Виды и нормирование естественного и искусственного освещения.

Основные требования к производственному освещению:

Производственное освещение предназначено для создания необходимой освещенности на рабочих местах:

1) Освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы

2) На рабочих местах должно быть обеспечено равномерное распределение яркости на рабочей поверхности

3) На рабочих поверхностях не должно быть резких теней, так как они искажают размер и форму объекта

4) Освещение должно быть таким, что бы отсутствовала блёсткость, нарушающая зрительные функции

5) Спектральные свойства света должны соответствовать должен соответствовать характеру работы, что бы полностью была передана вся цветовая гамма рабочей поверхности

6) Освещение должно быть безопасным

Виды и системы освещения.

В зависимости от природы, источники света (энергии) подразделяют:

1) Естественное

2) Искусственное

3) Совмещенное

Естественное освещение в зависимости от расположения источников делится:

1) Боковое (через световые проемы в наружных стенах),

2) Верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания),

3) Комбинированное - сочетание верхнего и бокового освещения

Для всех производственных помещений желательно использовать естественное освещение, так как оно наиболее полно подходит человеку по санитарно – гигиеническим нормам. Основным недостатком естественного освещения является очень большой диапазон изменения освещенности и непостоянство.

В качестве нормированной величины для естественной освещенности принят коэффициент естественной освещенности.

е = Е_вн*100%/Е_нар, или %

Евн – внутренняя освещенность

Енар – наружная освещенность

Достаточность естественного освещения в помещениях регламентируется специальными нормами.

Коэффициент естественного освещения будет зависеть от расположения здания, наличия окон, характер и точность зрительной работы и прочее.

Он может меняться от 0,5 до 10%

В том случае когда естественного освещения недостаточно его заменяют искусственным (чисто искусственным или совмещенным)

Искусственное освещение разделяют по функциональному назначению:

1) Рабочее

2) Авантюрное

3) Эвакуационное

4) Дежурное

Как правило, искусственное освещение проектируется общим и комбинируемым. При общем освещении источники света, как правило, располагается под потолком помещения, и обеспечиваю равномерное освещение. При комбинированном, кроме общего используется еще и индивидуальные светильники.

В основу нормирования освещенности рабочих мест заключаются следующие основные показатели, которые характеризуют условия зрительной работы:

1) размер объекта

2) коэффициент отражения

3) фон

4) коэффициент контраста объекта и фона

Размер объекта – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работ.

Коэффициент отражения - данный коэффициент позволяет различать по светлоте объекты и фон, если > 0,4 – объект светлый, 0,10,4 – средний объект , < 0,1 – темный объект.

Фон – величина, определенная коэффициентом отражения поверхности: , на который располагается объект.

Контрастность объекта с фоном определяется абсолютной величиной разности между яркостью объекта и фона.

k = (Lo – Lф)/Lф

Если k>0,5, объект и фон различаются по яркости, причем резко.

Если 0,2k0,5, то объект и фон значительно различаются.

Если k<0,2, то объект и фон слабо различаются.

При нормировании осветительных условий или определения уровня освещенности для заданной работы, при искусственном освещении необходимо знать:

1) разряд работы, который зависит от размера объекта различения

2) подразряд работы, который зависит от контраста объекта с фоном и характеристикой фона.

 

Используя вышеназванные параметры определяют нормированное искусственное освещение на конкретных местах.

 

 

Скорее не надо, чем надо.

 

Свет является результатом преобразования подводимой к телу энергии, при этом тело излучает электромагнитное излучение, количественно характеризуемое лучистым потоком.

Человеческое зрение воспринимает излучаемую энергию, лучистый поток в виде света – световой поток (Ф):

Ф – [Лм] – люмен

Световой поток в зависимости от источника, может быть различно распределен в пространстве. Интенсивность его излучения в любом направлении характеризуется силой света (I):

I = Ф/

- телесный угол

Телесный угол – отношение площади S, вырезаемой им, из сферы произвольного радиуса к квадрату последнего.

= S/r

= 4ср (стер – радион)

Единица силы света Кандела:

I – [Кн]

Кандела – световой поток в люменах, испускаемый точечным источником в телесном угле 1ср.

Кн = Лм/Ср

Падая на облучаемую поверхность, световой поток создает освещенность – Е:

Е = Ф/S [Лк] – Люкс

Зрительное восприятие предметов определяется яркостью одновременно светящейся плоской поверхности в перпендикулярном к ней направлении:

Яркость = L

L = I/S = Кн/м

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, а также степени освещенности и угла, при котором рассматривается данная поверхность.

Основными показателями работоспособности глаза являются:

1) Контрастность

2) Острота зрения

3) Вероятность различения предметов

4) Время зрительного восприятия

5) Поле зрения

6) Ослепленность

Для различения предметов, для человека большую роль играет контрастность – разность яркости предмета и фона. Контрастность определяется в относительных величинах:

Кпр = (Вв – Вн)/Вв

Вв – яркость предмета

Вн – яркость фона

Для человека оптимальная контрастность находится в пределах от 0,6 до 0,9. Характеристикой пространственного порога зрения является его острота, то есть величина минимального размера видимого предмета:

tg= h / 2l

- угловой размер предмета

h – линейный размер предмета

l – расстояние от глаз до предмета.

У людей с нормальным зрением порог остроты при нормальной яркости соответствует:= 1”

Оптимальное: =30-40”

При использовании переменного освещения основной временной характеристикой будет являться латентный период зрительной реакции. А также критическая частота слияния миганий и минимальная длительность сигнала. Для нормального зрения латентный период составляет:

лат = 160-240мс. [милисек.]

Критическая частота мельканий:

fкр20-25Гц

При переходе от высоких яркостей к практической темноте процесс адаптации зрения проходит медленно и занимает в пределах 60мин.

Все поле зрения человека можно разбить на три зоны:

1) Центральная (хорошо видит и различает детали) - 2

2) Ясного виденья (видит все, но не различает детали) – 30 - 35

3) Периферическое (предметы не различаются, только обнаруживаются) – 75-90

Слепящее действие света на глаза оператора, называют блёсткостью, за показатель слепящего действия принят коэффициент блёсткости, характеризуемый углом перекрытия светового потока источником света.

Данные характеристики позволяют определить требования к производственному освещению. При неудобном освещении ухудшается зрительные функции проявляются утомлении, головные боли.

При этом плохо освещенные зоны могут являться источником травматизма. На работоспособность операторов вредное воздействие оказывают слепящие источники света.

34. Расчет систем искусственного освещения методом использования светового потока.
Качества освещения влияет на удобства эксплуатации.

Светильники в производственном помещении могут располагаться в различном порядке. Порядок распределения светильников определяется конструктивно светотехническим схемам. При этом необходимо учитывать мощность светильников, особенности расположения рабочих мест в помещении и требования к освещенности на каждом рабочем месте.

Для расположения светильников имеется ряд типовых схем, которые позволяют обеспечить требуемое качество освещения на рабочих местах. Для расчета освещенности на рабочих местах производится расчет помещений:

Из приведенных геометрических размеров высота помещения Н, высота рабочего места hp-заданное. Для определения hc (высота подвеса светильников) используют определенные требования hc=0 при установке светильников на потолке или на стенах или за «под лицо» - обычно для производственных помещений hc=1,5м, так как большая длина подвеса светильников не рекомендуется, так как при вентиляции помещений светильники начнут раскачиваться. Расстояние (подвески светильников от стены обычно принимают) L/2, если у стены нет прохода. При необходимости обеспечения освещенности рабочих мест расположен у стены. Данные расстояния могут быть уменьшены до минимума тогда светильники надо устанавливать на кронштейнах, крепящихся на стенах.

По условиям размещения светильников в конкретных рабочих помещениях часто их располагают полями прямоугольной формы, причем

В случаях фермерного перекрытия светильники могут устанавливаться либо на фермах, либо на специальных мостиках, которые обеспечивают равномерное освещение помещения, а также простоту обслуживания светильников.

Светильники с люминесцентными лампами располагаются рядами, желательно параллельно стене с окном, так чтобы направление света совпадало с естественным освещением, и свет падал на рабочее место слева, уменьшая прямую и отраженную блескость.

Расчет освещенности производственных помещений.

Светотехнические расчеты являются одними из основных расчетов при проектировании создании, реконструкции производственных помещений. Для расчета освещенности рабочих мест необходимо определить число и мощность светильников для обеспечения заданного значения освещенности на каждом рабочем месте.

При расчете освещенности производственного помещения заданными значениями для проведения расчетов являются:

1) N-количество светильников в производственном помещении

2) Ф-световой поток от каждого светильника

NФ-суммарный световой поток. При работе светильников часть светового потока теряется в его конструкции, часть падает на стены и потолок и отражаются в помещении. Отношение потока, падающего на освещаемую поверхность, ко всему потоку ламп, - коэффициент использования.

=Фс/Ф

Используемый поток в помещениях ФN.

Распределяясь на площади S (освещаемой) полезный поток создает ред. Освещенность.

Средняя освещенность обеспечивается расчетным набором светильников. Расчет освещенности рабочих мест обычно проводят исходя не из средней, а из минимальной освещенности, вводя коэффициент минимальной освещенности Z.

Нормируемая освещенность Е должна быть равна Emin на всех режимах работ и при этом нормируемое значение освещенности выбирается исходя из специфики выполняемой работы. Так как данная нормируемая величина является минимальной, то необходимо обеспечить запас освещенности в случае выхода из строя светильников.

Коэффициент запаса : k=1,3…1,5

1,3-лампы накаливания

1,5-люминисцентные лампы

Тогда освещенность :

Световой поток на каждом рабочем месте: (*)

Зная необходимый световой поток, мы рассчитываем количество светильников:

Коэффициент Z зависит от размеров и формы помещения, коэффициента отражения его поверхностей (цвет, окрас помещения), характеристик применяемых светильников, коэффициента расположения светильников:

=L/h (см. схему)

Измерение коэффициента расположения светильников приводит к изменению коэффициента минимальной освещенности.

С увеличением , то Z начинает быстро возрастать, что экономически крайне выгодно. При оптимальном значении коэффициент Z равен 1,1….1,15

1,1 – люминесцентные лампы

1,15 – светильники (накаливания)

При использовании установок отраженного света или хорошо отраженного от стен Z1

Для учета зависимости освещенности используется так называемая комплексная характеристика помещения:

S – площадь помещения

h – расчетная высота

A, B – стороны помещения

Используется комплексную характеристику помещения и зная тип и характеристику светильников с помощью специальных таблиц определяют их коэффициент использования.

Данный коэффициент прямопропорционален КПД светильника, а также он зависит от формы кривой света светильников, степени концентрации светового потока, от доли светового потока, направляемую светильником верхнюю часть помещения.

сS, так как при этом увеличивается телесный угол, в пределах которого поток падает непосредственно на рабочую поверхность. Данный коэффициент так же возрастает с расчетной высоты.

Он скоэффициента отражения потолков, стен, полов помещения.

Световой поток Фот каждой лампы, рассчитанный (*), позволяет используя стандарт таблицы. Найти близкую по значению стандартную лампу.

Определив стандартную лампу, определяют полную электрическую мощность всей осветительной системы.

На практике допускается отклонения светового потока выбранных ламп от расчетного в пределах.

Ф=-10%...+20%

Данное отклонение обусловлено техническим и эксплуатационным причинам:

1) Загрязнение светильников

2) Ухудшение технических характеристик светильников с течением времени.

Если отклонение светового потока превышает данные рамки, то необходимо изменить схему освещенности или марки ламп. При эксплуатации систем освещения, так как они относят к электроустановкам необходимо соблюдать правила ПТЭ и ПТБ ПУЭ правила технической безопасности, эксплуатации, электроустановок.