Факторы, определяющие зрительный комфорт.

Для того чтобы обеспечить условия, необходимые для зрительного комфорта, в системе освещения должны быть реализованы следующие предварительные требования:

- однородность освещения;

• оптимальная яркость;

• отсутствие теней и бликов;

• соответствующая контрастность;

• правильная цветовая гамма;

• отсутствие стробоскопического эффекта (мерцания).

Свет должен включать компоненты как рассеянного, так и прямого излучения. Раздражающие отражения, которые затрудняют восприятие деталей, должны быть устранены, так же как и чрезмерно яркий свет или глубокие тени.

Освещение подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение разделяется на боковое (световые проемы в стенах), верхнее (прозрачные перекрытия) и комбинированное (наличие световых проемов в стенах и перекрытиях одновременно). Величина освещенности Е в помещении от естественного света небосвода зависит от времени года, времени дня, наличия облачности, а также доли светового потока Ф от небосвода, которая проникает в помещение. Эта доля зависит от размера световых проемов, светопроницаемости стекол, наличия напротив световых проемов зданий, растительности, коэффициентов отражения стен и потолка помещения и т.д.

Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем искусственный, создаваемый любыми источниками света. Кроме того, чем лучше естественная освещенность в помещении, тем меньше времени приходится пользоваться искусственным светом, что приводит к экономии электроэнергии.

Для оценки использования естественного света введено понятие коэффициента естественной освещенности (КЕО) и установлены его минимальные допустимые значения. КЕО – это отношение освещенности внутри помещения Е_в к одновременно измеренной наружной освещенности Е_н , выраженное в процентах.

КЕО= %

КЕО не зависит от времени года и суток, а определяется геометрией оконных проемов, загрязненностью стекол, окраской стен и т.д. Чем дальше от световых проемов, тем меньше значение КЕО.

Минимальная допустимая величина КЕО определяется разрядом зрительной работы: чем выше разряд работы, тем больше минимально допустимое значение КЕО. По характеристике зрительной работы труд учащихся в аудиториях можно отнести ко второму разряду зрительной работы, а при боковом естественном освещении на рабочих столах должен обеспечиваться КЕО 1,5%.

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света. По своему конструктивному исполнению искусственное освещение может быть общим, местным и комбинированным.

При общем освещении источники света распределяют равномерно на потолке, обеспечивая требуемую освещенность на рабочих местах. Такая система должна быть оснащена антибликовыми приспособлениями (диффузорами, рефлекторами и т.д.), часть света должна быть направлена на потолок и на верхнюю часть стен, и третье требование состоит в том, что источники света должны быть установлены как можно выше, чтобы свести ослепление до минимума и сделать освещение как можно более однородным.

Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение (например, настольная лампа), сосредоточивающее световой поток непосредственно на рабочем месте. Использование местного освещения совместно с общим рекомендуется применять при высоких требованиях к освещенности.

Применение одного местного освещения недопустимо, так как возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени и другие неблагоприятные факторы. Поэтому доля общего освещения в комбинированном должна быть не менее 10%.

Расчетная часть

Основным методом расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности является метод коэффициента использования светового потока.

Необходимый световой поток Ф (лм) от всех ламп при люминесцентном освещении рассчитывают по формуле:

Ф=

Где Е_н – нормированная минимальная освещенность (лк), которая определяется нормативом (см. табл.1);

S – площадь помещения (м²);

z – коэффициент неравномерности освещения, который зависит от типа ламп (для люминесцентных ламп z=1,1);

k – коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и снижение светоотдачи, зависит от содержания пыли в объеме воздуха и берется из таблицы 2;

η – коэффициент использования светового потока ламп, учитывающий долю общего светового потока, приходящуюся на расчетную плоскость, и зависящий от типа светильника, коэффициента отражения потолка r­_п и стен r_c, высоты подвеса светильников, размеров помещения, индекса помещения.

Индекс помещения определяется по формуле

,

где А и В – длина и ширина помещения, м;

Н_с – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (Н_с=Н-0,8 м), Н – высота помещения.

Коэффициент использования светового потока ламп η определяют по таблицам, приводимым в СНиП 23-05-95 в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка и стен и индекса помещения (таблица 3).

В техническом задании на расчет освещенности должны быть следующие данные: тип ламп (люминесцентные или лампы накаливания), габариты помещения - длина, ширина, высота (м), назначение помещения, вид зрительной работы, фон, контраст объекта с фоном, содержание пыли в воздухе помещения (мг/м²), коэффициенты отражения потолка и стен r­_п и r_c.

После подсчета Ф выбираем тип осветительной арматуры (светильника) используя данные о назначении помещения. Так, для офисных и лабораторных помещений подходит светильник ПВЛП. Расстояние между светильниками на потолке не могут быть произвольными из-за требования равномерности освещенности на рабочей поверхности. Если L – расстояние между светильниками на потолке, то для ПВЛП оно может быть оптимальным в двух случаях: L₁=0,6H_c и L₂=1,5H_c.

На рисунке изображены эти два случая.

При несоблюдении оптимальных L у нас будут на рабочей поверхности переосвещенные и недоосвещенные зоны, что недопустимо.

На эскизе потолка, выполненном в удобном масштабе, предварительно вычислив L=0,6H_c, размещаем оси симметрии светильников как один из вариантов их расположения. При этом расстояние крайних светильников от боковых стен назначаем (это рекомендуемое расстояние).

Расположение светильников на потолке должно иметь две оси симметрии, иначе нам не добиться равномерности освещения (как показано на рисунке).

Находим количество ламп, умножая изображенное на эскизе количество светильников на 2 (в каждый светильник ПВЛП устанавливаются две лампы мощностью 40 Вт)

Зная количество ламп N, находим световой поток, приходящийся на одну лампу Ф_л.

Ф_л= = (лм)

По полученному в результате расчета Ф_л выбираем ближайшую стандартную лампу (не выше 40 Вт) и определяем ее необходимую мощность по таблице 4.

При выборе типа лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы Ф_л до –10% и +20%ю Если такую лампу не удалось подобрать, выбирают другую схему расположения светильников, другое расстояние между светильниками L=1,5H_c , их тип и повторяют расчет.

Отчет о выполненной работе должен содержать:

• условие технического задания,

• расчетную часть,

• тип светильника, их количество,

• количество ламп, их тип, мощность,

• эскиз крепления светильников на потолке со всеми необходимыми размерами для монтажа.

Пример расчета

Задание: Рассчитать общее люминесцентное освещение в офисном помещении, габариты которого 10 х 5 х 3 м, вид зрительной работы – средняя точность, фон – средний, контраст объекта с фоном - средний, содержание пыли 6 мг/м³, коэффициенты отражения потолка стен r­_п = 50% и стен r_c.=30%.

Расчетная часть

Подсчитываем суммарный поток Ф по формуле

Ф=

Е_н находим в таблице 1 (столбец 8 – общее люминесцентное освещение по данным технического задания). Е_н=200 лк, z=1,1; k=1,8 (таблица 2); S=10х5=50 м²

темная стена r_c<40%

Считаем индекс помещения

= = 1,5

Далее по I и r­_п , r_c, а также выбрав светильник ПВЛП находим в таблице 3 η=0,36

Ф= = 55000 лм

Считаем оптимальные расстояния между светильниками

L₁=0,6Н_с=0,6(3-0,8)=1,32 м

L₂=1.5H_c=1.5(3-0.8)=3.3 м

Второе расстояние L₂ нас не устраивает, так как получаем 6 или 9 светильников, соответственно 12 и 18 ламп с несуществующими параметрами.

Чертим в масштабе эскиз потолка и размещаем светильники с L=1,32 симметрично двум осям в два ряда.

Получаем 14 светильников ПВЛП, 28 ламп. Находим световую мощность одной лампы.

Ф_л= = = =1964 (лм)

По таблице 4 выбираем лампы, ближайшие по световой мощности. Это лампы ЛБ-30 Вт (2100 лм) и ЛДЦ-40 (2100 лм). Выбор останавливаем на лампе ЛДЦ-40, т.к. лампа ЛБ-30 не подходит по габаритам. Подсчитываем суммарную электрическую мощность освещения заданного помещения.

Р=40 Вт * 28=1120 Вт

Практическая часть

Для измерения освещенности, создаваемой искусственным или естественным светом, используется переносной люксметр «Аргус-01», имеющий следующие технические характеристики:

1. Диапазон измерения освещенности – от 1 до 200000 лк (четыре поддиапазона чувствительности);

2. Спектральный диапазон - 0,38-0,8 ккм;

3. Предел допускаемой погрешности измерения – до 8%;

4. Питание прибора осуществляется от элементов питания (батареи типа «Крона»). Ресурс элементов питания – 50 часов.

Люксметр АРГУС 01 предназначен для измерения освещенности, создаваемой источниками естественного и искусственного света. Принцип основан на преобразовании светового потока, создаваемого естественным и искусственным светом, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный световой освещенности, который затем преобразуется аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока.

В люксметре АРГУС 01 в измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения - полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую «кривой видности». На передней панели индикаторного блока прибора помещен переключатель пределов измерений и гнезда для аналогового сигнала с выхода головки. В задней части прибора размещены элементы питания (батарейка типа «Крона»). Показания индицируются в единицах люкс или килолюкс (1000 люкс).

При проведении замеров измерительную головку прибора устанавливают в месте, где необходимо измерить освещенность (обычно рабочая поверхность). Если переключатель на лицевой панели установить в положение «lx» или «klx», то должны появиться показания на цифровом табло в лк и клк соответственно. При загорании в левой части табло символа «bat», необходимо сменить элемент питания.

Если в положении «lx» на табло индицируется единица наивысшего разряда, а цифры остальных разрядов не горят, это означает перегрузку для данного предела измерений. В этом случае необходимо выбрать следующий предел измерения, установив переключатель в положение «klx».

По окончании измерительных работ, во избежание преждевременной разрядки элементов питания, необходимо выключить прибор, установив переключатель в положение «выкл.».