Освещение играет важную роль в жизни и здоровье человека, так как около 90% информации поступает из окружающей среды за счет такого органа, как глаз, основные

Тема 7: «Освещение»

Освещение играет важную роль в жизни и здоровье человека, так как около 90% информации поступает из окружающей среды за счет такого органа, как глаз, основные элементы которого на рисунке.

1. Сетчатка

2. Зрачок

3. Хрусталик

4. Наблюдательный предмет

5. Изображение предмета на сетчатке

R – расстояние до наблюдаемого предмета

F – фокусное расстояние

Сетчатка состоит из 130 млн палочек и 7 млн колбочек (за цвета).

Глаз для восприятия предмета должен приспособиться, что возможно за счет трех процессов, а именно:

Ø Аккомодация – изменение кривизны хрусталика – наводка на фокус;

Ø Конвергенция – поворот осей зрения обоих глаз на объект;

Ø Адаптация – приспособление к уровню освещения.

7.1. «Характеристики освещения»

Свет – это электромагнитные волны в диапазоне длины волн (0,38 – 0,76)мкм.

Характеристиками данных волн, т.е. света являются параметры:

1. Ф – световой поток, лм (люмен);

2. I – сила света, (I = Ф/W) кд (кандел), где

W – телесный угол, стерадиан;

3. r = Ф_отр /Ф_пад – коэффициент отражения, где

Ф_отр – отраженный и Ф_пад – падающий световой поток;

4. L = Ф_отр/(W·S) = I /S, кд/м² - яркость, где

W – телесный угол и S – площадь отражающей поверхности;

5. Существует условие видимости объекта – это контрастность

К = | L_о – L_ф | /L_ф, где

L_о – яркость объекта, L_ф – яркость фона и т.о. должно выполняться условие

L_о ≠ L_ф для видимости распознаваемого объекта.

Имеют место разные степени видимости, а именно:

К< 0,2 – малая видимость или контрастность;

К= (0,2 - 0,5) – средняя видимость или контрастность;

К > 0,5 – большая видимость или контрастность.

6. Е = Ф_пад /S – освещенность, лк (люкс); 1лк = 1лм/м².

Видеть – это работать, точнее сказать совершать зрительную работу.

Имеется характеристика зрительной работы – и это ФОН, т.е. это поверхность, на которой происходит различение объекта.

Характеристикой фона является отражательная способность поверхности и определяется коэффициентом отражения r и если

r > 0,4 – светлый фон;

r = (0,2 - 0,4) – средний фон;

r < 0,4 – темный фон.

Существует понятие «Размер объекта различения» - это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), который необходимо различать при совершении работы. Этот параметр влияет на освещенность.

В зависимости от размера объекта имеют место разные характеристики и разряд работы, что поясняется таблицей

Размер объекта, мм	Разряд	Характеристика
0,15	I	Высшая точность
0,15 – 0,3	II	Очень высокая
0,3 – 0,5	III	Высокая
0,5 – 1	IV	Средняя
1 – 5	V	Малая
≥ 5	VI	Грубая
≥ 0,5	VII	Светящиеся предметы
-	VIII	Общее наблюдение

Существует понятие «Зрительный комфорт», который зависит от ряда показателей, в том числе:

1. Неоднородность освещения

2. Оптимальная яркость

3. Отсутствие бликов

4. Соответствующей контрастности

5. Правильной цветовой гаммы

6. Отсутствия стробоскопического эффекта или мерцания света

7.2: «Виды освещения»

Все освещение, с точки зрения организации, подразделяется на:

1. Естественное

2. Искусственное

3. Совмещенное (комбинированное)

Величина естественной освещенности Е зависит от времени года, дня, наличия облачности и т.д.

Если взять расчетную точку внутри помещения, то освещенность зависит также от формы и наличия окон, загрязненности стекол, цвета окраски стен.

Естественный свет всегда лучше любого искусственного.

Для оценки использования естественного света внутри помещения имеет место понятие «Коэффициент естественной освещенности» (КЕО) и установлены минимально допустимые значения КЕО, который определяется по выражению

КЕО = (Ев / Ен) ·100%, где

Ев – освещенность внутри помещения за счет естественного света;

Ен – освещенность снаружи помещения.

Значение КЕО не зависит от времени года и суток, состояния небосвода, а определяется геометрией окон, загрязненностью стекол и т.д.

Например для работы 1 разряда при боковом естественном освещении значение минимально допустимого КЕО = 2%, при верхнем КЕО = 6%, а для III разряда соответственно 1,2% и 3%.

Имеют место характеристики для разных видов освещения

Труд студента относится ко II разряду, а поэтому значение КЕО должно быть 1,5%.

С точки зрения конструктивного исполнения освещение бывает:

1. Общее

2. Общее локализированное (местное)

3. Комбинированное

Применение одного местного освещения недопустимо, так как возникает необходимость частой переориентации зрения, блики тени и другие отрицательные факторы.

Для устранения (уменьшения) этого доля общего освещения в комбинированном должна быть не менее 10%, причём имеет место выражение

Е_комб = Е_общ + Е_мест, т.е. (Е_общ / Е_комб)·100% ≥10%

Освещение искусственное подразделяется в зависимости от назначения на несколько видов, а именно: рабочее, аварийное, эвакуационное, дежурное, охранное.

Рабочее – производственного процесса.

Аварийное – продолжение работы при отключении рабочего.

Эвакуационное – для эвакуации людей при отключении рабочего (0,5лк, 0,2лк).

Дежурное и охранное – обычно постоянно.

Примечание: нормируемые минимальные уровни (СНиП 2-4-79) освещенности в СНиП 23-05-95.

Существует зависимость остроты зрения от возраста:

7.3: «Искусственные источники света»

Для искусственного освещения применяют, в основном источники двух типов:

лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания – принцип теплового излучения.

В лампах газоразрядных видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы.

Лампы газоразрядные называют люминесцентными, так как изнутри колбы покрыты люминофором, который излучает свет под действием УФИ при электрическом разряде.

Лампы накаливания имеют меньшую светоотдачу (7 – 20 лм /Вт) по сравнению с газоразрядными и малый срок службы (до 2500 часов) и имеют маркировку:

В – вакуумные;

Г – газонаполненные;

К – криптоновый наполнитель;

Б – биспиральная лампа.

Лампы газоразрядные имеют светоотдачу (40 - 110) лм /Вт и срок службы до (8000-12000) часов.

Маркировка: ЛБ – белого цвета

ЛХБ – холодного белого цвета

ЛТБ – тепло-белого цвета

ЛДЦ – с улучшенной цветоотдачей

ЛЕ – близко к солнечному спектру

ЛХБЦ – холодный белый свет улучшенной цветоотдачей.

К газоразрядным лампам высокого давления относятся:

ДРЛ – дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью;

ДКсТ – ксеноновые;

ДНаТ – натриевые;

ДРИ – металлогалогенные.

Все источники света имеют определенную яркость, а человек максимальную яркость переносит при прямом наблюдении до 7500 кд /м².

Лампы газоразрядные, кроме преимуществ перед лампами накаливания, имеют существенный недостаток, а точнее это имеют место пульсации светового потока, а иногда возможность возникновения стробоскопического эффекта, который может вызвать неправильное ощущение (восприятие) скорости движения предметов.

Все источники света подразделяются на три категории, в зависимости от цвета света, который они излучают:

Ø Теплого - белый красноватый (жилые помещения)

Ø Промежуточный – белый (рабочие места)

Ø Холодного – белый голубоватый (жаркий климат, высокая освещенность).

7.3.1: «Светильники»

Светильники предназначены для более эффективного использования источника света, для ограничения ослеплённости.

Ослепление отрицательно сказывается на органах зрения и может вызвать глазные заболевания и функциональные расстройства.

Т.о. светильник – это лампа с арматурой.

Арматура в светильниках предназначается для:

1. Ограничения светового потока;

2. Отражения светового потока;

3. Рассеяния светового потока;

4. Рефракции светового потока.

Рефракция – это искривление (изменение) направления распространения волн.

Т.о. существует светильники: прямого, рассеянного и отраженного света, а так же светильники с защитным углом β.

7.4: «Организация рабочего места»

Рабочее место должно иметь равномерную освещенность. Светильники должны располагаться над рабочим местом вне запретного угла (45°), а так же с учетом слепления отраженными лучами.

Психофизиологическое воздействие цвета на человека очевидно и необходимо учитывать.

Например, для комнат отдыха лучше лампы накаливания, а цветовые оформление в мягких успокаивающих гаммах (желто – зеленых).

В рабочих помещениях лучше применять люминесцентные лампы а цветовое оформление в светлых бодрящих тонах.

7.5: «Нормирование и контроль освещения»

Нормирование освещения.

Освещение характеризуется двумя показателями, а именно качественным и количественным.

Количественными показателями являются освещенность и яркость.

Качественными являются:

1. Равномерность распределения яркостей в освещаемом помещении и на рабочем месте;

2. Показатели ослеплённости (дискомфорта);

3. Коэффициент пульсации освещенности;

4. Спектральный состав излучения источников света.

Нормы искусственного освещения устанавливают наименьшую освещенность в зависимости от минимального или эквивалентного размера объекта различения, контраста объекта с фоном и характеристики фона. С учетом этого существуют разряды и подразряды (всего26) определения зрительной работы, (некоторые из них приведены ранее в таблице).

Контроль количественных и качественных показателей освещения, их измерение и оценка проводятся при приемке осветительной установки и в процессе ее эксплуатации в плановом порядке (не реже 1 раза в год) и внепланово.

Контрольные точки для измерения освещенности от аварийного освещения должны размещаться на тех рабочих местах, где такое освещение предусмотрено нормами.

Контрольные точки для измерения минимальной освещенности от эвакуационного освещения размещают на полу по пути эвакуации людей из помещений.

Измерения освещенности при рабочем и аварийном освещении проводятся в темное время суток. Измерения освещенности от аварийного освещения проводится при отключенном рабочем освещении.

Измерения естественного освещения проводят в дни сплошной равномерной облачности. Электрический свет в помещении на период измерений выключается.

7.6: «Расчет освещения»

1. Искусственное освещение

Основным методом расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности является метод светового потока (коэффициента использования).

Световой поток определяется по выражению

Ф_л = , где

Ен – нормированная минимально – допустимая освещенность, Лк;

S - площадь освещаемого участка, м² (помещения);

Z – коэффициент неравномерности (для ЛН и дуговых ртутных 1,15;

ЛЛ – 1,1)

К – коэффициент запаса (запыление светильника), (К= 1,3 - 1,8);

Nc – число светильников в помещении;

γ – коэффициент затенения при крупногабаритном об.;

η – коэффициент использования светового потока ламп (тип светильника, отражения потолка и стен);

ρ_С – коэффициент отражения стен;

ρ_П – коэффициент отражения потолка.

Существует индекс помещения i = , где Аи В – длина и ширина помещения, Н_С – высота подвеса, м.

Данные коэффициенты можно взять в СНиП 23-05-95 (СНиП 2-4-79) и приложении 4 [5].

Для расчета освещения от светильников с Л.Л. задаются предварительно типом, электрической мощностью и величиной светового потока ламп.

И тогда определяется число светильников по выражению.

N_C = , где

Nр – число принятых рядов светильников.

Существует так же точечный метод.

В основу точечного метода формула по расчетной схеме.

Е_Н ≤ Е_расч = , где

I_α – сила света в направлении от источника к расчетной точке А рабочей поверхности (определяется по светотехническим характеристикам источника света и светильника);

Н – высота подвеса, м;

γ – угол между нормалью и направлением светового потока.

Если освещение от нескольких светильников то расчеты ведутся от каждого и затем данные складываются.

Должно выполнятся условие Ен ≤ Е_∑расч

2. Естественное освещение

Целью расчета естественного освещения является определение значения КЕО, что необходимо для правильной расстановки оборудования и определения рабочих мест.

Существуют разные методы расчета, например использование графических зависимостей при боковом освещении, например метод когда производятся следующие мероприятия:

1) Определяется площадь S_C (м²) световых проемов,

2) площадь освещаемой части пола S_П (м²)

3) определяется отношение S_C /S_П;

4) Определяется глубина помещения h_П (м) от световых проемов до рабочей точки

5) определяется высота h_О (м) верхней грани световых проемов (окон) над уровнем рабочей поверхности

6) определяется отношение h_П /h_О;

7) По графику определяется значение КЕО = f((S_C / S_П);(h_П / h_О));

Для определения размеров оконных проемов, обеспечивающих требуемые по условиям трудовой деятельности значение КЕО, можно использовать график литературы [5], р4.24. По значению h_П/h_О (А) и необходимой величине КЕО (Б) определяется требуемое значение S_C/S_П (В), выраженное в процентах.

Особенности стекла в оконных проемах и др. учитываются поправочными коэффициентом К_П [5] т.4.3.

Дата добавления: 2015-08-29