ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ

УЧЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель работы: научиться определять состояние освещенности рабочих мест и ее соответствие санитарным нормам. Освоить методику работы с приборами и методы расчета искусственного освещения помещений.

Общие сведения

Освещение рабочего места - важнейший фактор создания нормальных условий труда, имеющий особенно большое значение для учебных заведений, где около 90% всей получаемой обучающимися информации воспринимается с помощью зрения. Неправильно подобранное освещение ухудшает условия зрительной работы, повышает утомляемость глаз, нервной системы, снижает работоспособность, может стать причиной несчастного случая или заболевания. При недостаточном освещении развивается близорукость, постоянный перевод взгляда с достаточно освещенного предмета на плохо освещенный вызывает профессиональную болезнь — нистагм, длительная работа при высокой освещенности может привести к светобоязни — повышенной чувствительности глаз к свету с характерным слезоточением, воспалением слизистой оболочки или роговицы глаза.

По данным исследований, проведенных в США и ФРГ, до 50% мелких травм связаны с плохой освещенностью производственных помещений.

1.1. Основные характеристики освещения.

Условия работы органов зрения можно охарактеризовать как количественными, так и качественными показателями.

Качественные показатели: фон, контраст объекта с фоном, видимость, цилиндрическая освещенность, показатель ослепляемости, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности.

Количественные показатели: световой поток, сила света, освещенность, яркость и светимость.

Световой поток (Ф) — мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое оно производит на человеческий глаз. За единицу светового потока принят люмен (лм). Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку измерение ее основывается на зрительном восприятии.

Все источники света излучают световой поток в пространстве неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока.

Сила света (I) — это отношение светового потока к телесному углу, в котором он излучается: I=Ф/w,

где w — телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Значение w определяется отношением площади, вырезаемой из сферы произвольного радиуса r, к квадрату этого радиуса: w—S/r.

За единицу силы света принята кандела (кд).

Освещенность (Е) — отношение светового потока к площади освещаемой им поверхности:

Е =

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Оценить величину освещенности можно, зная, что освещенность поверхности Земли в лунную ночь составляет примерно 0, 2 лк, а в солнечный день доходит до 100000 лк.

Основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок. В связи с этим введено понятие «яркость». Человек различает окружающие предметы только благодаря тому, что они имеют разную яркость.

Яркостью (В) называется величина, равная отношению силы света, излучаемого элементом поверхности в заданном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению (кд/м).

В =,

S ∙ сos α

где

I — сила света, излучаемая поверхностью в заданном направлении, кд;

S — площадь поверхности, м²;

α — угол между нормалью к поверхности и заданным направлением.

Способность освещаемой поверхности отражать, поглощать и пропускать световой поток оценивается коэффициентами отражения (р, %), поглощения и пропускания, равными отношению отраженного, поглощенного и прошедшего соответственно через освещаемую поверхность световых потоков к световому потоку, падающему на эту поверхность. В приложении 6 даны значения коэффициентов отражения некоторых цветов поверхностей и материалов.

Объект различения — наименьший размер рассматриваемого предмета (например, при работе с приборами — толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах — толщина самой тонкой линии на чертеже).

Фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту, на которой он рассматривается, различен. Фон характеризуется коэффициентом отражения, значения которого находятся в пределах от 0, 02 до 0, 95 и зависят от цвета и фактуры поверхности. При коэффициенте отражения поверхности более 0, 4 фон считается светлым; от 0, 2 до 0, 4 — средним и менее 0, 2 — темным.

Контраст (К) объекта различения с фоном определяется из выражения

B_ф-В_о

K =,

В_ф

где В_ф, В_о — яркость фона и объекта соответственно.

Контраст считается большим при К > 0, 5, средним при К=0, 2...0, 5 и малым — К< 0, 2.

Глаз человека способен приспосабливаться к различной яркости света. Однако резкая разница в яркости (контрастности) поверхности объекта различения и общего окружающего фона нарушает адаптацию глаз (их свойство приспосабливаться к освещенности при переводе взгляда от светлого фона к темному и наоборот) и ведет к утомлению.

Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Определяется числом пороговых контрастов (К_пор — наименьший различимый контраст) в контрасте объекта с фоном:

V =,

К_пор

Цилиндрическая освещенность (Ец ) — средняя освещенность боковой поверхности вертикального цилиндра, размеры которого стремятся к нулю. Цилиндрическая освещенность определяется делением вертикальной освещенности в плоскости, перпендикулярной к проекции луча, на п и характеризует насыщенность помещения светом.

Показатель ослепляемости (Р) — критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, определяется по формуле

P=(S-1) 1000,

где S=V_]/V2 — коэффициент ослепленности;

V₁, V₂ — видимость объекта наблюдения при экранировании блестких источников света и при их наличии в поле зрения соответственно.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т. п.

Показатель дискомфорта (М) — характеристика качества освещения, определяющая степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркости одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении. Рассчитывается инженерным методом.

Коэффициент пульсации (освещенность К_п в процентах) — показатель относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током

Е_max - Е_min

К = 100%

2Е_ср

где Е_мах, Е_min, Е_ср — максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания. К_д не должен превышать 10... 20% в зависимости от системы освещения и разряда зрительных работ (прил. 7).

1.2. Виды освещения и его нормирование.

В зависимости от источника света различают естественное, искусственное и совмещенное освещение.

1.2.1. Естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода, оказывает благоприятное биологическое и гигиеническое воздействие на организм, поэтому желательно его максимальное использование для освещения помещений.

Естественное освещение может быть боковым, если световые проемы (окна) расположены в наружных стенах; верхним, если световые проемы устроены в крыше (верхнее осуществляется и через фонари — специальные строительные конструктивные детали на крышах или в местах перепадов высот смежных зданий), и комбинированным — при сочетании бокового и верхнего пропускания света в помещение.

В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина — коэффициент естественной освещенности (КЕО).

^Е_вн

^{е = 100%}

Е_н

где Е_вн — освещенность в данной точке помещения;

е_н — одновременная наружная горизонтальная освещенность, создаваемая рассеянным светом под открытым небом.

Нормирование значения КЕО определяется СНиП П-4-79 «Естественное и искусственное освещение» (прил. 7, 8, 9), они зависят от разряда зрительной работы (установлено 8 разрядов по наименьшему размеру объекта различения, расстояние до. объекта не более 0, 5 м от глаз), вида освещения, устойчивости снежного покрова. Следует учесть, что в СНиП П-4-79 приведены нормы естественной освещенности для III светового пояса (центр европейской части страны). Для зданий, расположенных в других поясах светового климата, КЕО следует определять по формуле

е_н= е^III ∙ m. c,

где е^III — табличное значение КЕО;

m — коэффициент светового климата;

с — коэффициент солнечности климата (см. прил. 10).

Для I, II, III, IV, V поясов светового климата m равен освещенности: 1, 2; 1, 1; 1, 0; 0, 9; 0, 8. Карта территорий страны, относящихся к тем или иным поясам светового климата, приведена в [6]. Волгоградская область расположена в IV поясе.

При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; при двустороннем — в точке посредине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.

При верхнем или комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО, которое определяется как среднее арифметическое значений КЕО в нескольких точках характерного сечения, причем первая и последняя точки берутся на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен или перегородок. Под условной рабочей поверхностью понимается условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0, 8 м от пола.

При экспериментальном определении КЕО требуется производить замеры освещенности одновременно внутри и снаружи здания при небе, затянутом облаками. Точку для измерения наружной освещенности выбирают на открытом участке земной поверхности (не ближе 10 м от здания).

При определении КЕО учебно-производственных помещений школ эти помещения приравнивают к помещениям производственных зданий с точными работами (III разряд работ), а рабочие места для обучения кройке и шитью — ко II разряду работ. Все учебные помещения школ должны иметь непосредственное прямое естественное освещение, наилучший вид — боковое левостороннее с применением солнцезащитных устройств (жалюзи, козырьки). При глубине учебных помещений более 6 м обязательно устройство правостороннего подсвета. Направление основного светового потока справа, спереди и сзади от учащихся недопустимо, так как за счет тени от корпуса сидящих учеников уровень естественной освещенности снижается в 3... 4 раза. Значение КЕО в наиболее удаленной от окон точке помещения на рабочей поверхности парты не должно быть менее 1, 5%. Для поддержания естественной освещенности на нормированном уровне необходимо производить очистку оконных стекол не реже 2 раза в год. К мытью окон зданий любой этажности воспрещается привлекать учащихся даже старших классов!!! Окна и другие световые проемы запрещается загромождать различными предметами. Сажать деревья надо на расстоянии не менее 10 м от школьного здания.

Если в результате проверки фактическая освещенность в помещении оказывается ниже установленных СНиП II-4-74 норм, то ее повышают путем увеличения размеров или числа оконных проемов, очистки стекол от пыли, грязи и т. п. Методика и данные для расчетов приведены в [6].

1.2.2. При недостаточном естественном освещении устраивают искусственное освещение с помощью электрических ламп, которые подразделяются на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормальных условий работы, прохода людей и движения транспорта. По конструктивному исполнению рабочее освещение может быть общим и комбинированным (общее + местное). Применение одного местного освещения не допускается, т. к. в этом

случае образуются зоны с резким перепадом уровня освещенности, что вызывает утомляемость органов зрения

Общее освещение рекомендуется в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (учебные аудитории, классы и т. п.).

Комбинированное освещение — это сочетание общего и местного освещения, используется при необходимости концентрации светового потока непосредственно на рабочих местах для выполнения точных зрительных работ (на столах читальных залов, на металлорежущих станках и др.).

Аварийное освещение предусматривается на случаи внезапного отключения рабочего освещения и должно иметь питание от независимого источника. Различают аварийное освещение для продолжения работ (устанавливается на производствах, где работы не могут быть остановлены) и аварийное освещение для эвакуации людей (предусмотрено правилами по технике безопасности для школьных учебных и учебно-производственных мастерских). Аварийное освещение для эвакуации должно обеспечивать освещенность на полу основных проходов и на лестничных клетках не менее 0, 5 лк.

Дежурное освещение используется в нерабочее время, охранное — для освещения вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Для дежурного и охранного освещения выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения. Источники света заключают в специальную арматуру, которая служит для перераспределения излучаемого источника светового потока в требуемом направлении с целью повышения экономичности осветительной установки; предохранения глаз работающих от действия источника света; защиты источника света от механических повреждений, воздействия окружающей среды; эстетического оформления помещений. Совокупность источника света и арматуры называют светильником. Применение источников света без арматуры не допускается. На рис. 4. приведены некоторые наиболее распространенные светильники.

Слепящее действие светильника ограничивается его защитным углом (рис. 5).

Рис. 4. Типы светильников:

а — УПД «Универсаль»; б — УПМ-15 «Глубокоизлучатель»; в — НСП-07 «Люцетта»; г — ПО-02 «Молочный шар»; д — взрывобезопасный типа ВЗГ; е — типа ОД; ж — типа ПВЛ; з — щелевой световод: 1 — оптическая система; 2 — источник света; 3 — канал световода; 4 — щель; 5 — отражающее покрытие

Рис. 5. Схема определения защитного угла светильника: а — светильник с лампой накаливания; б — светильник с люминесцентными лампами

Для местного освещения должны предусматриваться светильники с непросвечивающими отражателями, имеющими защитный угол не менее 30'. Допускается предусматривать светильники местного освещения с отражателями, имеющими защитный угол от 10 до 30, при расположении их ниже уровня глаз работающего.

По принципу распределения светового потока в пространстве светильники подразделяют на пять классов: прямого света (световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляют более 80%); преимущественно прямого света (60—80%); рассеянного света (40... 60%); преимущественно отраженного света (20—40%); отраженного света (менее 20%). Выбор светильников по светораспределению зависит главным образом от отражающих свойств стен, потолков и других окружающих поверхностей

Одним из основных условий при выборе типа светильника является учет условий окружающей среды. По конструктивному исполнению различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные, взрывобезопасные. Несоответствие конструкции светильника условиям освещаемого помещения снижает надежность осветительной установки и может явиться причиной пожара или взрыва. Светильники типа ВЗГ (см. рис. 4, з) применяют во взрывоопасных помещениях. Их конструкция предусматривает локализацию взрыва внутри лампы. Для ламп накаливания используют светильники типа а, д, а для газоразрядных ламп типа е, ж (см. рис. 4).

Высокую освещенность и равномерное распределение светового потока обеспечивают щелевые световоды (см. рис. 4, з), представляющие собой полые цилиндрические трубы, внутренняя поверхность которых покрыта зеркально отражающим пространством. Через светопропускную щель, расположенную обычно в нижней части, световой поток равномерно освещает окружающее пространство Источником света служит мощная лампа накаливания или газоразрядная лампа, которая помещается в один или оба конца грубы. Эти светильники используются как в общественных зданиях, так и на взрывоопасных производствах Источники света, применяемые для искусственного освещения, делятся на две группы — лампы накаливания и газоразрядные лампы.

В лампах накаливания видимое излучение получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити до температуры плавления. В газоразрядных лампах видимое излучение вызывается электрическим разрядом в атмосфере некоторых инертных газов и паров металлов и их смесей при различных давлениях и использованием в отдельных типах ламп люминофоров — специальных составов, которые преобразуют невидимое ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Для источников света важное значение имеют такие показатели:

— световая отдача — величина, определяющая отношение излучаемого светового потока к потребляемой мощности (лм/Вт); характеризующая энергетическую экономичность источника света;

— срок службы лампы, в часах;

— спектральный состав света (цветность излучения) имеет решающее значение при выборе источника света в помещениях, где необходима правильная цветопередача при искусственном освещении.

К достоинствам ламп накаливания относятся удобство экс-плуатации, простота изготовления, отсутствие дополнительных пусковых устройств для включения в сеть, надежность работы при колебаниях напряжения в сети и при различных состояниях окружающей среды, световой поток их к концу срока службы снижается незначительно (приблизительно на 15%). Их недостатками является сравнительно небольшой срок службы (до 2500 ч); относительно невысокая световая отдача (7... 22 лм/Вт); преобладание в спектре излучаемого света желто-красного излучения затрудняет различение оттенков цветов.

Лампы накаливания выпускаются на номинальное напряжение 127 и 220 В, мощностью от 15 до 1500 Вт. С увеличением мощности и уменьшением номинального напряжения увеличивается световая отдача ламп.

Наибольшими достоинствами обладают йодные и галогенные лампы накаливания. У йодных мощность достигает 2200 Вт, срок службы — 3000 ч, а световая отдача — 30 лм/Вт. Галогенные лампы накаливания имеют трубчатую форму с цилиндрическими, керамическими или ножевыми металлическими цоколями по концам и отличаются особой компактностью, более белым светом, улучшенной цветопередачей и вдвое большим сроком службы. Эти лампы при эксплуатации должны находиться только в горизонтальном положении (отклонение не более 4°).

Газоразрядные лампы имеют световые характеристики, полнее отвечающие гигиеническим требованиям, спектр их излучения близок к естественному, срок службы достигает 14000 ч, а световая отдача — 100 лм/Вт. От газоразрядных ламп можно получить световой поток в любой части спектра путем подбора инертных газов и паров металла, в атмосфере которых происходит разряд. К недостаткам необходимо отнести: пульсацию светового потока с частотой вдвое больше частоты питающего переменного тока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия при кратности или совпадении частоты пульсации источника света (вместо изображения одного предмета видно изображение нескольких, искажаются направление и скорость движения; при работе на станках может возникнуть иллюзия неподвижности вращающихся частей, что может привести к травмированию работающего); длительный период разгорания; наличие специальных пускорегулирующих аппаратов для облегчения зажигания ламп и стабилизации их работы; колебания высокой частоты, создающие помехи радиоприему и точным электрическим измерениям; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды (рабочий диапазон температур 100... 30°С); повышенная чувствительность к снижению напряжения питающей сети; снижение к концу срока службы светового потока на 50% и более.

Наибольшее распространение среди газоразрядных ламп получили люминесцентные, низкого давления, мощностью 8... 150 Вт, имеющие цилиндрическую форму, разные по цветности излучения в зависимости от состава люминофора — лампы дневного света (ЛД), холодно-белого света (ЛХБ), белого света (ЛБ), темно-белого (ЛТБ), с улучшенной цветопередачей ЛДЦ и др. Лампа ЛДЦ создает освещенность, позволяющую различать оттенки цветов так же верно, как и при дневном, естественном свете.

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуговые ртутные (ДРЛ), в спектре которых преобладают зеленые и голубые тона; металлогалогенные (ДРИ), имеющие повышенную светоотдачу и улучшающую цветность излучения; дуговые ксеноновые и трубчатые лампы (ДКсТ), имеющие мощность от 2 до 100000 Вт и использующиеся в основном для наружного освещения в связи с опасностью ультрафиолетового облучения работающих; натриевые лампы (ДНаТ), использующиеся для наружного освещения, и др. Лампы ДРЛ, ДРИ, ДКсТ, ДНаТ имеют резбовые цоколи, как и лампы накаливания.

Для улучшения пульсации светового потока газоразрядных ламп следует включать близко расположенные лампы в разные фазы сети или применять схемы включения со сдвигом фаз. Люминесцентные и другие ртутные лампы, которые вышли из строя, нельзя бесконтрольно выбрасывать, поскольку в них содержится металлическая ртуть, опасная для здоровья человека, они подлежат утилизации. Используемый в настоящее время вывоз отработанных ламп на свалки или их захоронение в землю представляет реальную опасность вредного для здоровья людей ртутного заражения воздуха, почвы и водных источников. При испарении 100 г ртути, высвобождающейся примерно из 1 тыс. разбитых люминесцентных ламп, происходит ртутное загрязнение 10 млн м³ воздуха до ПДК, равной 0, 01 мг/м³. Технические характеристики различных типов ламп накаливания и газоразрядных с рекомендациями по использованию приведены в [6, 7].

При освещении учебных помещений люминесцентными лампами рекомендуется применение светильников типа ШОД 2x40, ШОД 2x80, ШЛД 2x40, ШЛД 2x80, ЛСО 2x40. Для освещения классной доски применяются зеркальные светильники типа ШМЗ, ШКД или ЛПО 12x40.

В учебных мастерских устанавливаются пылевлагозащитные светильники ПВЛ 2x40, ЛСП 08, ЛППО-0-1. Светильники с люминесцентными лампами укомплектовываются пускорегулирующими аппаратами (ПРА или ВПП) с пониженным уровнем шума [8].

Высота подвески светильников должна быть не менее 2, 5 м от уровня пола. При освещении лампами накаливания в школах рекомендуется использовать светильники рассеянного света преимущественно отраженного светораспределения: светильник кольцевой СК-300, кольцевой металлический КМО-300, полиэтиленовый кольцевой, рассеиватель металлический (ПКРМ) с лампами накаливания 300 Вт. В учебных мастерских, кроме общего освещения, должно быть оборудовано местное освещение у верстаков и станков с использованием светильника с эмалированным отражателем «Альфа» на гибком кронштейне и лампочке накаливания с напряжением 42 В.

Эксплуатация и контроль осветительных установок осуществляются в соответствии с установленными правилами. При этом должна осуществляться регулярная очистка светильников не реже двух раз в месяц, а в мастерских, где по роду работы имеются значительные выделения пыли, дыма, копоти, — не реже четырех раз в месяц. Смена ламп, арматуры, чистка светильников должны производиться электромонтером. Выполнение этих работ не должно поручаться учащимся. Искусственное освещение нормируется в соответствии со СНиII II-4-79 (прил. 8, 9). В нормах задаются значения минимальной освещенности с учетом разряда зрительной работы, выделяются 8 разрядов в зависимости от размера объекта различения. Разряды работ разбиты на подразряды, чтобы учесть различные сочетания контраста объекта различения и фона. Освещенность должна увеличиваться по мере уменьшения объекта различения, уменьшения контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона.

Наибольшая освещенность 5000 лк установлена для работ разряда Iа (наивысшей точности), наименьшая 30 лк — для разряда VIIIв (общее периодическое наблюдение за ходом производственного процесса; при таком освещении нельзя наблюдать за показаниями приборов и вести записи).

Работа в учебно-производственных помещениях школы относится к III разряду, при обучении кройке и шитью — ко II разряду работ.

Для первых четырех разрядов рекомендуется использовать комбинированную систему освещения, так как достижение необходимой освещенности при общей системе освещения требует очень больших затрат электроэнергии.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения, должна составлять 10% нормируемой для комбинированного освещения при их источниках света, которые применяются для местного освещения. В то же время освещенность от светильников общего освещения не должна выходить за пределы 500... 150 лк для газоразрядных ламп и 100...50 лк для ламп накаливания. Для общего освещения в системе комбинированного нормами рекомендуется применять газоразрядные лампы независимо от типа источника света местного освещения.

1 3. Методы расчета искусственного освещения.

Цель расчета — определение числа и необходимой мощности светильников для получения заданной освещенности в помещениях или определение при заданном расположении, числе и мощности ламп освещенности на уровне рабочей поверхности. Применяют следующие методы расчета искусственного освещения:

— метод коэффициента использования светового потока;

— точечный метод;

— метод удельной мощности.

1.3.1. Метод коэффициента использования светового потока (метод светового потока) предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных рабочих поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов, когда рабочие поверхности освещаются не только световым потоком, падающим непосредственно от светильников, но и отраженным световым потоком от стен, потолка, рабочей поверхности. Этот метод применим при условии, если выдержаны рекомендуемые соотношения расстояния между светильниками к высоте их подвеса над рабочей поверхностью (прил. 11).

Световой поток одного светильника Фл (лм) рассчитывают по формуле

Е_норSk_z

Ф_л =

где е_нор — нормированная минимальная освещенность, лк;

S — площадь помещения, м²;

z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности в помещении к минимальной, обычно Z=l, l...l, 5 (прил. 12);

k — коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации светильника в зависимости от выделений пыли и копоти в помещении (k=l, 2...2, 0) (прил. 13);

N — число светильников;

η — коэффициент использования светового потока ламп (%), зависящий от типа светильника, коэффициентов отражения потолка и стен, высоты подвеса светильников и размеров помещения.

Коэффициент характеризует отношение потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп определяется по приложениям 14, 15 в зависимости от индекса помещения, коэффициентов отражения стен р_с, потолка р_прабочих поверхностей р_р (прил. 16). Величина р принимается обычно равной 10% и только при заведомо светлых полах или большом числе столов с белой бумагой — 30%. Индекс помещений (i) определяется по формуле

i =,

h_p (А+В)

где S — площадь помещения, м²;

h_p — расчетная высота, м (расстояние от светильника до рабочей поверхности) (рис. 6);

А и В — длина и ширина помещения, м.

Коэффициент η в таблицах дается в процентах, в формулу — подставляется в долях.

В следующей последовательности выбирают:

тип источника света. Если температура в помещении не понижается ниже 10°С, а напряжение в сети не падает ниже 90% номинального и нет опасности появления стробоскопического эффекта, то следует отдать предпочтение наиболее экономичным газоразрядным лампам;

— систему освещения (общее или комбинированное). При выборе следует учитывать, что экономичнее система комбинированного освещения, а гигиеничнее система общего освещения, так как в последнем случае световая энергия распределяется равномерно. Локализация общего освещения повышает его экономичность. Для освещения рабочих мест, где выполняются работы I...V разрядов, следует применять комбинированное освещение. Местные светильники в этом случае помогают создать необходимую направленность светового потока и исключить блесткость;

Рис. 6. Схема размещения светильников:

а — в разрезе, б — в плане для ламп накаливания, в — в плане для люминесцентных ламп

Рис.7. Люксметр Ю 116

— тип светильника. Критерии выбора — уровень загрязненности воздушной среды, соответствие требованиям взрыво и пожаробезопасности и требованиям к распределению яркость в поле зрения.

После чего:

— проводят распределение светильников и определяют и количество;

— устанавливают номируемую освещенность на рабочем месте. Вначале определяют разряд выполняемой работы по наименьшему размеру объекта различения. Затем оцениваю фон и контраст объекта с фоном и в соответствии с выбранным источником света и системой освещения уточняют нормируемую освещенность;

— рассчитывают мощность источника света и выбираю стандартную лампу. Величины световых потоков различных типов ламп приведены в приложениях 17, 18. Число светильни ков N задают предварительно, исходя из конфигурации помещения при наивыгоднейшем их расположении. Светильники с лампами накаливания устанавливают равномерно, в шахмат ном порядке, по углам прямоугольника. Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать непрерывными рядами, желательно параллельно стене с окнами или длинной стене узкого помещения, так как направление света в этом случае приближается к направлению естественного света, уменьшается прямая и обратная блесткость, оказывается меньшей протяженность групповой сети.

Расстояние крайних рядов светильников от стены рекомендуется принимать (0, 25...0, 3) L при наличии у стены проходов и (0, 3...0, 4) L в остальных случаях (см. рис. 6). При необходимости обеспечить у стен такую же освещенность, как по всей площади, расстояние L может быть уменьшено почти до нуля. После проектирования и монтажа освещения обязательно замеряют фактическую освещенность, если она отличается от расчетной более чем на —10 и +20%, то изменяют схему расположения светильников или мощность ламп.

1.3.2. Точечный метод применяется для расчета локализованного и местного освещения горизонтальных и наклонных поверхностей и в тех случаях, когда отраженным светом можно пренебречь. Точечный метод предпочтителен и для расчета общего освещения горизонтальных поверхностей больших ответственных помещений. В основу точечного метода положено уравнение

Е = I α сos α / r²,

где

I α — сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, kg;

r — расстояние от светильника до расчетной точки, м;

α — угол между нормальной рабочей поверхности и направлением светового потока от источника.

Для практического использования в формулу вводят коэффициент запаса k (прил. 13) и заменяют r на hp/cos α , и расчетная формула принимает вид

I α cos³ α

Е =.

khp

Данные о распределении силы света Ice приводятся в светотехнических справочниках [7].

Если светильников несколько, то создаваемые ими освещенности суммируются.

1.3.3. Метод удельной мощности является наиболее простым, но наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчетах. Удельной мощностью называется отношение суммарной мощности ламп на площади помещения. Она зависит от выбранной нормы освещенности, типа светильника, высоты его подвеса, отражающих свойств помещения и в целом является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки.

Мощность одной лампы в этом случае рассчитывается по формуле

P_yS

Pn =,

где

P_v — удельная мощность, Вт/м²;

S — площадь помещения, м²;

n— число ламп.

Примерные значения Р_у для равномерного распределения светильников, коэффициента запаса 1, 5 и коэффициентов отражения потолка р_п — 50% и стен р_с = 30% приведены в прил. 19.

Приборы и оборудование

Освещенность на рабочих местах и в производственных (учебных) помещениях должна контролироваться не реже одного раза в год. Измерение освещенности производят по ГОСТ 24940-80. Применяемые для этого приборы — люксметры различных модификаций, фотометры, измерители видимости и комплексный измеритель светотехнических величин.

Наиболее распространены люксметры типа Ю-16, Ю-116, Ю-17 (рис.7). Все они представляют собой сочетание селенового фотоэлемента и миллиамперметра, градуированного в люксах.

Действие прибора основано на явлении фотоэлектрического эффекта. Световой поток, падая на фотоэлемент, вызывает протекание тока через миллиамперметр. При измерении фотоэлемент устанавливают в плоскости измерения, подбирают шкалу миллиамперметра, начиная с более грубой, и считывают показания прибора. При необходимости расширить пределы измерения на фотоэлемент надевают поглощающие насадки К, М, Р, Т (см. рис. 7). Насадка К выполнена в виде полусферы из белой светорассеивающей пластины и служит для уменьшения конусной погрешности, связанной с углом падения света на фотоэлемент. Насадка К применяется только совместно с одной из насадок М, Р или Т. При использовании насадок К и М коэффициент ослабления светового потока составляет 10, при использовании насадок К и Р — 100, а насадок К и Т — 1000. Показания прибора использования насадок умножают на соответствующий коэффициент ослабления.

Люксметр Ю-17 рассчитан на измерение освещенности в пределах от 0, 01 до 1000 лк. Измеритель этого прибора имеет световой показатель. Для питания осветителя шкалы используется четыре батареи типа «Сатурн».

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 111213 Следующая ⇒