Тема 8: Производственное освещение.

Лекция №8

Зрительные ощущения света создает электромагнитное излучение с λ = 380–780нм (1нм = 10^-9м) естественный свет необходим для организма (наиболее оптимальный для глаз спектр, наличие необходимых для жизни ультрафиолетовых лучей.

10-380нм – ультрафиолетовые лучи;

380-780нм – видимое излучение;

780-340000нм – инфракрасное излучение.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями:

Количественные: световой поток, освещенность, сила света, яркость.

Световой поток: это мощность светового потока, которая оценивается по световому ощущению глаз (в люменах лм).

Лампа накаливания 25Вт при 220В дает Ф = 200лм.

Сила света: величина пространственной плотности светового потока – есть отношение светового потока dФ, распространяющегося внутри телесного угла dΩ, к величине этого угла . Измеряется в канделах (кд).

I[кд] кандела, 1кд = 1лм · ср^-1

Освещенность: отношение светового потока dФ, падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента E=dФ/dS. Измеряется в люксах (лк).

, [лк = лм/м²]

Яркость: световая величина, непосредственно воспринимаемая гладом. Она определяется силой света, излучаемого с единицы площади поверхности в заданном направлении под углом α.

Яркость – одна из всех световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя.

[кд/м²], ,  – коэффициент отражения. 

К основным качественным показателям освещения относятся:

- коэффициент пульсации

, по нормам К_пульс = 10-20%.

Колебания светового потока недопустимы, т.к. они вызывают частую адаптацию глаз и приводят к их утомлению.

У газоразрядных ламп из-за низкой инерции вслед за изменениями переменного тока происходят колебания светового потока. При включении ламп по схеме «три лампы на разные фазы», коэффициент пульсации уменьшается ло 3-5%;

- равномерное распределение яркости в поле зрения, для комбинированного освещения рекомендуется  (в пределах рабочей поверхности -отношение освещенностей), оптимальным является отношение яркостей:      :

- отсутствие резких теней (особенно движущихся), тени исчезают при наличии отраженного освещения, рекомендуется направление светового потока на рабочую поверхность под углом 60°;

- отсутствие прямой блескости: блескостью называется свойство ярких светящихся поверхностей (нить накала, трубка) нарушать зрительные функции глаза – ослеплять их. Для защиты глаз лампы помещают в арматуру с защитным углом α≥10÷30°. Нормируется показатель ослепленности р≤20-80 единиц (расчет в СНиП II-4-79)

- отсутствие отраженной блескости: нормируется максимально допустимая яркость рабочей поверхности L_доп≤500÷2500кд/м² при площади отражения S = 0,2÷0,01м².

Основное требование к освещению – освещенность рабочей поверхности должна быть не менее допустимой при высоком качестве освещения.

Установлены нормы (СНиП 23-05-95 в зависимости от размеров объекта различения, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения рабочей поверхности.

Все зрительные работы разделены на 8 разрядов в зависимости от их точности (т.е. наименьшего размера объекта различения глазом).

Каждый разряд делится на 4 подразряда в зависимости от сочетания «контраст-фон».

Фон – поверхность, на которой рассматривается объект. Он характеризуется коэффициентом отражения ρ = Ф_отр/Ф_лад. Черная ткань ρ = 0,02, белая бумага ρ = 0,8. для глаза всегда лучше, если фон светлый.

Принято ρ>0,4 – фон светлый

ρ = 0,2÷0,4 – средний

ρ < 0,2 – темный

Контрастом называется отношение:

, L_ф, L_об – яркость фона и объекта.

Когда нет контраста, различение предметов невозможно.

Принято К>0,5 – контраст большой

К = 0,2÷0,5 – средний

К<0,2 – малый

Источники искусственного освещения: лампы накаливания и газоразрядные. (у газоразрядных выше световая отдача Ф/р в 3-4 раза и больше срок службы ~ в 10 раз).

Используют 2 системы иск. Освещения: общую и комбинированную (общую + местную). Одно местное не разрешается.

Коэффициент ослепленности: , , H – высота, L_ф – средняя яркость фона, V₁,V₂ – видимость объекта при экранировании блеских источников и без, I – сила света по направлению к глазу.

Показатель ослепленности: , р = 20÷60

Показатель дикомф.:  учит. неравном. распред. яркостей М = 15-90.

Расчет общего освещения

Производят методом коэффициента использования светового потока (η).

Коэффициент η показывает какая часть светового потока всех ламп nФ_л попадает на рабочую поверхность.

;

Этот метод позволяет найти световой поток источников света, необходимый для создания требуемой освещенности рабочей поверхности.

Общий световой поток: ,

где E_{доп. общ} – минимальная освещенность по нормам, лк;

S – освещаемая площадь, м²

Z₁ – коэффициент запаса на износ ламп и запыления (Z₁ = 1,5÷2);

Z₂ – коэффициент, характеризующий неравномерность освещения  (E_ср/E_мин = 1,2÷1,3).

Коэффициент использования светового потока определяется из таблиц в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения пола, стен и потолка, а также от индекса помещения

,

где h – расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

A,B – размеры помещения, м.