Естественное освещение помещений, его виды
ЛЕКЦИЯ № 4.
ОСВЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Свет, его природа и физические характеристики
При помощи зрения человек получает более 80% информации, качество которой зависит от освещения. Свет – форма материи, одновременно обладающий корпускулярными и волновыми свойствами (дуализм). С корпускулярной точки зрения – это поток фотонов перемещающихся в вакууме со скоростью 300 000 км/с (в других средах с меньшей скоростью) и не существующих в состоянии покоя; волновой свет – это электромагнитная волна в диапазоне длин от 380 нм (фиолетовый) до 770 нм (красный).
Спектр электромагнитных волн делится на следующие диапазоны: радиоволны – длина 100 км – 0,1 мм; инфракрасное излучение – длина 0,1 мм – 770 нм; видимый свет – длина 770 нм – 380 нм; ультрафиолетовое излучение – длина 380 нм – 1 нм; рентгеновское излучение – длина 1 нм – 0,001 нм; гамма-излучение – длина менее 0,001 нм.
Человеческий глаз способен реагировать только на видимый свет, энергия электромагнитной волны которого трансформируется в нервные импульсы, передаваемые зрительным нервом к зрительной зоне больших полушарий мозга. Спектральный состав солнечного излучения является наиболее благоприятным для человеческого глаза, поэтому при разработке источников искусственного освещения их спектральный состав излучения стараются максимально приблизить к солнечному.
Глаз человека воспринимает множество цветовых оттенков, причем цвет является отражением в ощущениях спектрального состава света, а действие света на глаз характеризуется функцией видимости. Наибольшая чувствительность глаза к зеленому свету с длиной волны λ = 555 нм (υλ = 1), а наименьшая на границах видимого света (рис. 4.1).
|
|
|
Рисунок 4.1 – График функции видимости
Поэтому, чтобы обеспечить одинаковое зрительное ощущение, поток света с длиной 500 нм (υλ = 0,5) должен иметь вдвое большую мощность, чем с длиной 555 нм. Естественное освещение обладает способностью обеззараживать воздух, питьевую воду и продукты питания. Наибольшую бактерицидной способностью обладают ультра-фиолетовые волны с длиной 254...257 нм.
Раздел физики, занимающийся изучением методики и техники измерения параметров источников света, потоков световой энергии и их проявлений, называется фотометрией. Ниже приведены основные фотометрические величины.
Лучистый поток – количество энергии, переносимой излучением через какую-либо поверхность в единицу времени.
(4.1)
Единица измерения – ватт (Вт), измерить его можно по времени и количеству теплоты, которую получит тело при полном поглощении излучения.
|
|
|
Световой поток – часть лучистого потока, которая вызывает зрительные ощущения и характеризует мощность видимой части спектра излучения. Единица измерения – люмен (лм), является технической характеристикой осветительных приборов. Полный световой поток в случае точечного источника.
(4.2)
Сила света – отношение светового потока F к величине телесного угла Ω, из которого он выходит
(4.3)
Единица измерения – кандела (кд), основная величина системы СИ.
Освещенность – отношение светового потока, падающего на элемент площади, к величине этой площади
(4.4)
Освещенность является нормируемой величиной, единица измерения – люкс (лк), 1 лк = 1 лм/1 м2.
Закон Ламберта: освещенность поверхности от точечного источника света прямо пропорциональна косинусу угла его падения и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника
(4.5)
Зависимостью освещенности от угла падения объясняется смена времен года на Земле. Освещенность предметов имеет большое значение в производственной деятельности: точные работы требуют освещенности 100 лк, чтение – 30...50 лк. Освещенность прямыми лучами Солнца в летний день может достигать 100 000 лк, полная Луна создает освещенность порядка 0,2 лк.
|
|
|
Яркость – отношение силы света элемента поверхности в заданном направлении к площади проекции на данное направление.
(4.6)
Единица измерения – нит (нт), причем 1 нт = 1 кд/1 м2. Яркость входит в число гигиенических норм освещенности рабочих мест.
Естественное освещение помещений, его виды
Естественное – освещение помещений прямым, отраженным или рассеянным солнечным светом, проникающим через проемы в ограждающих конструкциях зданий.
Естественное освещение характеризуется высокой дифузностью (рассеянностью), положительно влияющей на органы зрения человека. Такое освещение не является постоянным, его интенсивность меняется в зависимости от широты местности, времени года и времени суток. Именно непостоянство во времени естественного освещения обусловило введение коэффициента естественной освещенности (КЕО) – важной расчетной светотехнической величины.
Существует три типа естественного освещения:
- боковое – осуществляется через световые проемы в наружных стенах, в свою очередь делится на одностороннее (рис. 4.2, а) и двустороннее (рис. 4.2, б);
|
|
|
- верхнее – осуществляется через световые отверстия в крышах, аэрационные и защитные фонари (рис. 4.2, в);
- комбинированное – сочетание верхнего и бокового типов освещения (рис. 4.2, г).
Рисунок 4.2 – Распределение естественного освещения: 1 – уровень условной рабочей поверхности, 2 – пространственное распределение интенсивности освещения, 3 – средний уровень освещенности; М – точка минимальной освещенности
Как отмечалось выше, одной из главных величин, характеризующих качество естественного освещения, является коэффициент естественного освещения, определяемый по формуле:
, (4.7)
где Евн – освещенность внутри помещения, лк; Евнеш – освещенность под открытым небом, лк.
КЕО нормируется для производственных помещений в зависимости от категории зрительных работ. Для учебных классов, мастерских и лабораторий он должен составлять: 1,5...2% – в условиях бокового освещения; 2...4% при верхнем или комбинированном освещении. КЕО определяется экспериментально с помощью люксметра.
Световой коэффициент является второй характеристикой эффективности естественного освещения и определяется по формуле:
(4.8)
где Ѕо – суммарная площадь окон, м2; Ѕп – площадь пола, м2. Для учебных помещений значение светового коэффициента должно находиться в пределах 0,20...0,25.
Распределение светового потока по рабочей зоне характеризует угол освещенности, определяемый по формуле:
(4.9)
где Н – расстояние от верхнего края до плоскости рабочей поверхности, м; В – расстояние от рабочего места до конца рабочей поверхности, м. На рабочих местах угол освещенности должен быть не менее 27°.
Нормы естественного освещения помещений устанавливают с учетом обязательной очистки стекол – не менее четырех раз в год для помещений с незначительным выделением пыли.
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 88; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!