Нормирование освещения.

К количественным параметрам относятся:

Видимое излучение – вызывающее зрительное ощущение, характеризуется участком спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длин волн от (4-7,6)*10^-7м или с учётом условности границ 380-770 нм (1 нанометр = 1*10^-9м).

Световой поток F - мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Сила света I_a - пространственная плотность светового потока, характеризующая свечение источник излучения; измеряется в канделах (кд),

где I_a - сила света в телесном угле ,

dF - световой поток (лм), распределяющийся в пределах единичного телесного угла d, определяемого в стерадианах (ср).

Освещенность Е- поверхностная плотность светового потока, люкс (лк)

где dS - площадь поверхности, м², на которую падает световой поток dF.

Яркость (В) - это поверхностная плотность силы света в данном направлении. Единицей измерения яркости является кандела на м² (кд/м²), это яркость светящейся плоской поверхности площадью 1 м² в перпендикулярном к ней направлении при силе света в 1 кд. (прежнее название – НИТ)

Количественной характеристикой общего освещения, определяющей степень его экономичности, является светоотдача (СО), численно равная отношению светового потока, создаваемого источником света к мощности, потребляемой этим источником:

СО = , лм/Вт

где: r - расстояние от источника до точки, где измеряется

освещенность Е, м;

Р - мощность, потребляемая источником, Вт.

К качественным параметрам относится коэффициент пульсации освещенности кп в %, измеряемый с помощью прибора пульсометра.

Приведенные параметры связаны следующими соотношениями:

I=F/ ; кд;

=S/r ; ср;

B =I/(Scos), кд/м²;

Е = F/S , лк;

где: r - расстояние от источника до освещенной поверхности, м;

 - угол падения светового потока, град;

S - площадь освещенной поверхности, м².

Принято раздельное нормирование параметров освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Величина параметров устанавливается согласно характеру зрительной работы, который зависит от размеров объекта различения, характеристики фона и контраста объекта с фоном.

Нормируемый параметр при искусственном освещении - величина минимальной освещенности на рабочей поверхности. Для выбора нормы освещенности при зрительной работе необходимо оценить следующие параметры:

Объект различения - это наименьший линейный размер рассматриваемого предмета, детали или дефекта, который требуется различать в процессе работы. Основными его характеристиками являются коэффициент отражения и размер в мм.

Коэффициент отражения (К_отр) характеризует долю отраженного света от поверхностей различных цветов.

Фон - поверхность, на которой рассматривается объект различения. Различают фон: светлый (К_отр 40%); средний (К_отр= 2040 %); темный (К_отр 20 %).

Контраст (К) объекта различения с фоном - отношение разности яркостей объекта и фона к яркости фона.

К =

где: _о , _ф - соответственно коэффициенты отражения объекта и фона, % (таблица 2.5.4).

Различают контраст - большой К  0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средний - К = 0,20,5 (заметно отличаются по яркости); малый - К  0,2 (мало отличаются по яркости).

Кроме цветности источников света и цветовой отделки интерьера, влияющих на объективную оценку освещения, важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности (KП).

где: Eмакс - максимальное значение пульсирующей освещенности на

рабочей поверхности; Eмин - минимальное значение пульсирующей свещенности; Eср - среднее значение освещенности.

Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект - кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком

(вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте fвсп=fвращ, медленно вращающимся в обратную сторону при fвсп>fвращ, медленно вращающимся в ту же сторону при fвсп<fвращ, где fвсп иfвращ соответственно частоты вспышек и вращения диска. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.

Нормируемый параметр при естественном освещении коэффициент естественной освещенности  (КЕО), численно равный отношению естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке рабочей поверхности внутри помещения светом неба Е_в, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_н светом полностью открытого небосвода:

Z= E_в/Е_н100, %

При проектировании осветительных установок стремятся обеспечить требования норм при минимальных затратах электроэнергии с сохранением равномерного распределения яркостей в поле зрения, исключающих слепящее действие самих ламп. Для этого применяют светильники с рассеивающими экранами, матовыми стеклами, что приводит к частичной потере световой энергии (на 10 – 15 %).

По конструкции различают светильники прямого света, концентрирующие световой поток в нижнюю полусферу с помощью белого или зеркального отражателя; рассеянного света (при равномерном распределении света в пространстве) и отраженного света (световой поток направлен в верхнюю полусферу).

Светлая окраска потолка, стен, мебели и оборудования способствует улучшению освещенности на рабочих местах за счет лучшего отражения и создания более равномерного распределения яркостей в поле зрения. В этом случае увеличивается коэффициент использования осветительной установки . Этот коэффициент зависит от типа источника света и светильника, геометрии помещения и коэффициента отражения потолка и стен. Коэффициент использования осветительной установки приближенно может быть рассчитан как

=F_пол / F_л (11)

где F_пол- световой поток в люменах, обеспечивающий горизонтальную освещенность по внешней площади помещения, равный произведению средней освещенности Е_ср в лк на площадь помещения S_п в м²; F_л- суммарный стандартный световой поток примененных ламп.