Коэффициенты отражения, поглощения и пропускания некоторых материалов

Материал	Коэффициент
отражения	поглощения	пропускания
Зеркало	0,85	0,15
Белая краска	0,8	0,2
Белая бумага	0,75	0,25
Желтая краска	0,4	0,6
Черная ткань (сукно)	0,02	0,98
Оконное стекло	0,08	0,02	0,9
Матированное стекло	0,1	0,05	0,85
Молочное стекло	0,45	0,15	0,4

Основы световых измерений

Для световых измерений используются физические приемники оптиче­ского излучения (ФПИ):

- фотоэлектрические: фотоэлементы, фоторезисторы, фотоумножители;

- фотохимические – различные фото­материалы;

- тепловые – термоэлектрические преобразо­ватели.

Каждый из ФПИ преобразует поглощенную энергию из­лучения в другой вид энергии: электрическую (ток, напряжение), химическую (почернение фотоматериала под действием поглощен­ного излучения) и др.

В лабораторных условиях и эксплуатационной практике для измерения освещенности применяются люксметры. Принципиальная схема люксметра показана на рис. 1.4,а.

Люксметр состоит из фотоэле­мента 1, подключенного к гальванометру 2. Гальванометр может шунтироваться сопротивлениями R1и R2при помощи переключа­телей 3. Чувствительная часть фотоэлемента может прикрываться специальными насадками 4. Использование шунтов и насадок позволяет изменять пределы измерений освещенности.

а) б)

Рис. 1.4. Принципиальная схема люксметра (а), измерение светового потока с помощью фотометрического шара (б)

Измерение переносным люксметром проводится следую­щим образом. Фотоэлемент располагается в той плоскости, освещенность которой измеряется. Искомая освещенность определяется по отклонению стрелки гальванометра.

Люксметры периодически проверяют и градуируют с помощью источника света, характеристики которого известны.

Измерения с помощью люксметра достаточно точны, когда спектральный состав излучения источника, применяемого при градуи­ровке люксметра, близок к спектральному составу источников, освещенность от которых измеряется. Если указанные спектральные составы сильно отличаются, необходимо применять фотоэлемент с коррегирующим светофильтром. Например, если градуировка производилась при помощи лампы нака­ливания, а освещенность нужно измерять от люминесцент­ного источника света, измерения без коррегирующего светофильтра могут иметь по­грешности, превышающие 10 %.

Измерение освещенности, создаваемой осветительными установками на промышленных предприятиях, с помощью переносного люксметра представляет собой до­статочно простое и быстро выполнимое действие. Погреш­ность измерения освещенности составляет не более ±10 %. Для периодического контроля условий освещенности рабо­чих мест в промышленности такая ошибка вполне допу­стима.

Для измерения светового потока источников света служит шаровой фото­метр – фотометрический шар (шар Ульбрихта). Схематиче­ский разрез его показан на рис. 1,4,б.

Шаровой фотометр − полый шар, внутренняя поверхность которого выкрашена бе­лой рассеянно отражающей свет краской. Шар имеет дверку, позволяющую помещать источник света (И) внутри шара. Дверка является частью шаровой поверхности, внутренняя сторона дверки окрашена бе­лой рассеянно отражающей свет краской.

Шар имеет небольшое отверстие, закрытое молочным стеклом (МС). Внутри шара поме­шается экран (Э), кото­рый защищает молочное стекло от прямых потоков источника света. За молочным стеклом располагается фотоэлемент (ФЭ), в цепь которого включен градуированный в люменах гальванометр (Г), показывающий результат измерения.

Системы и виды освещения

Для создания нормальных условий освещенности в жилых, общественных и производственных помещениях используют два вида освещения – естественное и искусственное.

Естественное освещение – это освещение помещений лучами дневного света через световые проемы (окна). Такое освещение наиболее благоприятно для глаза человека, но это освещение неравномерно в течение суток.

Искусственное освещение требует затрат энергии, обеспечения электробезопасности, имеет худшую спектральную характеристику. Однако такое освещение необходимо ввиду неравномерности или недостаточности в течение суток естественного освещения.

Ниже речь пойдет только об искусственном электрическом освещении.

Для электрического освещения следует применять газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные, на­триевые, ксеноновые) и лампы накаливания.

При устройстве осветительных установок могут применяться три системы освещения:

- общего равномерного освещения, когда световой поток распре­деляется без учета размещения оборудования;

- общего локализованного ос­вещения, когда световой поток распределяется с учетом расположенного оборудо­вания;

- комбинированного освещения, когда к общему освещению добавляется местное освещение рабочих мест.

Местное освещение создается светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Качество и экономичность осветительной установки во многом зависит от правильности выбора системы освещения.

Система общего освещения приме­няется для освещения всего помещения в целом, и в том числе рабочих по­верхностей.

Система общего освещения с равномерным размещением светильников исполь­зуется, когда в производственных помещениях технологическое оборудование расположено равномерно по всей площади с одинаковыми условиями зри­тельной работы.

Система комбинированного освещения применяется в помеще­ниях с тонкими зрительными работами, требующими высокой освещенности. В этом случае часть светильников освещает только рабочие места (местное освещение), а другая – все помещение.

Для питания системы общего освещения должно применяться напряжение не выше 220/380 В переменного тока с заземлением нейтрали.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 220 В для помещений без повышенной опасности и не выше 42 В для помещений с повышенной опасностью и особо опасных.

Искусственное электрическое освещение подразделяется на рабочее и аварийное.

Аварийное освещение разделяется, в свою очередь, на освещение безопасности и эвакуационное.

Рабочее освещение устраивается во всех без исключения помещениях и создает на рабочих поверхностях нормированную освещенность.

В некоторых случаях помимо рабочего освещения необходимо аварийное освещение, которое обеспечивает минимальную освещенность на рабочих местах при внезапном отключении рабочего освещения.

Для аварийного освещения разрешается применение ламп накаливания, мгновенно зажигающихся при низких температурах (ниже +5 °С), и люми­несцентных. Последние допускается использовать в помещениях с минималь­ной температурой +5 °С и при питании их во всех режимах переменным то­ком с напряжением на лампах не ниже 90 % от номинального значения.

Рабочее и аварийное освещение в производственных и общественных зданиях должно получать питание от разных независимых источников. Допускается питание рабочего и аварийного освещения выполнять от разных трансформаторов одной двухтрансформаторной подстанции при условии питания трансформаторов от разных независимых источников.

Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников ра­бочего освещения типоразмерами или специально нанесенными знаками.

Освещение безопасности следует предусматривать 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 таких объектов, как электрические станции, узлы связи, радио- и телепередач, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации и т. п.;

- нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.

Эвакуационное освещение следует предусматривать:

- в местах, опасных для прохода людей;

- в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.;

- по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.;

- в лестничных клетках жилых зданий высотой 6 этажей и более;

- в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

- в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещениях могут одновременно находиться более 100 чел;

- в производственных помещениях без естественного света.

Охранное освещение должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение – это освещение помещений в нерабочее время.

Нормирование освещения

Нормы освещения производственных и общественных зданий и сооружений, жилых помещений, а также территорий вне зданий установлены СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» (см. табл. 1.2, 1.3).

Нормируемые значения освещенности приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, для наружного освещения - для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000 лк.

В табл. 1.2 приведены нормы Е_норм по освещению жилых, общественных и административных помещений. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы, размера объекта различения и относительной продолжительности зрительной работы, определяющих разряд (А, Б, …З ) и подразряд (1, 2) зрительной работы.

В табл. 1.3 приведены нормы по освещению помещений промышленных предприятий. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы и размера объекта различения, определяющих разряд зрительной работы (I…VIII). Каждый разряд делится на подразряды зрительной работы (а, б, в, г), характеризуемые контрастом объекта с фоном (малым, средним, большим) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабо­чих поверхностях уменьшается вследствие уменьшения со временем светового потока из-за загрязнения ламп, осветительной арматуры и отражающих по­верхностей (стен и потолков). Поэтому для обеспечения нормируемой освещенности Е_норм расчетную освещенность Е_р принимают с учетом коэффициента запаса:

. (1.9)

Значения коэффициентов запаса:

К_з = 1,3 … 1,7 для ламп накаливания;

К_з = 1,5 … 2,0 для газоразрядных ламп.

Аварийное освещение должно создавать освещенность на рабочих местах, равную 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе об­щего освещения, но не менее 2 лк.

Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц:

- в помещениях – 0,5 лк;

- на открытых территориях – 0,2 лк.

В табл. 1.4 приведены нормы по освещению улиц, дорог и площадей городской территории.

Таблица 1.2