Качественные показатели освещения.

Качественные показатели освещения связаны с явлением отражения светового потока от различных поверхностей.

Отражением называется возвращение излучения объектом без изменения длин волн его составляющих монохроматических излучений.

К качественным показателям относятся показатель ослепленности и коэффициент пульсации светового потока и обобщенный показатель дискомфорта.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки.

Р= 10³( s -1),       

где s –коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии в поле зрения слепящих источников.

Наличие в поле зрения блеских источников снижает уровень практически всех функций зрения, а, значит, и общую работоспособность.

Для снижения влияния блеского источника используются различного рода экранирующие решетки, создающие защитный угол для наблюдателя, варьируется высота подвеса светильников над уровнем рабочей поверхности.

Слепящее действие осветительных установок зависит от светораспределения светильников, попадающих в поле зрения, их мощности, яркости, количества создаваемой ими освещенности и коэффициента отражения рабочей поверхности, на которую адаптирован глаз наблюдателя.

Приспособление глаза к изменившимся условиям освещения называется адаптацией. Различают темновую и световую адаптации.

Темновая адаптация- приспособление глаза к работе в условиях высоких яркостей поля зрения при переходе от дневного видения к ночному (5-6 минут).

Световая адаптация – из темноты на свет (1,5-2 минуты).

В течении того промежутка времени, в который происходит адаптация, человек плохо различает предметы, что может послужить причиной несчастного случая.

При пульсации светового потока возникает стробоскопический эффект, вследствие чего вращающиеся предметы могут казаться неподвижными или имеющими другое направление вращения, что также может привести к травмам.

Коэффициент пульсации освещенности К_п – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения потока газоразрядных ламп, питаемых переменным током.

К_п=(Е _max - E_min )/2Е_ср*100%, 

где Е_max, E_min, Е_ср- максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний переменного тока (0,02 с), лк.

На К_п существуют нормативные значения: верхний допустимый предел К_п=20%, нижний допустимый предел – 10%.

Еще одно явление – это явление дискомфорта, классифицирующееся как ощущение неудобства или напряженности, возникающее при неудовлетворительном распределении яркости в освещенном пространстве. При этом может не происходить снижение зрительных функций, происходит лишь нарушение условий комфортности зрения, что приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, а также к зрительному и общему утомлению.

В нашей стране в качестве количественного критерия, определяющего это явление выступает объединенный показатель дискомфорта UGR –критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения:

,

где:  - яркость блеского источника, кд/м²;

    - угловой размер блеского источника, стер;

 - индекс позиции блеского источника относительно линии зрения;

 - яркость адаптации, кд/м².

Светотехнические расчеты.

Исходными данными для светотехнических расчетов являются: норми­руемое значение минимальной или средней освещенности; тип источника света и светильника, высота подвеса светильника над рабочей поверхностью; геометрические размеры осве­щаемого помещения или открытого пространства; коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.

Освещенность любой точки имеет две составляющие: прямую, создавае­мую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется от­раженным от потолка и стен световым потоком.

Метод коэффициента использования светового потока. Позволяет про­изводить расчет осветительной установки с учетом прямой и отраженной со­ставляющих освещенности. Под коэффициентом использования светового по­тока U_oy понимается отношение светового потока, падающего на освещаемую поверхность, к полному световому потоку, всех ламп светильников. Коэффи­циент использования U_oy зависит от типа светораспределения светильника, высоты подвеса светильника над освещаемой поверхностью, геометрических характеристик освещаемого помещения, а также коэффициентов отражения по­толка, стен и рабочей поверхности помещения.

Зависимость U_ov от геометрических характеристик определяется индексом помещения:

i_n= ab/(h(a+b)),

где а - длина, м; b - ширина, м; h - высота от светильника до рабочей по­верхности, м.

С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредст­венно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования повышается также с увеличением коэффициентов отражения потолка стен и рабочей поверхности .

Количество светильников N, необходимых для создания в освещаемом по­мещении заданного уровня освещенности Е, определяется по выражению;

N =EszK_з/(nФU_oy)

где s - площадь помещения, м²; z - отношение средней освещенности к ми­нимальной, характеризует неравномерность освещения и составляет 1,15 для ламп накаливания и ламп ДРЛ, ДРИ и 1,1 - для люминесцентных ламп; К₃ - ко­эффициент запаса, учитывающий снижение со временем светового потока ламп; принимается равным 1,2 для ламп накаливания и 1,4 для газоразрядных ламп; п - число ламп в светильнике, шт.; Ф - световой поток одной лампы в светиль­нике, лм; U_oy- коэффициент использования светового потока.

Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока.

При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:

· выбрать систему освещения и тип источника света,

· установить тип светильников,

· произвести размещение светильников,

· уточнить количество светильников.

При этом следует учитывать, что освещенность любой точки внутри помещения имеет две составляющие: прямую, создаваемую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется отраженным от потолка и стен световым потоком.

Исходными данными для светотехнических расчетов являются:

· нормируемое значение минимальной или средней освещенности,

· тип источника света и светильника,

· высота установки светильника над рабочей поверхностью,

· геометрические размеры освещаемого помещения или открытого пространства,

· коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

Рассматриваемый метод позволяет производить расчет осветительной установки (ОУ) с учетом прямой и отраженной составляющих освещенности и применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, равновеликих полу, при светильниках любого типа.

Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света

                 (1)

где Ф_р – световой поток, падающий на расчетную плоскость; Ф_л – световой поток источника света; n – число источников света (ламп).

Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой – соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.

Потребный поток источников света (ламп) в каждом светильнике Ф, для создания нормированной освещенности, находится по формуле:

                                          (2)

где Е – заданная минимальная освещенность, лк; К_з – коэффициент запаса; S – освещаемая площадь (площадь расчетной поверхности), м²; z – отношение Е_ср/Е_мин; N – число светильников; U_оу – коэффициент использования в долях единицы.

По рассчитанному значению светового потока Ф_л и напряжению сети выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф_л больше чем на –10% ¸ +20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется N.

При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф₁ может иметь различные значения. Число светильников в ряду N определяется как

       (3)

где Ф₁ – поток ламп в каждом светильнике.

Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:

· суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов;

· суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается устройством непрерывного ряда светильников;

· суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами l между светильниками. Рекомендуется, чтобы l не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме случая использования многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).

Входящий в (2) коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h), с увеличением которого z резко возрастает. При L / h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения можно считать z = 1,0.

Для определения коэффициента использования U_оу рассчитывается индекс помещения i по формуле:

               (4)

где А – длина помещения, В – его ширина, h – расчетная высота.

Для помещений практически не ограниченной длины можно считать i = B / h.

Для упрощения определения i служат специальные справочные таблицы (табл.1).

Во всех случаях i округляется до ближайших табличных значений; при i > 5 принимается i = 5.

С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования светового потока, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредственно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования также повышается с увеличением коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности.

При расчетах ОУ со стандартными светильниками U_оу определяется из справочных таблиц с учетом коэффициентов отражения стен, потолка, пола и индекса помещения. Значения коэффициентов использования для светильников с типовыми кривыми силы света (КСС) приводятся в табл. 2.

Порядок расчета ОУ методом коэффициента использования светового потока следующий:

· определяется высота подвеса светильников над рабочей поверхностью h_р, тип и число светильников в помещении (табл. 4);

· устанавливаем коэффициент запаса К_з и поправочный коэффициент z;

· для зрительной работы, характерной для заданного помещения, по табл. 3 определяется нормируемое значение освещенности в расчетной плоскости Е;

· для заданного (с определенными геометрическими размерами) помещения по табл. 1 определяют индекс помещения i;

· по справочным таблицам, например по табл. 2, в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности определяют коэффициент использования U_оу;

· по формуле (2) рассчитывают световой поток Ф в светильнике, необходимый для создания на рабочих поверхностях освещенности Е не ниже нормируемой на все время эксплуатации осветительной установки;

· по рассчитанному значению светового потока Ф и напряжению сети из табл. 5 выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф больше чем на –10 – +20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется N.

Иногда решается обратная задача – по известному световому потоку Ф лампы (ламп) в светильнике определяется необходимое число ламп или светильников N для получения нормированной освещенности Е.

 

Таблица 1

Индекс помещения i при А/В £ 3

Площадь помещения S, м2	Значение iп при расчетной высоте hр
	2,0	2.2	2,5	2,7	3,0	3,5	4,0
20	1,1	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
40	1,5	1,5	1,25	1,1	1,0	0,9	0,8
60	1,75	1,75	1,5	1,5	1,25	1,1	1,0
80	2,25	2,0	1,75	1,5	1,5	1,25	1,1
100	2,5	2,25	2,0	1,75	1,5	1,5	1,25
200	3,5	3,0	2,5	2,5	2,25	2,0	1,75
300	4,0	4,0	3,5	3,0	2,5	2,25	2,0
500	-	5,0	4,0	4,0	3,5	3,0	2,5

 

 

Таблица 2

Коэффициент использования ( U _оу ) светильников с типовой кривой силы света КСС

Тип КСС	Значение Uоу, %
	при rп=0,7; rс=0,5; rр=0,3 и i равном						при rп=0,7; rс=0,5; rр=0,1 и i равном						при rп=0,7; rс=0,3; rр=0,1 и i равном						при rп=0,5; rс=0,5; rр=0,3 и i равном
	0,6	0,8	1,25	2	3	5	0,6	0,8	1,25	2	3	5	0,6	0,8	1,25	2	3	5	0,6	0,8	1,25	2	3	5
Д –1	36	50	58	72	81	90	36	47	56	63	73	79	28	40	49	59	68	74	36	48	57	66	76	85
Д –2	44	52	68	84	93	103	42	51	64	75	84	92	33	43	56	74	80	76	42	51	65	71	90	85
Л	32	49	59	71	83	91	31	46	55	65	74	83	24	40	50	62	71	77	32	47	57	69	79	90

 

Таблица 3

СанПиН 2.2.4.3359-16. "Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах"

 

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквив. размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Искусственное освещение
						Освещенность, лк			Сочетание нормируемых величин объединенного показателя дискомфорта URG и коэффициента пульсации
						при системе комбинированного освещения		при системе общего освещения
						всего	в том числе от общего		URG	Кп, %
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000 4500	500 500	- -	22 19	10 10
			б	Малый Средний	Средний Темный	4000 3500	400 400	1250 1000	22 19	10 10
			в	Малый  Средний Большой	Светлый  Средний Темный	2500 2000	300 200	750 600	22 19	10 10
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	1500   1250	200   200	400   300	22   19	10   10

 

Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Темный	4000 3500	400 400	- -	22 19	10 10
			б	Малый Средний	Средний Темный	3000 2500	300 300	750 600	22 19	10 10
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2000 1500	200 200	500 400	22 19	10 10
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	1000 750	200 200	300 200	22 19	10 10
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Темный	2000 1500	200 200	500 400	25 22	15 15
			б	Малый Средний	Средний Темный	1000 750	200 200	300 200	25 22	15 15
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	750   600	200   200	300   200	25   22	15   15
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	400	200	200	25	15
Средней точности	От 0,50 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	300	25	20
			б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	200	25	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	400	200	200	25	20
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый   Средний	-	-	200	25	20

 

Малой точности	От 1,0 до 5,0	V	а	Малый	Темный	400	200	300	25	20
			б	Малый Средний	Средний Темный	-	-	200	25	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	-	-	200	25	20
			г	Средний Болыиой Болыиой	Светлый Светлый Средний	-	-	200	25	20
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	25	20
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах	Более 0,5	VII		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	25	20
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянно		VIII	а	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	28	20

 

Таблица 4

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 437; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!