Основные светотехнические характеристики




Скачать 202.66 Kb.
НазваниеОсновные светотехнические характеристики
Дата публикации02.09.2013
Размер202.66 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Астрономия > Документы
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.

^ Световой поток 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.

^ 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.

^ Верхнее и комбинированное естественное освещение 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.

^ Боковое естественное освещение 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.

^ Общее освещение 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.

^ Комбинированное освещение 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.
^ Источники искусственного освещения.
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.

^ Люминесцентные лампы 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).

^ Недостатки дуговых ртутных люминесцентных ламп:

- 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.

^ Виды искусственного освещения.
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.


^ Влияние параметров световой среды на здоровье и работоспособность челове­ка.
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».

^ Световое голодание- 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.

^ Стробоскопический эффект - 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.
^ Нормирование искусственного освещения.
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.

^ Показатель ослепленности - 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.

^ 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;= ебв, 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.
^ Расчет искусственной освещенности.
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:

Основные светотехнические характеристики iconБазовая аппаратная конфигурация. Основные принципы организации и...
Цель работы: изучить основные устройства персонального компьютера, их назначение и основные характеристики, рассмотреть операционную...

Основные светотехнические характеристики iconОсновные Характеристики

Основные светотехнические характеристики iconОсновные технические характеристики

Основные светотехнические характеристики iconЫ лекций Предмет психологии. Функции и структура психики. Основные...
Сознание и его психологические характеристики. Проблематика когнитивной психологии

Основные светотехнические характеристики iconЦель работы
Знать основные характеристики многопроцессорной вычислительной системы и параметры, их определяющие

Основные светотехнические характеристики iconПрограммы для тестирования в локальной сети ос windows, основные...
Сетевые операционные системы семейства Windows, характеристики и области применения

Основные светотехнические характеристики iconВопросы к экзамену по предмету «Информатика»
Внутренняя память ЭВМ и её типы. Основные характеристики. Расширение основной памяти

Основные светотехнические характеристики iconЛабораторная работа Тема "Сортировочные лесотранспортеры"
Основные конструктивные особенности и технические характеристики продольных сортировочных лесотранспортеров

Основные светотехнические характеристики iconТемы для написания курсовых работ
Политические репрес­сии: основные функциональные характеристики и при­чины проведения

Основные светотехнические характеристики iconСоветы по уходу за мебелью
Климатические характеристики и условия окружающей среды могут повлиять на внешний вид и качественные характеристики мебели

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов