Виды искусственного освещения

Теоретическая часть

1. Основные светотехнические понятия и величины

Зрение – главный «информатор» человека: около 90 % всей информации о внешнем мире поступает в наш мозг через глаза. Поэтому без качественного искусственного освещения не представляется жизнедеятельность современного человека.

Производственное освещение – это тип освещения, являющийся обязательным для всех производственных помещений и предназначенный для обеспечения нормального выполнения какой-либо деятельности, прохода людей, движения транспорта.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещённости, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещённости рабочей поверхности улучшает видимость объектов, увеличивает скорость различения деталей. Благодаря улучшению освещённости помещений можно увеличить эффективность работы сотрудников на 3…11 %. Оптимально спроектированное и рационально выполненное искусственное освещение снижает утомление, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции; оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение в интервале длин волн от 380 нм до 780 нм (1 нанометр = 10^-9 м).

Для оценки количественных и качественных параметров света разработана специальная система световых величин.

Сила света ( J). Каждый источник света, излучающий в видимой области спектра, характеризуется силой света, единица которой входит по классификации Международной системы в число основных физических величин. На XVI Генеральной конференции по мерам и весам (1979 г.) была определена единица силы света кандела (кд) – сила света, испускаемого в перпендикулярном направлении с поверхности эталонного излучателя (абсолютно чёрное тело) при мощности излучения 683 Втв телесном угле в один стерадиан (ср) на частоте 540×10¹² Гц (l = 555 нм – длина световой волны зеленого цвета).

Телесный угол ( w)представляет собой часть пространства, ограниченную конической поверхностью. Коническая поверхность представляется как множество прямых линий (образующих) в пространстве, соединяющей все точки некоторой, в общем случае произвольной, линии (направляющей), с данной точкой (вершиной), как показано на рис. 1. Мерой телесного угла является отношение площади той части поверхности сферы S произвольного радиуса r с центром в вершине конической поверхности, которая вырезается данным телесным углом, к квадрату радиуса сферы: w = S/ r². Единицей измерения телесного угла является стерадиан (сp).Следует иметь в виду, что радианные меры плоских и телесных углов несовместимы.

Если источник звука расположен в свободном пространстве и излучает по всем направлениям (не обязательно одинаково), то телесный угол излучения будет равен полному телесному углу (телесный угол заключает в себе всё пространство: W = 4 p ср).

При расположении источника звука на некоторой плоскости, например, на земной поверхности, телесный угол будет включать в себя полупространство и, следовательно, величина телесного угла в данном случае составит 2 p ср.

Понятие силы света, как основной физической величины, используется при определении всех других светотехнических единиц.

Световой поток (Ф) – величина, которая определяется силой света, излучаемого в пределах данного телесного угла (w). В случае равномерного излучения Ф = J w. За единицу измерения светового потока принят люмен (лм) – световой поток внутри телесного угла в один стерадиан при силе света в одну канделу.За единицу светового потока принят люмен (лм) – от лат. lumen – свет. Например, лампа накаливания (100 Вт) и светодиодная лампа (14 Вт) излучают световой поток 1300 лм.

Светимость ( M) представляет собой поверхностную плотность излучаемого светового потока Ф_изл, который может создаваться путем непосредственного излучения (в источниках света), путём излучения отражённого света от освещённых поверхностей, либо путём прохождения света сквозь прозрачные или полупрозрачные (частично прозрачные) тела. Для излучающих поверхностей конечных размеров светимость может быть оценена усреднённым значением: М_ср = Ф_изл/ S. Единица измерения светимости – это светимость источника, каждый квадратный метр поверхности которого излучает световой поток в один люмен (лм/м²).

Освещенность ( E) представляет собой поверхностную плотность падающего светового потока в перпендикулярном направлении на освещаемую поверхность. Поверхности конечных размеров могут быть охарактеризованы средней освещенностью Е_ср= Ф_пад/ S. Единицей освещенности является люкс (лк) – освещенность поверхности в один квадратный метр, на которую падает световой поток в один люмен.

Из приведенных определений следует, что освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности. Освещенность поверхности при произвольном направлении падающего светового потока может быть определена по формуле Е_ср= J _r cos a/r²,

где J _r – сила света, излучаемого от наблюдаемой поверхности в направлении наблюдения, по которому производится отсчёт расстояния r; a – угол между направлением наблюдения и нормалью к освещаемой поверхности.

Яркость является наиболее важным параметром, определяющим уровень восприятия света человеческим глазом. Источник света или освещённый предмет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент светящейся поверхности в направлении глаза.

Среднее значение яркости определяется как отношение силы света, излучаемой поверхностью в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению: В_ср= J_изл/S cos a,

где J_изл – сила света, излучаемая поверхностью с площадью S;

a – угол между направлением излучения отражённого от поверхности света (J_изл) и нормалью к этой поверхности. Единица яркости (кд/м²) – яркость источника, каждый квадратный метр излучающей поверхности которого имеет в данном направлении силу света, равную одной канделе.

Яркость светящихся или освещаемых поверхностей зависит от отражающих свойств этих поверхностей, которые определяются коэффициентом отражения: r = Ф_отр/Ф_пад,

где Ф_отр и Ф_пад – отраженный от поверхности и падающий на поверхность световые потоки. Коэффициент отражения зависит от цвета и чистоты обработки поверхности. Например, для побелённых стен и потолка r= 0,75 – 0,8, а для бетонных покрытий r= 0,35 – 0,5.

Чрезмерная яркость называется блёскостью, которая вызывает нарушение зрительных функций (ослеплённость), т.е. ухудшает видимость объектов.

Яркость некоторых поверхностей:

· листа белой бумаги при освещённости 50 лк – 15 кд/м²;

· диска полной Луны – 2500 кд/м²;

· дневного ясного неба – до 4000 кд/м²;

· поверхности Солнца – 2 000 000 000 кд/м².

Коэффициент пульсации освещённости является критерием оценки относительной глубины колебаний освещённости в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током, выражающимся формулой:

К_п = 100(Е_макс – Е_мин)/2Е_ср, %, (2)

где Е_макс и Е_мин – максимальное и минимальное значения освещённости за период её колебания, лк;

Е_ср – среднее значение освещённости за тот же период, лк.

При питании источников света переменным током промышленной частоты (50 Гц) световой поток ламп оказывается пульсирующим с частотой 100 Гц. Соответствующие пульсации освещённости рабочей поверхности вызывают повышенное утомление органов зрения и ухудшение общего состояния организма. В помещениях с движущимися или вращающимися элементами оборудования пульсации могут привести к возникновению стробоскопического эффекта, который заключается в том, что при совпадении или кратности частоты пульсаций светового потока и частоты вращения или колебаний механических элементов оборудования последние кажутся неподвижными. Отличие зрительного восприятия движения объектов от их действительного движения может стать причиной травм и несчастных случаев.

Виды искусственного освещения

Искусственное освещение – это освещение от электрических источников света. По характеру выполняемых задач оно подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Рабочее освещение – это освещение, обеспечивающее нормативные условия освещения в производственных помещениях и вне зданий. Оно подразделяется на общее, местное и комбинированное.

Общее освещение – это тип освещения, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).

Местное освещение – это тип освещения, дополнительного к общему, создаваемого светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах (настольные и подвесные лампы). Применение лишь одного местного освещения недопустимо из-за большой неравномерности освещённости рабочей поверхности, являющейся причиной частой переадаптации и соответственно переутомления органов зрения.

Комбинированное освещение – это тип освещения, при котором к общему освещению добавляется местное, с помощью которого обеспечивается бо́льшая концентрация светового потока непосредственно в зоне выполнения работ.

Аварийное освещение предназначено на случай внезапного отключения рабочего освещения в тех помещениях, в которых работа не должна прекращаться, и делится на освещение безопасности и эвакуационное освещение.

Освещение безопасности необходимо для продолжения работ при аварийном отключении рабочего освещения. Оно должно быть автономным и обеспечивать не менее 5 % нормируемой освещённости рабочих мест, а освещённость внутри здания – не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение служит для безопасного выхода из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно должно быть автономным и создавать освещённость на полу основных проходов и лестничных ступенях не менее 0,5 лк.

Охранное освещениеустраивают вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение – это освещение в нерабочее время.

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 139; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!