Основные светотехнические характеристики
Скачать 202.66 Kb.
|
| Производственное освещение. Нормативные документы: 1. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». 2. ГОСТ 2239-79 «Лампы накаливания общего назначения. Технические условия». 3. ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения». 4. ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности». Освещение - это использование световой энергии Солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира. Весь воспринимаемый органом зрения человека предметный мир образуется излучением, сосредоточенным в узкой полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм, составляющих так называемую область видимых лучей. Основные светотехнические характеристики. Видимое излучение характеризуют такие величины как световой поток, сила света, освещенность и яркость, связь между которыми показана на рисунке 1.  Рис. 1 - Схема зависимости световых величин. ^ F - это лучистая энергия, которая воспринимается человеком, как свет. Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Один люмен - световой поток от эталонного точечного источника, помещенного в вершине телесного угла в 1 стерадиан. Стерадиан - телесный угол, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную квадрату радиуса. Лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 лм, а люминесцентная лампа мощностью 40 Вт - 3200 лм. Свечение источника света в некотором направлении характеризует сила света. ^ I - пространственная плотность светового потока, то есть световой поток F, отнесенный к телесному углу ω, в котором он излучается:  .Значение ω определяется отклонением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса г, к квадрату этого радиуса:  .Единица силы света - кандела (кд) - сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении абсолютно черным телом с площади 1/600000 м2 при температуре затвердевания платины (2046,65 К) и давлении 101325 Па/м2. Средняя сила лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет около 100 кд. Освещенность Е - это отношение светового потока F к площади S освещаемой им поверхности:  .Единица освещенности - люкс (лк) - освещенность поверхности площадью 1 м при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм (1лк=лм/м2). В природных условиях освещенность поверхности Земли в лунную ночь составляет примерно 0,2 лк, а в солнечный день доходит до 100000 лк. Яркость В (кд/м2) - отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению излучения:  , где α - угол между нормально освещаемой поверхностью и направлением светового потока от источника света.Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на котором он рассматривается. Фон считается светлым, если коэффициент отражения  ; при ρ=0,2-0,4 фон считается средним, а при ρ<0,2 - темным.Контраст объекта различения с фоном определяется выражением К= (В0-Вф)/Вф, где В0 и Вф - яркость фона и объекта. Контраст считается большим при К>0,5; средним - К=0,2-0,5 и малым при К<0,2. Системы и виды производственного освещения. Освещение бывает естественным (боковое, верхнее и комбинированное) и искусственное (общее, местное и комбинированное). Система естественного освещения выбирается с учётом следующих факторов: - назначения и принятого архитектурно-планировочного, объёмно - производственного и конструктивного решения здания; - требований к естественному освещению помещений, учитывающих особенности технологии и характера зрительной работы; - климатических и светоклиматических особенностей места строительства; - экономичности естественного освещения. ^ применяется в производственных одноэтажных многопролётных зданиях, в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы), а также в зданиях с крупногабаритными технологическими объёмами, в частности, производственных транспортных предприятиях, предназначенных для ввода подвижного состава. ^ применяется в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещения к высоте окон над условной рабочей поверхностью (горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола) не превышает 8. ^ предназначено для освещения всего помещения и может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работы в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создать большую освещенность на рабочих местах. ^ состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания определенного или изменяемого в процессе работы направления света. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним площадям. Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях не допускается из - за дискомфортной блеклости, возникающей при наличии темных окружающих поверхностей и ярких пятен в поле зрения. Выбор системы искусственного освещения осуществляется исходя из: - нормируемой освещенности; - требований равномерности освещения; - размещения оборудования и рабочих мест; - первоначальных затрат на электроэнергию. ^ Для искусственного освещения производственных помещений используются газоразрядные лампы и лампы накаливания. В лампах накаливания (ЛН) свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур. Они имеют низкую световую отдачу 7-20 лм/Вт, небольшой срок службы (1500 часов), преобладание в спектре желтовато - красных лучей (λ=600-700 нм), которые искажают цветовое восприятие и поэтому имеют ограниченное применение. Для производственного освещения лампы накаливания применяют: - для аварийного и эвакуационного освещения; - в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение более 42 В; - для местного освещения; - в случаях, когда применение газоразрядных ламп невозможно по технологическим причинам (высокая температура воздуха, вибрация). Наибольшее распространение в промышленности нашли разрядные лампы. Их принцип действия основан на электрическом разряде между двумя электродами, запаянными в прозрачную для оптического излучения колбу той или иной формы. Внутреннее пространство колбы после удаления воздуха наполняется определенным газом, чаще всего инертным, до заданного давления или же инертным газом и небольшим количеством металла (с высокой упругостью паров), например, ртутью, натрием. ^ представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Недостатки: - пульсация светового потока при питании переменным током; - на работе люминесцентных ламп сказываются колебания напряжения в питающей сети и температура окружающей среды (рабочий диапазон +5-50°С). Преимущества: - значительная светоотдача (75-85 лм/Вт); - экономичность; - благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному; - равномерность светового потока; - сравнительно невысокая яркость. Люминесцентные лампы выпускаются нескольких типов - лампы дневного света с голубоватым цветом излучения. Лампы белого цвета, имеющие несколько желтоватый оттенок, лампы холодного и теплого белого света, занимающих по спектру излучения промежуточное положение между лампами белого и дневного света. Выпускаются также лампы дневного света с улучшенной цветопередачей, которые применяются в помещениях жилых и общественных зданий. Для производственных целей широко используются ртутные лампы высокого давления, такие как дуговые ртутные люминесцентные и дуговые ртутные лампы с излучающими добавками (иодида натрия, индия, теллурия). ^ - присутствие в спектре некоторой доли ультрафиолетового излучения, что неблагоприятно сказывается на состоянии работающих, их здоровье; - качество цветопередачи намного хуже, чем у люминесцентных ламп; - световая отдача 50-60 лм/Вт; - большая пульсация светового потока (63-74%); - влияние оказывает температура окружающей среды и снижение напряжения в сети. ^ Рабочее - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия в помещениях и в местах производства работ вне зданий. Аварийное - освещение безопасности (освещение для продолжения работ при аварийном отключении рабочего освещения) и эвакуационное освещение (освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения). Дежурное - освещение в нерабочее время Охранное - предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли. Освещение безопасности предусматривается в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: - взрыв, пожар, отравление людей; длительное нарушение технологического процесса; -нарушение работы объектов жизнеобеспечения (электростанции, насосные установки водоснабжения, теплофикации и т.д.), в которых недопустимо прекращение работ. Наименьшая освещенность, создаваемая освещением безопасности, должна составлять не менее 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. Эвакуационное освещение предусматривается: - в местах, опасных для прохода людей; - в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек; - по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек; - в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма из - за продолжения работы производственного оборудования; - в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещении могут находиться более 100 человек; в производственных помещениях без естественного света. Эвакуационное помещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях - 0,5 лк, на открытых территориях - 0,2 лк. ^ Свет является необходимым условием существования человека. Он влияет на состояние Высших психических функций и физиологические процессы в организме. Хорошее освещение действует тонизирующе, создает хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности. В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать чувство тепла (оранжево - красный), или, наоборот, - успокаивающее (желто - зеленый), или усиливать тормозные процессы (сине - фиолетовый). Это используется при эстетическом оформлении производственных помещений, окраске оборудования и стен: холодные тона - при высоких температурах и наличии источников тепловыделений, в жарком климате. Теплые тона - в случае пониженных температур, необходимости тонизирующего влияния производственной среды на работающих. Наиболее широко используется зеленый цвет, оказывающий благоприятное психологическое воздействие. Наиболее значительное влияние освещение оказывает на функцию зрения, а через неё на производительность труда. Рациональное освещение играет важную роль в профилактике производственного травматизма. Согласно статистике в среднем при различных видах производственной деятельности число несчастных случаев, связанных с неудовлетворительным освещением составляет 30-50% от общего количества. При зрительной работе, не требующей высокой точности, около 1,5% травм со смертельным исходом происходит по причине плохого освещения. Травматизм глаз при таких работах составляет 18-25%. Причиной травматизма может быть как непосредственное ухудшение видимости в рабочей зоне, так и повышенное утомление работников, вследствие работы в условиях неудовлетворительного освещения. Кроме травматизма, неблагоприятные условия освещения могут вызвать утомление звукового анализатора (при систематическом воздействии - развитие дефектов зрения), снижать работоспособность, приводить к профзаболеваниям. Возможность отрицательного воздействия условий освещения на работников определяется рядом факторов: - отсутствием или недостаточностью естественного освещения; - пониженной освещенностью; - повышенной яркостью; - прямой и отраженной блеклостью; - повышенной пульсацией освещенности; - повышенным уровнем ультрафиолетового излучения. С отсутствием естественного света связано явление «светового голодания». ^ - это состояние организма, обусловленное дефицитом ультрафиолетового излучения и проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижения сопротивляемости оргазма. Кроме того, продолжительная работа в помещении без естественного света может оказать неблагоприятное психофизиологическое воздействие на персонал из - за отсутствия связи с внешним миром, ощущения замкнутости пространства. В помещениях без естественного света для освещения применяются газоразрядные источники света со спектральным составом, близким к естественному, устройства динамического освещения, а также используются специальные архитектурные приемы, имитирующие естественное освещение (витражи, ложные окна и т.п.). Любая работа может выполняться в очень большом диапазоне уровней освещенности. Однако ее эффективность будет меняться. Для некоторого уровня освещенности работа выполняться не может (текст не виден, скорость чтения равна 0), затем эффективность зрительной работы возрастает и в некоторой точке достигает максимума. Дальнейший рост освещенности не приводит к увеличению эффективности (скорость чтения не меняется). Освещенность, соответствующая этому значению (точке насыщения кривой), называют оптимальной освещенностью. Однако нормируемые значения освещенности из-за экономических соображений соответствуют эффективности ниже максимальной. Неблагоприятные условия для зрительных работ возникают не только при пониженной, по и чрезмерно высокой освещенности. При очень большой освещенности поверхности и высоком коэффициенте отражения в результате повышенной яркости может вызывать слепящее действие, состояние зрительного дискомфорта. Кроме освещенности на эффективность зрительной работы влияют также показатели качества освещения. В частности, работа в условиях освещения пульсирующим светом понижает работоспособность органа зрения, вызывает повышенное утомление, головные боли и т.д. Кроме того, наличие в поле зрения движущихся или вращающихся предметов, даже при низких коэффициентах пульсации, вызывает стробоскопический эффект и приводит к производственному травматизму. ^ - кажущееся изменение или прекращение движения предмета, освещаемого светом, периодически изменяющимся с частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать вспышками, то сектор будет казаться неподвижным при равенстве частоты вращения диска и частоты вспышки; медленно движущийся в обратную сторону при частоте вспышки больше частоты вращения диска и медленно движущимся в ту же сторону при частоте вспышки меньше частоты вращения диска. Устранение стробоскопического эффекта осуществляется ограничением коэффициента пульсации, которое достигается: - включением ламп по схемам, обеспечивающим питание части ламп в светильнике отстающим, а части ламп - опережающим током, что достигается использованием различных типов пускорегулирующих аппаратов; - поочередным присоединением соседних светильников в ряду к разным лампам; - питание различных ламп в многоламповых светильниках от разных фаз; - использование в светильниках высокочастотных пускорегулирующих аппаратов. ^ . Нормируемыми показателями искусственного освещения для помещений промышленных предприятий являются: - количественные показатели: освещенность, яркость; - качественные показатели: равномерность распределения яркостей в освещаемом по и на рабочих поверхностях; показатель ослепленности; коэффициент пульсации освещения; спектральный состав излучения источников света. ^ - это критерий оценки слепящего действия установки, определяемый выражением:  , где А - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых значений яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Пороговой разностью яркости  называется наименьшее заметное глазу наличие яркости объекта  и  .Коэффициент ослепленности определяется по формуле:  , где -пороговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости;  - то же при наличии в поле зрения блеского источника.Коэффициент пульсации освещенности (Кт %) - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током. В отдельных случаях вместо коэффициента ослепленности регламентируется показатель дискомфорта. ^ М— критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения прии неравномерном распределении яркостей в поле зрения. Нормы искусственного освещения согласно СНиП 23-05-95 определяются в зависимости от: - наименьшего или эквивалентного размера объекта различения; - контраста объекта с фоном; - характеристики фона. Необходимый уровень освещенности тем выше, чем темнее фон, меньше размер детали и контраст объекта с фоном. Максимальный нормируемый уровень освещенности для работ наивысшей точности при комбинированном освещении составляет 5000 лк (при малом контрасте и темном фоне); минимальный уровень освещенности при общем освещении для работ малой точности и грубых работах установлен 200 лк. Организация естественного освещения Естественное освещение организуется через разного рода световые проемы. Оно оценивается коэффициентом естественной освещенности (КЕО):  где Евн – освещенность, создаваемая внутри помещения, лк; Енар - освещенность земной поверхности от небосвода, лк. В БЖД в производственных условиях нормируется минимальное значение КЕО в зависимости от следующих факторов: - вида выполняемой работы (помещения); - расположения световых проемов; - конструктивных особенностей световых проемов и расположенных рядом строений. При боковом естественном освещении минимальное значение КЕО нормируется: - при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; - при двустороннем – в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола. Под условной поверхностью понимается условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола. При верхнем и совмещенном освещении нормируется среднее значение КЕО:  ,где N - числе точек определения (первая и последняя точки выбираются на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен или перегородок),  - значения КЕО при верхнем и совмещенном освещении в точках характерного разреза помещения.При совмещенном освещении КЕО определяется по формуле: е;= еб+ев, где еб и ев - КЕО при боковом и верхнем освещении. Для обеспечения нормативного значения КЕО площадь световых проемов при боковом освещении определяется по формуле:  при верхнем:  где ен – нормированное значение КЕО; S0 и Sф – площадь окон и фонарей, м2; Sп –площадь пола, м2; r1 и r2 - коэффициенты, учитывающие повышение КЕО от отраженного света (r1=1,5 - при боковом двустороннем освещении, r1=3,0 - при боковом одностороннем освещении, r2 =1,1-1,4);  и  - световая характеристика окна и фонаря (= 8-15, =3-5); Кзд =1,0-1,5 - характеризует затемнение окна от противостоящих зданий; К3 = 1,5-2,0 - коэффициент запаса.^ Для выбора источников света и расчета потребного их количества разработано 3 метода расчета. Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной поверхности основным является метод светового потока, учитывающий световой поток, отраженный от, потолка и стен. Световой поток лампы F (лм) при лампах накаливания или световой поток группы люминесцентных ламп:  где Ен - нормированная минимальная освещенность, лк; S - площадь помещения, м2, z - коэффициент минимальной освещенности,  (z=1,15 - для ламп накаливания и дуговых ртутных люминесцентных ламп; z=1,1 - для люминесцентных ламп); К3 - коэффициент запаса (К3=1,4-1,5 - для механических цехов; К=1,7 - для литейных и заготовительных цехов; К3=1,6-1,7 - для гальванических; К3=1,8 - для малярных и сварочных работ; Кз—1,5 - для операторских пунктов), N - число светильников в помещении; n – число ламп в светильнике; η -коэффициент использования светового потока ламп, учитывающий долю общего светового потока, приходящуюся на расчетную плоскость, и зависящий от типа светильника, коэффициента отражения потолка рп и стен рс, высоты подвеса светильников над рабочей поверхностью hс и размеров помещения (а - длина, в - ширина), определяемых индексом I помещения.Индекс помещения определяется по формуле:  .Коэффициент использования светового потока г] определяется по таблицам, приведенным в СНиП 23-05-95 в зависимости от типа светильника, рп и рс, индекса i. По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239-79 и ГОСТ 6825-91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют её необходимую мощность. Умножив, электрическую мощность лампы на количество светильников N, определяют мощность всего освещения помещения. При выборе лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы F до -10% и +20%. Если такую лампу не удалось подобрать, выбирают другую схему расположения светильников, их тип и повторяют расчет. Расчет освещения от светильников люминесцентных ламп целесообразно выполнять, предварительно задавшись типом, электрической мощностью и величиной светового потока ламп. С использованием этих данных число светильников определяют по формуле:  .Для расчета локализованного местного освещения применяют точечный метод. Он используется в следующих случаях: - при отсутствии необходимости учета отраженной освещенности, падающей на расчетную поверхность в результате многократных отражений от стен, пола, потолка, оборудования; - при определении освещенности наклонных поверхностей; - при повышенной неравномерности распределения освещенности по помещению; - при использовании концентрированного светораспределения; - при необходимости учета возможных затемнений. В основу метода положено уравнение:  ,где Iα - сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд; r - расстояние от светильника до расстояния точки, м; α - угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока от источника. Для практического использования в вышеупомянутую формулу вводят коэффициент запаса К3 и заменяют r на hс/ соsα, откуда:  .При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Рассчитанное значение Е сравнивают с нормативными значениями или наоборот, задавшись Ен, подсчитывают Iα и по этой характеристике подбирают подходящий светильник. Наиболее простым, но наименее точным, поэтому применяющимся при ориентировочных расчетах, является метод удельной мощности. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы Рл (Вт) для создания в помещении нормируемой освещенности Ен:  ,где р - удельная мощность, Вт/м2; S - площадь помещения, м2; n - число ламп в осветительной установке. Расчет коэффициента пульсации. Коэффициент пульсации освещенности рассчитывается по формуле:  ,где Еmахи Еmin - максимальное и минимальное значения освещенности за период её колебания, лк; Еср - среднее значение освещенности за этот же период, лк. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Цель работы: изучить основные устройства персонального компьютера, их назначение и основные характеристики, рассмотреть операционную... | | |
| | Сознание и его психологические характеристики. Проблематика когнитивной психологии | |
| Знать основные характеристики многопроцессорной вычислительной системы и параметры, их определяющие | | Сетевые операционные системы семейства Windows, характеристики и области применения |
| Внутренняя память ЭВМ и её типы. Основные характеристики. Расширение основной памяти | | Основные конструктивные особенности и технические характеристики продольных сортировочных лесотранспортеров |
| Политические репрессии: основные функциональные характеристики и причины проведения | | Климатические характеристики и условия окружающей среды могут повлиять на внешний вид и качественные характеристики мебели |