусственного освещения помещений используются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания просты в устройстве, дешевы и удобны в эксплуатации. Однако они преобразуют в световой поток лишь 2,5...3 % потребляемой энергии, чувствительны к колебаниям напряжения в электрической сети, искажают цветопередачу, усиливая желтые и красные тона при недостатке синей и фиолетовой частей спектра. Промышленность выпускает различные лампы накаливания: вакуумные НВ (их мощность обычно не превышает 40Вт), газонаполненные НГ, биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением НБК и др.

Строительные нормь1 и правила предусматривают применение газоразрядных ламп в качестве основного источника света по причине следующих их преимуществ: значительная световая отдача, в 2...4 раза превышающая аналогичный показатель у ламп накаливания; экономичность; благоприятный состав спектра; больший нормативный срок службы, составляющий 6000... 12 000 ч против 1000 ч у ламп накаливания.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы - это трубки или колбы с расположенными внутри электродами) наполненные инертным газом или парами ртути. При пропускании электрического разряда через газ или пары металла возникает ультрафиолетовое излучение > падающее на слой люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность лампы. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая состав люминофора, можно добиться светового потока нужной цветности. Различают газоразрядные лампы низкого давления, внутри которых в процессе изготовления создается некоторое разрежение, и высокого давления.

Условное обозначение люминесцентных трубчатых ламп низкого давления для общего освещения расшифровывают так: Л - люминесцентная; Б - белая; Д - дневная; Е - естественная; Ц - с улучшенной цветопередачей; ТБЦЦ - тепло-белая с очень хорошей цветопередачей; Т - с трехкомпонентной смесью люминофоров, имеющей узкополосный спектр излучения; Р - рефлектор­ная; К - красная; Г - голубая; Ж - желтая; 3 - зеленая; Р - ро­зовая; М - модернизированная; 2 и 7 - отличительная особенность ламп от базовой модели; 10, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 65, 80 - номинальная мощность в ваттах.

Лампы высокого давления позволяют создавать значительные уровни освещенности при сравнительно небольших затратах электроэнергии. Их применяют для наружного освещения и в высоких помещениях при наличии пыли, дыма или копоти в воздухе. Наиболее часто используют лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) или их разновидность - ДРВЛ (дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные), недостатком которых является усиление зеленых и голубых тонов. Поэтому в случае, когда искажение восприятия цветов недопустимо, предпочтение отдается лампам типа ДРИ (дуговым ратным с йодидами металлов), обладающим исправленной цветностью.

К недостаткам газоразрядных ламп кроме искажения цвета относятся: наличие стробоскопического эффекта, шум пускорегулирующей аппаратуры и плохая загораемость ламп низкого давления при пониженной температуре воздуха (техническая характеристика предусматривает работу трубчатыx люминесцентных ламп низкого давления в диапазоне температур 10...55 °С).

Устройство, состоящее из лампы и осветительной арматуры, называют светильником. В осветительной арматуре устанавливают источник света дляраспределения светового потока в нужную сто­рону, защиты глаз от блесткости светящейся поверхности лампы и защиты лампы от загрязнения или маги, а также с целью обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.

Степень защиты от слепящего действия светильника характеризует защитный угол a между горизонталью и линией, соединяющей нить накаливания с противоположным краем отражателя (рис. 2). Как правило, a > 27°.

Промышленность выпускает примерно 25...30 различных типов светильников для ламп накаливания и около 200 для люминесцентных ламп (рис. 20.3). В зависимости от распределения светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света. В светильниках для люминесцентных ламп преимущественно прямое светораспределение, а в светильниках для ламп накаливания - прямое и рассеянное.

Светильники прямого света излучают в нижнюю полусферу не менее 90 % всего светового потока. Их используют в помещениях с темными потолками и стенами, в которых выделяется много пыли, копоти, различных испарений (цехи по производству комбикормов, кузницы и т. п.). Дают довольно резкие тени. Светильники преимущественно прямого света, излучающие в нижнюю полусферу 60...90 % всего светового потока, устанавливают в помещениях с потолками и стенами, хорошо отражающими свет. Они дают довольно мягкие тени.

Светильники рассеянного света излучают в каждую полусферу 40...60 % всего светового потока. Их применяют в помещениях, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом, а также в конторских и бытовых помещениях со светлыми стенами и потолками.

Светильники преимущественно отраженного света излучают в верхнюю полусферу 60...90 % всего светового потока. Светильники отраженного света излучают в верхнюю полусферу не менее 90 % всего потока.

Светильники с люминесцентными лампами чаще всего выполняют многоламповыми. Они могут быть прямого света (типов ОД, ОДР), преимущественно прямого света (типов ОДО, ОДОР, ШЛД, ШОД) и рассеянного света (типа ПВЛ).

В комбинированных системах используют светильники местного освещения, предназначенные для создания высоких уровней освещенности на ограниченной площади рабочей поверхности. При устройстве таких систем следует соблюдать условие, согласно которому светильники общего освещения должны обеспечивать не менее 10 % освещенности рабочей поверхности, предусмотренной для данного вида работы. Для местного освещения с целью исключения стробоскопического эффекта, как правило, применяют лампы накаливания.

Конструктивное исполнение светильников зависит от их назначения. В открытых светильниках лампа не отделена от внешней среды, а в закрытых лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнения. Применяемые для освещения сырых, насыщенных водяными парами помещений влагонепроницаемые светильники имеют корпус, способный противостоять воздействию влаги, а его конструкция обеспечивает герметичность вводных проводов, патрона и лампы. Во взрывозащищенных светильниках предупреждено возникновение искры. Для освещения помещений с повышенной концентрацией пыли используются пыленепроницаемые светильники.

Тип светильников определяется восемью труппами знаков, состоящих из трех букв и цифр. Структура условного обозначения светильников и облучателей выглядит следующим образом:

Здесь 1 - источник света (одна буква); 2 - способ установки светильника (одна буква); 3 - назначение светильника (одна буква); 4 - номер серии (двузначное число в пределах 01...99); 5 - количество ламп (число); 6 - мощность лампы, Вт (число); 7 - модификация (трехзначное число в пределах 001...999); 8 -климатическое исполнение и категория размещения (буква и цифра).

Расшифровка буквенных обозначений светильников приведена в таблице 2.

Таблица2. Буквенные обозначения светильников и облучателей

Источник света	Обозначение	Способ установки	Обозначение	Область применения	Обозначение
Лампы накаливания: общего назначения светильники (зеркальные и диффузные) кварцевые галогенные Люминесцентные лампы: прямые трубчатые	Н С И Л	Подвесные Потолочные Настенные Настольные	С Б Н	Промышленные предприятия Рудники и шахты Общественные здания Жилые (бытовые)	П Р О Б
фигурные эритемные Ртутные лампы: тапа ДРЛ типа ДРИ Натриевые лампы Бактерицидные лампы Ксеноновые трубчатые лампы	Ф Э Р Г Ж Б К	Напольные и венчающие Встраиваемые Консольные Ручные сетевые Ручные аккумуляторные Головные Пристраиваемые	Т В К Р Ф Г Д	Для наружного освещения	У

Например, светильник НПБ-01-60-029- потолочный, серии 01, с лампой накаливания мощностью 60 Вт, предназначен для освещения жилых (бытовых) помещений, исполнен в 29 модификациях.

Светильники и облучатели, разработанные до 1974 г., имеют другие обозначения и названия, например НСПО 1х100/ДОЗ-01, «Астра-1», «Астра-2», ШОД-2 х 40 и т. д.

НОРМИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ

Нормы требуемых уровней освещенности рабочих поверхностей установлены Строительными нормами и правилами в зависимости от принятых источников света и системы освещения. Этот документ регламентирует минимально допустимые значения освещенности и не запрещает применять повышенную освещенность в случаях, когда это целесообразно.

Более экономичные люминесцентные лампы позволяют получить при одинаковой мощности в несколько раз б6льшую освещенность по сравнению с лампами накаливания. Комбинированное освещение также экономичнее общего. Поэтому для люминесцентного и комбинированного освещения установлены более высокие нормы, т. е. в нормы заложена тенденция повышения освещенности в тех случаях, когда ее можно увеличить за счет улучшения экономичности осветительной установки.

Следует отметить, что, начиная с работ малой точности (VI- VIII разряды), нормируется освещенность только системы общего освещения, так как требуемые уровни освещенности относительно низки, а характеристика работ такова, что устраивать местное освещение нецелесообразно или невозможно. Нормы предусматривают увеличение табличных значений освещенности в следующих случаях: если расстояние от рассматриваемого объекта до глаз работающего больше 0,5 м; при выполнении напряженной зрительной работы в течение всего рабочего дня; при повышенной опасности травматизма; при специальных повышенных санитарных требованиях (например, на предприятиях по производству пищевой или фармацевтической продукции); при работе или производственном обучении подростков; при отсутствии в помещении естественного света.

РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Общие принципы расчета. Расчет искусственного освещения ведут в определенной последовательности. Прежде всего выбирают тип источника света, систему освещения и определяют норму освещенности. Затем, отдав предпочтение конкретному типу светильников и способу освещения, размещают их в помещении и рассчитывают освещенность в интересующих точках. После этого уточняют размещение и число светильников, определяют единичную мощность ламп.

При выборе источников света руководствуются следующими соображениями. В помещениях с высокими требованиями к качеству цветопередачи, температурой воздуха выше 10 о С и отсутствием опасности травматизма в связи со стробоскопическим эффектом отдают предпочтение экономичным газоразрядным лампам. Люминесцентное освещение следует применять в помещениях при недостатке или отсутствии естественного света и выполнении точных работ.

Определяя систему освещения, учитывают большую экономичность системы комбинированного освещения и в противовес этому большее совершенство в гигиеническом отношении системы общего освещения, так как последняя позволяет равномернее распределить световой поток и яркость в поле зрения. Улучшение конструкций осветительных приборов неизбежно должно привести к вытеснению комбинированного освещения, поэтому по возможности необходимо исключать использование местных светильников. Однако при выполнении работ I…V разрядов для создания требуемой направленности светового потока и исключения блесткости целесообразно применять комбинированное освещение.

В случае выбора системы общего освещения принимают во внимание то, что локализованное освещение позволяет добиться высоких уровней освещенности на отдельных участках работ без повышения экономических затрат. Применению локализованного освещения отдают предпочтение также в случае неравномерного размещения оборудования по площади помещения.

Тип светильника определяют по технологическим условиям с учетом требований к распределению яркости в поле зрения работающих. Выбор конструктивного исполнения светильников зависит от состояния воздушной среды в данном помещении (наличия пыли, влаги, пожаро- или взрывоопасных вещества).

Расположение светильников в помещении при системе общего освещения зависит от высоты их подвеса над освещаемой плоскостью. Соблюдая оптимальное отношение расстояния между светильниками l к высоте их подвеса h, достигают необходимой равномерности освещения рабочих поверхностей. Значения l/h для светильников некоторых типов следую1цие: 1,4 - для «Глубокоизлучателя», «Люцетты», ОД, ОДО, ПВЛ-6; 1,5 - для «Универсаль», ПУ, ПВЛ-1; 2 -для ВЗГ, Фм.

Необходимо также выбрать расстояние l 1 между светильниками и стеной. Если рабочие поверхности горизонтальные и расположены непосредственно у стен, то рекомендуется принимать l 1 = (0,25. ..0,3) l . Если же вдоль стен расположены проходы, то l 1 , = 0,4...0,5) l .

Светильники с люминесцентными лампами в помещении обычно располагают рядами. Расстояние между рядами принимают равным (1,2...1,5)h в зависимости от типа светильников.

Расчет методом удельной мощности. Данный метод применяют для ориентировочных или проверочных расчетов освещенности в помещениях при равномерном расположении в них светильников. Значения удельной мощности Р у зависят от многих переменных, но для случаев оптимального расположения светильников известного типа, заданной освещенности и высоты подвеса они известны. Их можно найти в справочной литературе.

В этом случае мощность одной лампы, Вт, рассчитывают по формуле

Качественные и количественные показатели освещения представляют собой набор параметров, которые суммарно обеспечивают высококачественное освещение в любом помещении. В нашей статье мы подробно познакомимся со всеми из них, и оценим их влияние на различные системы освещения.

Но прежде чем говорить о параметрах, давайте кратко познакомимся с видами освещения. Ведь каждый из них характеризуется своими особенностями, которые могут достаточно существенно отличаться.

	Освещение подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное. Естественное освещение - это световой поток, который мы получаем от солнца за счет световых проемов в здании. Эти световые проемы могут быть на боковых стенах или на крыше. Соответственно естественное освещение может быть боковым, верхним и совмещенным, это когда естественный свет падает и от боковых и от верхних световых проемов.
	Искусственное освещение – это тот свет, который мы получаем от искусственных источников света, будь то свеча или светодиодная лампа. Искусственный свет так же может падать на освещаемую поверхность сбоку, сверху или быть совмещенным.
	И наконец, совмещенное освещение. Оно применяется в тех случаях, когда естественного освещения недостаточно для создания необходимого уровня освещённости на рабочей поверхности. В этом случае рабочая поверхность частично освещается за счет естественного, а частично за счет искусственного света, как на видео. Такое-то освещение и называется совмещенным.

Качественные и количественные параметры освещения

Понятие «Высокое качество освещения» формируется, опираясь на целый ряд качественных и количественных показателей. Давайте разберемся в этих показателях и оценим их влияние. При этом попытаемся сделать это максимально доступным языком.

Количественные показатели освещения

Для каждого из видов освещения есть свои количественные показатели. Давайте рассмотрим все из них, и определимся, от чего они зависят, и на что влияют.

• Первым из таких показателей обычно указывают световой поток. Это величина, которая оценивает количество световой энергии по ее восприятию глазом. Измеряется она в люменах. Проще говоря это количество света, проникающего через окно или излучаемое светильником.
• От светового потока на прямую зависит обычно задаваемая норма освещения помещения. Ведь она является ее производной. Освещенность помещения равна световому потоку, разделенному на площадь помещения.

• Следующим качественным показателем является сила света. Она характеризует плотность светового потока в заданном направлении. То есть, допустим у нас есть светильник, весь свет, излучаемый им, является его световым потоком. Но в определённую точку распространяется только часть света. Она и называется силой света. Этот показатель часто используют при расчете светящихся полос и местного освещения.

• Еще одним количественным показателем, который зависит от угла восприятия является яркость света. Этот показатель определяется как сила света, излучаемая поверхностью, расположенной перпендикулярно источнику излучения. Измеряется это величина в кд/м 2 .

• Так же к количественным показателям освещения относят коэффициент отражения поверхности. Ведь любая поверхность имеет свойство отражать свет. Эта способность определяется специальным коэффициентом, который определяется как соотношение светового потока, ниспадающего на поверхность, к отраженному световому потоку.

• Но нормы обычно опираются и на такой показатель как освещенность помещения или объекта. Он является своеобразной суммарной составляющей всех количественных показателей, но в первую очередь светового потока, силы света и коэффициента отражения поверхности. Этот параметр указывает то количество света, которое необходимо человеку для ориентации в пространстве и выполнения определенного вида работ.

Обратите внимание! В нормах приводится минимальная освещённость для объекта или помещения. Поэтому в реальных условиях она должна быть выше. С учетом коэффициента запаса, эксплуатационных коэффициентов и других переменных, этот показатель становится выше на 20-50%.

Показатели освещения качественные

Но для определения, дают качественное освещение светильники или нет, одного только количества света недостаточно. Важным аспектом является и качество такового освещения и в этом плане показателей никак не меньше если не больше. И приоритетность того или иного параметра определить достаточно сложно.

• Начнем наш разговор с такого параметра как коэффициент пульсации светильников. Как вы, наверняка, знаете, многие типы ламп, такие как диодные, люминесцентные, натриевые и некоторые другие, дают не ровный свет, как лампы накаливания, а пульсируют. Иногда эту пульсацию можно увидеть даже не вооружённым глазом. Но в большинстве случаев глаз ее не воспринимает на сознательном уровне.
• В связи с этим инструкция по освещению строго нормирует этот показатель и даже ввела так называемый коэффициент пульсации. Он представляет собой отношение разницы максимального и минимального светового потока светильника к его среднему значению.

• Следующим важным параметром является показатель ослепленности света. Этот показатель зависит от многих параметров. Но в первую очередь это яркость светильника и угол падение света на радужную оболочку глаза человека.
• Этот показатель важен в контексте того, что экономически более выгодно поставить один светильник с большим световым потоком для освещения всего помещения . Но с точки зрения комфорта, это не очень удобно. Поэтому СНиП 23-05-95 вводит такую норму, как показатель ослепенности, которые нормирует этот показатель и фиксирует защитные углы падения света.

• Еще одним качественным показателем является показатель дискомфорта. Он является соотношением яркости освещения объектов в поле зрения. Проще говоря, освещение объектов в поле зрения не должны иметь значительных перепадов по освещенности, иначе это вызывает утомление глаза.

Обратите внимание! Показатель дискомфорта применим только для жилых, общественных и административных зданий. Для промышленных объектов данный показатель не нормируется.

• Иногда количественные и качественные факторы пересекаются. Это касается так называемого фактора цилиндрической освещенности — это освещённость боковой стенки вертикального цилиндра, который имеет размеры, стремящиеся к нулю.
• Говоря более простым языком это объемность света. Ведь одним из основных факторов данного показателя является отражаемость света от стен и пола. Этот фактор очень важен для выставочных залов, торговых залов и других подобных помещений.

• Еще одним важным фактором является цветопередача. Не секрет что разные типы светильников излучают свет, цветовая гамма которого далека от солнечного. В результате различимы далеко не все цвета, либо неправильно передается их яркость. Поэтому для помещений, где важна цветопередача, следует учитывать этот фактор, хотя цена освещения от этого может возрасти.

• Следующим качественным показателем света является его температура. Она измеряется в «К» и обычно варьирует в пределах от 2000 до 7000К. Показатель в 2000К считается теплым светом, а показатели выше 5000К считаются холодным белым светом.
• Еще одним фактором является равномерность освещения. Этот фактор очень похож на показатель дискомфорта, только он учитывает не яркость объектов в поле зрения, а перепад освещенности.

• Равномерность освещения нормируется практически для всех помещений, и даже уличное — имеет свои нормы по перепаду. Для достижения максимальной равномерности, нормативные документы даже разработали специальные схемы расположения светильников для различных помещений. При этом важно отметить, что нормируется не отношение максимальной освещенности к минимальной, а средней к минимальной.

• Еще одним показателем, который мы кстати подбираем своими руками является контрастность объекта различения и фона. Она характеризуется как отношение яркости объекта и фона. Большим контрастом считается показатель в 0,5 и выше, а значение в 0,2 и меньше считаются малоконтрастными. Данный фактор особенно важен для выставочных залов, общественных и жилых зданий, уличного освещения фасадов и некоторых других объектов.

• Закончим же мы наш разговор одним из важнейших параметров для естественного освещения – КЕО. Расшифровывается он как коэффициент естественного освещения и характеризуется, как отношение естественной освещенности внутри здания к освещённости на открытом участке вне здания. Причем это отношение рассчитывается в строго определенной точке помещения. Например, при боковом освещении в метре от стены противолежащей окну.
• СНиП 23-05-95 строго нормирует этот показатель и, отталкиваясь от него, делается вывод о необходимости расширения световых проемов или, в зависимости от технико-экономических обоснований, монтаж совмещенного освещения.

Вывод

Нормы освещения помещений и уличного освещения достаточно строги. Они содержат массу показателей, которые должны сделать освещение не только достаточным, но и комфортным.

При этом в нашей статье мы раскрыли лишь основные из них, а существуют еще производные и другие показатели, от которых освещение зависит, но которые не характеризуют его. Поэтому если вы задались целью создать действительно качественное освещение, то советуем просмотреть другие статьи на нашем сайте, которые более детально раскрывают каждый из этих показателей.