Светотехнические характеристики освещения
Учебно-исследовательская
Лабораторная работа
Исследование эффективности и качества освещения
8.1. Цель и задачи работы
Целью работы является изучение количественных и качественных характеристик искусственного освещения, а так же оценка влияния источника света и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования осветительной установки (η).
Основные задачи исследования:
· Измерение освещенности, создаваемой различными источниками света и сравнение с нормируемыми значениями;
· Определение коэффициента использования осветительной установки (η);
· Измерение и сравнение коэффициентов пульсаций освещенности, создаваемой различными источниками света;
· Оценка зависимости коэффициента пульсаций освещенности от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети;
· Наблюдение стробоскопического эффекта.
Теоретическая часть
Общие сведения
Освещение – получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов.
Освещение должно быть гигиенически рациональным, т.е. обеспечивать:
- достаточную освещенность рабочих поверхностей;
- постоянство равномерной освещенности во времени;
- равномерное распределение яркости в окружающем пространстве;
- отсутствие слепящего действия.
Освещение имеет большое значение для здоровья и организации труда. Под влиянием светового излучения ускоряются процессы высшей нервной деятельности, повышается общая активность и деятельность дыхательных органов. Недостаток света вызывает раздражение глаз, затрудняет различение предметов, замедляет темп работы.
Переход от одной яркости поля зрения к другой требует определенного времени на так называемую адаптацию зрения, которая может составлять при переходе из темного в ярко освещенное помещение 1,5-2 минуты, а при обратном переходе до 5-6 минут, в течение которых человек плохо различает окружающие предметы, что может послужить причиной несчастного случая. Недостаточная освещенность при напряженной зрительной работе или частая переадаптация зрения приводит к быстрому утомлению, возникновению головных болей, ухудшению зрения.
Установлено, что неудовлетворительное освещение является прямой причиной примерно 5% и косвенной причиной 20% несчастных случаев. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости и увеличивает скорость различения деталей, что приводит к увеличению производительности труда.
Так, при выполнении операции точной сборки, увеличение освещенности с 150 до 1000 лк позволяет получить повышение производительности труда до 25% и, даже при выполнении работ малой точности, не требующих большого зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2 – 3 %. При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, облегчается различение обрабатываемых изделий, ускоряется темп работы.
Понижение освещенности ведет к снижению производительности труда, причем не только ручного, но и умственного, требующего напряжения памяти, логического мышления. Например, снижение освещенности на величину до 50% от нормативного значения может привести к зрительному утомлению и снижению производительности труда на 3 – 10 % с одновременным ростом брака продукции.
В зависимости от источника света освещение может быть трёх видов: естественное, искусственное и совмещённое.
Структурная схема типов освещения в зависимости от источника света и функционального назначения приведена на рис.8.1.
Рис. 8.1. Классификация типов освещения
Искусственное освещение в зависимости от функционального назначения на промышленных предприятиях подразделяется на рабочее, охранное, аварийное, эвакуационное, дежурное.
Рабочее освещение обеспечивает необходимые условия при нормальном режиме работы осветительной установки, оно обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах.
Охранное освещение – разновидность рабочего освещения, оно устанавливается по линии охраняемых границ территорий промышленных предприятий, строек, а также территорий некоторых общественных зданий.
Аварийное освещение – освещение безопасности, обеспечивает минимально необходимые осветительные условия для продолжения работы при временном погасании рабочего освещения в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда отсутствие искусственного освещения может вызвать тяжелые последствия для людей, производственных процессов, нарушить нормальное функционирование жизненных центров предприятия и узлов обслуживания массовых потребителей.
Эвакуационное освещение служит для безопасной эвакуации людей из помещений и с открытых пространств при аварийном погасании рабочего освещения.
Дежурное освещение используется при перерывах, когда рабочее освещение отключают, например, при уборке помещений и для его охраны.
Указания, в каких случаях необходимо аварийное и эвакуационное освещение, содержатся в СНиП и в отраслевых нормах искусственного освещения. Согласно СНиП аварийное освещение должно создать освещенность не ниже 5% нормируемой освещенности, но не менее 2 лк в помещениях и 1 лк снаружи. Освещенность более 30 лк в помещениях и более 5 лк снаружи разрешается создать при наличии соответствующих обоснований.
Эвакуационное освещение должно создавать освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк снаружи. Для аварийного и эвакуационного освещения могут использоваться лампы накаливания (в том числе галогенные лампы накаливания) и люминесцентные лампы, причем последние только в помещениях с температурой воздуха не ниже +5ºC при питании их переменным током и напряжении не ниже 90% номинального. Лампы типов ДРЛ, ДРИ и ДНАТ могут использоваться только как дополнительно присоединяемые к группам аварийного освещения в целях усиления освещенности сверх нормированной для аварийного освещения.
Встречающиеся в природе излучения находятся в пределах чрезвычайно широкого диапазона длин волн (рис.8.2). При этом к оптической области излучения принято относить электромагнитные колебания с длиной волн от 10 до 340000 нм, причем диапазон длин волн от 10 до 380 нм относят к области ультрафиолетового излучения, от 380 до 770 нм – к видимой области спектра и от 770 до 340000 – к области инфракрасного излучения.
Рис. 8.2. Спектр электромагнитных излучений.
Видимая часть спектра растянута.
Глаз человека имеет наибольшую чувствительность к излучению с длиной волны 540 – 550 нм (желто-зеленый цвет).
В целом видимая часть спектра воспринимается глазом человека как белый свет. Отдельные узкие участки этой части спектра различаются длиной волны и вызывают соответствующие ей ощущения различных цветов. Интенсивность этих зрительных ощущений неодинакова, т.к. неодинакова чувствительность глаз к излучениям участков видимого спектра.
При естественном освещении наибольшая чувствительность соответствует излучению с длиной волны 555 нм (желтый свет), а ночью (или в сумерках), максимум соответствует примерно 500 нм (зелено-голубой свет).
Относительная чувствительность глаза к излучению крайних участков видимой части спектра (фиолетовой и красной) значительно меньше и зависит от времени суток (рис.8.3).
Рис. 8.3. Кривые относительной видимости:
1 - ночью; 2 - днем.
Светильники
Светильники обычно выполняют функции защиты источников света от механических и климатических воздействий, перераспределения светового потока, защиты глаз от прямого света источника большой яркости. С этой целью светильники выполняются с защитным углом α.
Защитный угол светильника определяется как угол между горизонталью и линией, касательной к светящемуся телу лампы и краю отражателя или прозрачного экрана (рис. 8.5). Он характеризует степень защиты глаз от воздействия ярких частей света.
Рис. 8.5. Защитный угол светильника α:
а — светильник с лампой накаливания; б — светильник с люминесцентной лампой
Перераспределение светового потока связано с потерями внутри светильника.
В зависимости от характера перераспределения светового потока светильники бывают прямого света и (большая часть светового потока направлена в нижнюю полусферу), рассеянного света (световой поток в верхнюю и нижнюю полусферы примерно одинаков) и отраженного света (большая часть светового потока направлена в верхнюю полусферу, а на рабочую поверхность попадает только свет, отраженный от потолка) (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Перераспределение светового потока
В зависимости от уровня защиты источника света от механических повреждений и климатических воздействий светильники бывают открытого, защищенного, пыленепроницаемого, влагозащищенного, взрывозащищенного и взрывобезопасного исполнений.
Системы освещения
Для помещений всех назначений применяются системы общего или комбинированного (общего и местного) освещения. Выбор системы освещения в большинстве случаев предопределяется характером и особенностями зрительных работ, выполняемых в помещениях. В отраслевых нормах искусственного освещения обычно указывается рекомендуемая или предпочтительная система освещения. Системы общего освещения подразделяются на системы общего равномерного и общего локализованного освещения. Системы общего равномерного освещения проектируются при равномерном расположении однотипного оборудования по всей площади помещения, при выполнении однотипных работ и при выполнении работ, относящихся к V разряду и ниже. В этом случае светильники общего освещения располагаются равномерно под потолком на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.
Система общего локализованного освещения проектируется при расположении рабочих мест (оборудования) группами; при выполнении на отдельных участках работ различной точности; при невозможности устройства местного освещения, но при необходимости высокой освещенности. Локализация в системе общего освещения достигается или увеличением высоты свеса светильников, т.е. уменьшением расстояния от светильника до рабочей плоскости или увеличением мощности источников света (ламп) при одинаковой высоте свеса над участками (рабочими местами) где требуется большая освещенность. При отсутствии однозначной рекомендации выбор системы освещения производится с учетом особенностей проектируемого объекта.
Система комбинированного освещения применяется для производственных помещений, где выполняются зрительные работы I, II, III, IV, Va и Vб разрядов. Ее рекомендуется применять:
а) для работ I, IIа и IIб разрядов — во всех случаях;
б) для работ IIв, IIг, III и IV разрядов — в тех случаях, когда зрительная работа отличается специфическими требованиями к освещению (необходимость направленного света при различении мелких объемных объектов или при работе с блестящими изделиями и т.п.);
в) во всех случаях, когда имеется затенение рабочей зоны конструктивными элементами производственного оборудования, для работ IIв, IIг, III, IVa и IVб разрядов — в случае технико-экономической целесообразности; зависящей кроме светотехнических характеристик установки местного освещения еще от площади, приходящейся на одно рабочее место.
При наличии в одном помещении рабочих зон (где компактно расположено основное технологическое оборудование) и вспомогательных площадей (где хранится запас материалов и полуфабрикатов, необходимых для работы в течение смены, а также готовая продукция в ожидании транспортировки) общее освещение рекомендуется проектировать локализованным при любой системе освещения. При этом нормируемая освещенность должна быть обеспечена в рабочей зоне, а на вспомогательных площадях допускается менее интенсивное освещение, например по VIIa разряду.
В случае необходимости временного увеличения освещенности на отдельных рабочих местах при выполнении основных или ремонтных работ предусматриваются штепсельные розетки для присоединения переносных осветительных приборов.
Многие виды технологического оборудования поставляются вместе с устройством местного освещения, и тогда в проектах освещения необходимо предусматривать только подводку для электрического питания этих устройств, если таковая не учитывается в проекте силового электрооборудования. При отсутствии устройств местного освещения в технологическом оборудовании они должны предусматриваться в проектах освещения. Применение одного местного освещения не допускается.
При использовании комбинированной системы освещения светильники общего света должны давать не менее 10 % освещенности рабочей поверхности, причем для люминесцентных ламп это значение должно быть не менее 150 лк, а ламп накаливания – не менее 50 и не более 100 лк.
В административно-бытовых и вспомогательных помещениях, как правило, предусматривается общее равномерное освещение. В больших производственных и общественных зданиях из общего освещения (рабочего, аварийного и эвакуационного) при необходимости могут выделяться осветительные приборы дежурного освещения, используемого при уборке помещения и для его охраны.
В установках наружного освещения для обеспечения минимальных условий освещения в нерабочее и ночное время из основного освещения выделяется часть осветительных приборов или прожекторов на территориях промышленных предприятий для дежурного освещения; в городах и населенных пунктах при нормируемой средней яркости 0,4 кд/м2 и выше или средней освещенности 4 лк и выше – для ночного освещения. Количественные и качественные параметры дежурного (внутреннего и наружного) и ночного освещения не нормируются.
Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. Предусматривается для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы (I – III разрядов), а также в тех случаях когда по условиям технологии и организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированное значение коэффициента естественного освещения (многоэтажные здания большой ширины, одноэтажные многопролетные здания с пролетами большой ширины и т.п.). В других случаях, например, когда технико-экономическая целесообразность совмещенного освещения по сравнению с естественным подтверждена соответствующими расчетами; или в соответствии с нормативными документами по строительному проектированию зданий и сооружений отдельных отраслей промышленности.
Контроль освещения
Для оценки условий труда по фактору освещения необходимо знать их количественную и качественную характеристики. Количественная характеристика оценивается величиной освещенности, качественная – направлением светового потока, спектральным составом света, соотношением яркостей предмета различения и фона.
Освещенность измеряется при помощи специальных приборов, называемых люксметрами (Кварц-21, Ю-116, Ю-117, фотометров типа 1105 фирмы «Брюль и Къер» Дания), основанных на принципе измерения фототока, а также цифровыми люксметрами типа ТЮ 1403.
Рис. 8.7. Общий вид люксметра Ю‑116:
1 —люксметр—гальванометр, 2 —фотоэлемент, 3 и 4 – переключатели диапазонов
Люксметры (рис.8.7) состоят из селенового фотоэлемента и электрического измерительного прибора (миллиамперметра). Селеновый фотоэлемент и миллиамперметр соединены между собой электрической связью. При освещении фотоэлемента в цепи прибора возникает ток, пропорциональной освещенности. Ток измеряется миллиамперметром, шкала которого градуирована в люксах. Градуировка приборов осуществляется с помощью эталонных ламп накаливания с определенной цветовой температурой. При измерении освещенности от источников света с другим спектральным составом, отличных от эталона, возникают погрешности, которые учитываются с помощью поправочных коэффициентов, значения которых приводятся в инструкциях, прилагаемых к каждому прибору. Так, например, при измерении освещенности от ламп типа ЛБ (лампа белого света) значение Кп составляет 1,17, а для ламп типа ДРИ 400 – 1,22 и т.п.
К каждому прибору прилагается инструкция с описанием прибора и технологией замера освещенности. Приборы комплектуются специальными насадками – светофильтрами, использование которых позволяет измерять освещенность до 100000 люкс, цифровые – до 200000 люкс.
Контроль освещенности в помещениях производится по методике, изложенной в ГОСТ 24940-96 с учетом отклонения напряжения сети от номинального (вводится при отклонении более 5 %).
Измерение яркости производится прямым методом измерения средней яркости рабочей поверхности в соответствии с ГОСТ 26824-86 с помощью яркомера, имеющего отчет показаний непосредственно в единицах яркости, например, яркомерами типа «ТКА-04/3», «Аргус-02» и др.
Измерение яркости производится в темное время суток при включенном рабочем освещении.
Для измерения коэффициента пульсации освещенности используют фотометры-пульсомеры, которые определяют максимальную, минимальную и среднюю освещенность за период времени Т, и рассчитывают значение коэффициента.
Показатели ослеплённости и дискомфорта рассчитывают в относительных единицах на основании измеренных яркостей источников света и отражающих источников света и отражающих поверхностей в пределах зоны наблюдателя. Периодичность контроля освещенности в помещениях определяется ведомственными нормами, но должна проводиться не реже 1 раза в год.
Таблица 8.2
Приборы контроля световой среды, ультрафиолетового и
лазерного излучения
| № п/п | Наименование (тип) прибора | Назначение | Пределы измерений | Масса, кг | Питание |
| Люксметр Аргус-01 | Измерение освещенности | 1-200 000 лк | 0,25 | авт. | |
| Люксметр ТКА-люкс | Измерение освещенности | 1-200 000 лк | 0,45 | авт. | |
| Яркомер Аргус-02 | Измерение яркости | 1-200 000 кд/м2 | 0,35 | авт. | |
| Люксметр-яркомер ТКА-ПКМ (модель 02) | Измерение освещенности, яркости | 10-200 000 лк 10-200 000 кд/м2 | 0,39 | авт. | |
| Люксметр-яркомер Аргус-12 | Измерение освещенности, яркости | 1-200 000 лк 1-200 000 кд/м2 | 0,35 | авт. | |
| Люксметр-пульсаметр ТКА-ПКМ (модель 08) | Измерение освещенности, коэффициента пульсации освещенности | 10-200 000 лк 1-100 % | 0,5 | авт. | |
| Люксметр-пульсаметр Аргус-07 | Измерение освещенности, коэффициента пульсации освещенности | 1-20 000 лк 1-100 % | 0,35 | авт. | |
| Люксметр-УФ-радиометр ТКА-ПКМ (модель 06) | Измерение освещенности и энергетической УФ-облученности в спектральном диапазоне 280-400 нм (зоны А+В) | 10-200 000 лк 0,01-40 Вт/м2 | 0,39 | авт. | |
| УФ-радиометр ТКА-ПКМ (модель 12) | Измерение освещенности и энергетической УФ-облученности в трех диапазонах: зона С: 200-280 нм зона В: 280-315 нм зона А: 315-400 нм | 0,001-40 Вт/м2 | 0,39 | авт. |
Экспериментальная часть
Подготовка люксметра-пульсаметра к работе
Соединить выходной разъём 7 (рис. 8.10) кабеля фотоэлемента 2 с входным разъемом блока 1 измерителя, обеспечив при этом правильную полярность соединения. На фотоэлемент установить насадки. Для того чтобы предохранить прибор от перегрузок начинать измерения необходимо с установленными на фотоэлемент насадками К и Т. Подключить прибор к сети 220 В и включить тумблер 10 «Сеть». Если стрелка прибора отклоняется менее чем на 20 делений по шкале 0-100, необходимо заменить насадку Т на насадку Р, затем, при необходимости, на насадку М. При измерениях не допускается длительное воздействие на фотоэлемент освещенности, превышающей конечное значение шкалы. Дать прогреться прибору в течение 1 мин.
Требования к содержанию отчёта
1. Наименование лабораторной работы.
2. Цель работы.
3. Схема лабораторного стенда.
4. Обработанные результаты измерений и расчетов в таблицах, необходимые расчетные формулы (табл. 10.4, 10.6 и 10.7).
5. Выводы по каждому виду исследований.
6. Индекс группы и подписи членов бригады.
Литература
1. СНиП 23‑05‑95. Естественное и искусственное освещение. /Минстрой России, - М.: ГП ЦПП, 1995. 35 с.
2. ГОСТ 24940-96 . Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения освещенности.
3. МУ 2.2.4.706-981/МУ ОТ РМ 01-98. Оценка освещения рабочих мест. Методические указания.
4. Оболенцев Ю.Б., Гиндив Э.Д. Электрическое освещение общепромышленных помещений. – М.: Энергоатомиздат, 1990. 112 с.
5. Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов. Учебное пособие/ под ред. В.А. Трефилова. – Пермь, Изд-во Перм. гос. тех. ун-та, 2008.
6. ГОСТ ИСО 8995-2002. Принципы зрительной эргономики. Освещение рабочих систем внутри помещений.
Учебно-исследовательская
Лабораторная работа
Исследование эффективности и качества освещения
8.1. Цель и задачи работы
Целью работы является изучение количественных и качественных характеристик искусственного освещения, а так же оценка влияния источника света и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования осветительной установки (η).
Основные задачи исследования:
· Измерение освещенности, создаваемой различными источниками света и сравнение с нормируемыми значениями;
· Определение коэффициента использования осветительной установки (η);
· Измерение и сравнение коэффициентов пульсаций освещенности, создаваемой различными источниками света;
· Оценка зависимости коэффициента пульсаций освещенности от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети;
· Наблюдение стробоскопического эффекта.
Теоретическая часть
Общие сведения
Освещение – получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов.
Освещение должно быть гигиенически рациональным, т.е. обеспечивать:
- достаточную освещенность рабочих поверхностей;
- постоянство равномерной освещенности во времени;
- равномерное распределение яркости в окружающем пространстве;
- отсутствие слепящего действия.
Освещение имеет большое значение для здоровья и организации труда. Под влиянием светового излучения ускоряются процессы высшей нервной деятельности, повышается общая активность и деятельность дыхательных органов. Недостаток света вызывает раздражение глаз, затрудняет различение предметов, замедляет темп работы.
Переход от одной яркости поля зрения к другой требует определенного времени на так называемую адаптацию зрения, которая может составлять при переходе из темного в ярко освещенное помещение 1,5-2 минуты, а при обратном переходе до 5-6 минут, в течение которых человек плохо различает окружающие предметы, что может послужить причиной несчастного случая. Недостаточная освещенность при напряженной зрительной работе или частая переадаптация зрения приводит к быстрому утомлению, возникновению головных болей, ухудшению зрения.
Установлено, что неудовлетворительное освещение является прямой причиной примерно 5% и косвенной причиной 20% несчастных случаев. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости и увеличивает скорость различения деталей, что приводит к увеличению производительности труда.
Так, при выполнении операции точной сборки, увеличение освещенности с 150 до 1000 лк позволяет получить повышение производительности труда до 25% и, даже при выполнении работ малой точности, не требующих большого зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2 – 3 %. При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, облегчается различение обрабатываемых изделий, ускоряется темп работы.
Понижение освещенности ведет к снижению производительности труда, причем не только ручного, но и умственного, требующего напряжения памяти, логического мышления. Например, снижение освещенности на величину до 50% от нормативного значения может привести к зрительному утомлению и снижению производительности труда на 3 – 10 % с одновременным ростом брака продукции.
В зависимости от источника света освещение может быть трёх видов: естественное, искусственное и совмещённое.
Структурная схема типов освещения в зависимости от источника света и функционального назначения приведена на рис.8.1.
Рис. 8.1. Классификация типов освещения
Искусственное освещение в зависимости от функционального назначения на промышленных предприятиях подразделяется на рабочее, охранное, аварийное, эвакуационное, дежурное.
Рабочее освещение обеспечивает необходимые условия при нормальном режиме работы осветительной установки, оно обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах.
Охранное освещение – разновидность рабочего освещения, оно устанавливается по линии охраняемых границ территорий промышленных предприятий, строек, а также территорий некоторых общественных зданий.
Аварийное освещение – освещение безопасности, обеспечивает минимально необходимые осветительные условия для продолжения работы при временном погасании рабочего освещения в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда отсутствие искусственного освещения может вызвать тяжелые последствия для людей, производственных процессов, нарушить нормальное функционирование жизненных центров предприятия и узлов обслуживания массовых потребителей.
Эвакуационное освещение служит для безопасной эвакуации людей из помещений и с открытых пространств при аварийном погасании рабочего освещения.
Дежурное освещение используется при перерывах, когда рабочее освещение отключают, например, при уборке помещений и для его охраны.
Указания, в каких случаях необходимо аварийное и эвакуационное освещение, содержатся в СНиП и в отраслевых нормах искусственного освещения. Согласно СНиП аварийное освещение должно создать освещенность не ниже 5% нормируемой освещенности, но не менее 2 лк в помещениях и 1 лк снаружи. Освещенность более 30 лк в помещениях и более 5 лк снаружи разрешается создать при наличии соответствующих обоснований.
Эвакуационное освещение должно создавать освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк снаружи. Для аварийного и эвакуационного освещения могут использоваться лампы накаливания (в том числе галогенные лампы накаливания) и люминесцентные лампы, причем последние только в помещениях с температурой воздуха не ниже +5ºC при питании их переменным током и напряжении не ниже 90% номинального. Лампы типов ДРЛ, ДРИ и ДНАТ могут использоваться только как дополнительно присоединяемые к группам аварийного освещения в целях усиления освещенности сверх нормированной для аварийного освещения.
Встречающиеся в природе излучения находятся в пределах чрезвычайно широкого диапазона длин волн (рис.8.2). При этом к оптической области излучения принято относить электромагнитные колебания с длиной волн от 10 до 340000 нм, причем диапазон длин волн от 10 до 380 нм относят к области ультрафиолетового излучения, от 380 до 770 нм – к видимой области спектра и от 770 до 340000 – к области инфракрасного излучения.
Рис. 8.2. Спектр электромагнитных излучений.
Видимая часть спектра растянута.
Глаз человека имеет наибольшую чувствительность к излучению с длиной волны 540 – 550 нм (желто-зеленый цвет).
В целом видимая часть спектра воспринимается глазом человека как белый свет. Отдельные узкие участки этой части спектра различаются длиной волны и вызывают соответствующие ей ощущения различных цветов. Интенсивность этих зрительных ощущений неодинакова, т.к. неодинакова чувствительность глаз к излучениям участков видимого спектра.
При естественном освещении наибольшая чувствительность соответствует излучению с длиной волны 555 нм (желтый свет), а ночью (или в сумерках), максимум соответствует примерно 500 нм (зелено-голубой свет).
Относительная чувствительность глаза к излучению крайних участков видимой части спектра (фиолетовой и красной) значительно меньше и зависит от времени суток (рис.8.3).
Рис. 8.3. Кривые относительной видимости:
1 - ночью; 2 - днем.
Светотехнические характеристики освещения
Для гигиенической оценки освещения используются следующие светотехнические характеристики:
Световой поток F — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).
Сила света Iα — пространственная плотность светового потока:
,
где dF - световой поток (лм), равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dω.
Единица измерения силы света - кандела (кд), равная световому потоку в 1 лм (люмен), распространяющемуся внутри телесного угла в 1 стерадиан (угол равен 65032’).
Освещенность — поверхностная плотность светового потока, люкс (лк):
,
где dS – площадь поверхности (м2), на которую падает световой поток dF.
Яркость В — поверхностная плотность силы света в заданном направлении. Яркость, являющаяся характеристикой светящихся тел, равна отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению.
где Iα - сила света, кд;
dS - площадь излучающей поверхности, м2;
φ - угол между направлением излучения и плоскостью, град.
Объект различения— рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, который требуется различать в процессе работы. Например, при чтении — толщина линий букв, при проведении измерений — размер толщины линии градуировки шкалы прибора и т.п.
Качественными показателями, определяющими условия зрительной работы, являются фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослеплённости, показатель дискомфорта.
Фон— поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности. Фон считается:
светлым — при коэффициенте отражения поверхности более 0.4 (бумага белая, матовая — 0.55...0.65, известковая побелка — 0.8);
средним — при коэффициенте отражения поверхности от 0.2 до 0.4 (желтая краска — 0.4, оцинкованная жесть — 0.2);
тёмным — при коэффициенте отражения поверхности менее 0.2 (красный кирпич.— 0.08...0.1, необработанная сталь — 0.05... 0.1).
Коэффициент отражения (ρ)— отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее потоку. Может выражаться в долях или процентах.
Контраст объекта различения с фоном (К)— отношение абсолютной величины разности между яркостью рассматриваемого объекта (точка, линия, риска, знак, пятно, трещина и т.п., которые следует различать в процессе работы) и фона к яркости фона. Контраст считается:
большим — при значениях отношения более 0.5 (объект и фон резко различаются по яркости);
средним — при значениях отношения от 0.2 до 0.5 (объект и фон заметно различаются по яркости);
малым — при значениях отношения менее 0.2 (объект и фон мало различаются по яркости).
Контраст может быть прямым и обратным. Прямой контраст — темный объект на светлом фоне, обратный контраст — светлый объект на темном фоне.
Для того чтобы можно было полнее охарактеризовать основные светотехнические величины и их восприятие человеком, используют еще ряд светотехнических понятий. К ним относятся:
Нормируемая освещенность— нижний предел необходимой освещенности, установленный нормативными таблицами, в зависимости от характера выполняемой зрительной работы и ориентации рабочей поверхности в пространстве.
Светоотдача (СО)— световой поток, излучаемый светильником, приходящийся на 1 Вт затрачиваемой энергии и характеризует эффективность светильника, иными словами, его экономичность. Измеряется в лм/Вт. Теоретически 1 Вт электроэнергии может дать световой поток в 683 лм.
Светильник— источник света (лампа накаливания, газоразрядная лампа) со светотехнической арматурой, предназначенной для закрепления и защиты от воздействия окружающей среды источника света, подвода электроэнергии и распределения светового потока, излучаемого источником света в пространстве
Коэффициент пульсации светового потока (Кп):
где Еmax, Еmin – максимальная и минимальная освещенность соответственно;
Еср – средняя освещенность
Коэффициент запаса – принимается при проектировании естественного, искусственного и совмещенного освещения, учитывает снижение освещенности в процессе эксплуатации из-за загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также отражающих свойств поверхностей помещения. Принимается по СНиП 23-05-95.