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.

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

Количественныепоказатели: 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:

Ф

Е =

S

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).

I

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:

K

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 запрещает­сязагромождать 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 службылампы, 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 =

N

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_п рабочих 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

S

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 = ,

n

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.