БЖД17
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра Безопасности жизнедеятельности
ОТЧЁТ
по лабораторно-практической работе № 17
По теме:
ЭФФЕКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ
|
|
|
Григорьева В.В. |
|
|
|
Бабенко Д.П. |
Студентки гр. 1283 |
|
Глазкова А.А. |
|
Преподаватель |
|
|
Борискина А.В. |
Санкт-Петербург
2023
Лабораторная работа №17
ЦЕЛЬ: изучение количественных и качественных характеристик освещения, оценка влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещённость и коэффициент использования светового потока.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ:
Освещение – получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов. Оно влияет на настроение и самочувствие, определяет эффективность труда.
В зависимости от источника света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещённое (смешанное).
Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебании в диапазоне длин волн от 380 до 770нм (1нм =10-9м), регистрируемых человеческим глазом.
Световой поток Ф – мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).
Сила света Ia – пространственная плотность светового потока в заданном направлении.
Освещённость E – отношение светового потока Ф к площади освещаемой поверхности S, на которую он падает и равномерно по ней распределяется.
Яркость поверхности L – отношение силы света излучающего элемента к площади его проекции на плоскость, перпендикулярную заданному направлению.
2
Обработка результатов
1) Как цвет стен помещения влияет на его освещённость?
Таблица 1 – Освещённость и коэффициент пульсации от ламп
|
Лампа 1 |
|
Лампа 4 |
Лампа 5 |
Лампа 6 |
Лампа 7 |
||||||||||||||||
|
Е, лк |
Кп,% |
|
Е, лк |
Кп,% |
Е, лк |
|
Кп,% |
Е, лк |
Кп,% |
Е, лк |
Кп,% |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Светлые стены |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Центр |
405,7 |
|
26,1 |
|
920,6 |
|
3,8 |
|
1371,6 |
|
10 |
|
717,5 |
|
8,8 |
|
6574,4 |
|
1,1 |
|
||
Угол 1 |
394,6 |
|
31,4 |
|
610 |
|
5 |
|
868,4 |
|
10,6 |
|
364,7 |
|
8,3 |
|
560 |
|
0 |
|
||
Угол 2 |
401 |
|
19,4 |
|
694,5 |
|
3,8 |
|
636,9 |
|
8,1 |
|
529,9 |
|
7,3 |
|
621,2 |
|
0 |
|
||
Угол3 |
272,1 |
|
30,7 |
|
884,8 |
|
5,5 |
|
873,6 |
|
10,8 |
|
395,1 |
|
8,8 |
|
541,9 |
|
0 |
|
||
Угол 4 |
331,9 |
|
18,1 |
|
824,8 |
|
4,4 |
|
662,4 |
|
7,6 |
|
555,3 |
|
7,5 |
|
608 |
|
0 |
|
||
Среднее |
361,06 |
|
25,14 |
|
|
786,94 |
|
4,5 |
|
882,58 |
|
|
9,42 |
|
512,5 |
|
8,14 |
|
1781,1 |
|
0,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тёмные стены |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Центр |
238,1 |
|
9,4 |
|
|
520,1 |
|
0,7 |
|
1143 |
|
|
10 |
|
594,3 |
|
7,6 |
|
6328,6 |
|
1,1 |
|
Угол 1 |
221,2 |
|
25,9 |
|
|
362,8 |
|
3,3 |
|
622,5 |
|
|
10,4 |
|
235,1 |
|
6,5 |
|
345,1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Угол 2 |
351,3 |
|
17 |
|
|
488,9 |
|
2,1 |
|
488,9 |
|
|
5,8 |
|
441,9 |
|
5,4 |
|
455,1 |
|
0 |
|
Угол3 |
180 |
|
25 |
|
|
601,4 |
|
4,8 |
|
601,4 |
|
|
10,2 |
|
265 |
|
7,4 |
|
341,5 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Угол 4 |
300,3 |
|
14,3 |
|
|
462,7 |
|
3,2 |
|
462,7 |
|
|
6,2 |
|
454,6 |
|
5,1 |
|
497,5 |
|
0 |
|
Среднее |
258,18 |
|
18,32 |
|
|
487,18 |
|
2,82 |
|
663,7 |
|
|
8,52 |
|
398,18 |
|
6,4 |
|
1593,56 |
|
0,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стены, окрашенные в светлые оттенки, обладают большей отражающей способностью, в отличие от стен, обладающих тёмной окраской. Вследствие этого, освещённость со светлыми стенами больше, что у нас и получилось в ходе выполнения эксперимента.
2) Какие лампы более безопасны с точки зрения коэффициента пульсации? Таблица 2 – Коэффициент пульсации освещённости ламп при подключении к разным фазам сети
|
Лампа 1 |
Лампы 1 и 2 |
Лампы 1, 2 и 3 |
Кп, % |
23,8 |
15,2 |
9,0 |
С уменьшением значения коэффициента пульсации освещённости на рабочей поверхности уменьшается утомляемость глаз, снижается или пропадает совсем стробоскопический эффект. Среди исследованных ламп самой безопасной оказалась лампа 7 (галогенная). На втором и третьем месте лампы 4 (компактная люминесцентная с электронным балансом) и 6 (лампа накаливания) соответственно.
Также видно, что в зависимости от цвета стен меняется коэффициент пульсации, для тёмных стен он ниже.
При подключении нескольких ламп к разным фазам видно, что коэффициент пульсации уменьшился почти в 3 раза при включении трёх ламп одновременно. Это можно использовать в качестве одно из методов защиты.
3
3)Насколько равномерно распределяется световой поток от разных ламп? Построим графики распределения освещённости от разных ламп.
450 |
|
|
|
|
|
400 |
Е, лк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
0 |
Центр |
|
|
|
|
|
Угол 1 |
Угол 2 |
Угол 3 |
Угол 4 |
|
|
|
|
Положение |
|
|
|
|
Тёмные стены |
Светлые стены |
|
|
|
|
Рис. 1 График для лампы №1 |
|
||
1000 |
|
|
|
|
|
900 |
Е, лк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
0 |
Центр |
|
|
|
|
|
Угол 1 |
Угол 2 |
Угол 3 |
Угол 4 |
|
|
|
|
Положение |
|
|
|
|
Тёмные стены |
Светлые стены |
|
Рис. 2 График для лампы №4
1600
Е, лк
1400
1200
1000
800
600
400
200
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Центр |
Угол 1 |
Угол 2 |
Угол 3 |
Угол 4 |
|||||
|
|||||||||
|
|
|
|
Положение |
|
|
|||
|
|
|
Тёмные стены |
|
|
Светлые стены |
|
||
|
|
|
|
|
Рис. 3 График для лампы №5
4
800 |
|
|
|
|
Е, лк |
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Центр |
Угол 1 |
Угол 2 |
Угол 3 |
Угол 4 |
|
|
Положение |
|
|
|
Тёмные стены |
Светлые стены |
|
Рис. 4 График для лампы №6
10000
Е, лк
1000
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Центр |
Угол 1 |
Угол 2 |
Угол 3 |
Угол 4 |
|||||
|
|||||||||
|
|
|
|
Положение |
|
|
|||
|
|
|
Тёмные стены |
|
|
Светлые стены |
|
||
|
|
|
|
|
Рис. 5 График для лампы №7 Как отчётливо видно из графиков, для каждой из ламп характерно
наличие максимума для распределения освещённости. Для каждой лампы максимум находится в разном положении люксметра-пульсметра, что связано с разным расположением ламп на верхней части установки. Чем ближе лампа висела к исследуемой точке, чем выше было значение освещённости.
На основании данных выше, можно сказать, что освещённости зависит как от типа лампы, так и от удалённости от той или иной точки измерения.
4)Насколько эффективно лампы используют электроэнергию?
Вычислим фактический световой поток (какой поток генерирует лампа
на самом деле) по формуле:
Ф |
= Е |
S. |
ф |
ср |
|
И коэффициент использования осветительной установки по формуле:
= Фф .
Фист
5
Световую отдачу по формуле:
|
Ф |
|
|
СО = |
л |
. |
|
Р |
|||
|
|
Таблица 3 – Сравнение ламп по показателю коэффициента использования осветительной установки
|
Лампа 1 |
Лампа 4 |
Лампа 5 |
Лампа 6 |
Лампа 7 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цвет стен |
светл |
тёмн |
светл |
тёмн |
светл |
тёмн |
светл |
тёмн |
светл |
тёмн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Еср, лк |
361,1 |
258,2 |
786,9 |
487,2 |
882,6 |
663,7 |
512,5 |
398,2 |
1781 |
1594 |
Sпом, м2 |
|
|
|
|
0,42 |
|
|
|
|
|
Ффакт, лм |
151,6 |
108,4 |
330,5 |
204,6 |
370,7 |
278,8 |
215,3 |
167,2 |
748,1 |
669,3 |
Фном, лм |
600 |
450 |
650 |
710 |
850 |
|||||
Ƞ |
0,253 |
0,181 |
0,734 |
0,455 |
0,570 |
0,429 |
0,303 |
0,236 |
0,880 |
0,787 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент использования осветительной установки показывает, насколько световой поток от лампы, достигшей поверхности макета, отличается от заявленного производителем значения. Самое большое значение у лампы 7. При светлых стенах значение этого коэффициента больше, так как больше освещённость.
Таблица 4 – Сравнение ламп по показателю световой отдачи
|
Лампа 1 |
Лампа 4 |
Лампа 5 |
Лампа 6 |
Лампа 7 |
|
|
|
|
|
|
Фл, лм |
600 |
450 |
650 |
710 |
850 |
Р, Вт |
9 |
13 |
12 |
60 |
50 |
СО |
66,7 |
34,6 |
54,2 |
11,8 |
17 |
|
|
|
|
|
|
Чем выше световая отдача, тем более эффективно лампа расходует электроэнергию. По проведённым вычислениям в таблице 4 видно, что самой эффективной является лампа 1 (компактная люминесцентная фазой сети А).
5) В чём проявляется стробоскопический эффект?
Стробоскопический эффект – явление искажения информации о вращающемся или периодически колеблющемся объекте, освещаемом пульсирующим с определённой частотой световым потоком. Если вращающийся с частотой fвр белый диск с чёрным сектором освещать пульсирующим световым потоком с частотой fвсп, то сектор будет казаться:
•неподвижным при частоте fвсп = fвр;
•вращающимся в обратную сторону при fвсп > fвр;
•вращающимся в ту же сторону при fвсп < fвр.
Пульсации освещённости на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что, в свою очередь, может явиться причиной травматизма.
Наблюдался ли стробоскопический эффект при включении лампы №1? А. Да, был отчётливо виден.
Б. Да, был слегка заметен.
В. Нет, эффекта не наблюдалось.
6
Наблюдался ли стробоскопический эффект при включении ламп №1, 2
и 3?
А. Да, был отчётливо виден. Б. Да, был слегка заметен.
В. Нет, эффекта не наблюдалось.
При включении трёх ламп в разные фазы сети стробоскопический эффект уменьшился, но всё же присутствовал. Значит, подключение к разным фазам сети нельзя использовать как основное средство защиты.
6) Как нормируется освещённость?
Предположим, сотрудник будет работать с текстом, находящимся внутри макета. Размер букв составляет 3 (мм). Подразряд работы в. Контраст букв и листа бумаги составляет К= 0,3. Коэффициента отражения светового потока поверхностью бумаги составляет ρ=0,6.
Так как речь идёт о сотруднике, берём требования к освещению помещений промышленных предприятий (таблица 4.1 в СНиП 23-05-95).
Для различения текста, необходимо различать маленькие элементы текста, такие как точка. Так как размер буквы составляет 3 мм, размер точки составляет примерно 0,28 мм.
Размер объекта различения – 0,28 мм, значит, зрительную работу относим к работам очень высокой точности (второй разряд зрительной работы по СНиП 23-05-95).
Так как контраст букв и листа бумаги составляет 0,3, значит буквы и лист бумаги заметно отличаются по яркости. Такой контраст относится к «среднему».
В соответствии с этим, в качестве норм берём данный из таблицы ниже. Таблица 5 Требования к освещению помещений промышленных предприятий (фрагмент таблицы 4.1 из СНиП 23-05-95)
Искусственное |
Освещённость, лк |
При |
системе |
Всего |
2000 |
||
освещение |
|
|
|
комбинированного |
В том числе |
200 |
|
|
|
|
|
освещения |
|
от общего |
|
|
|
|
|
При системе общего освещения |
500 |
||
|
|
Сочетание |
|
UGR, не более |
|
22 |
|
|
|
нормируемых |
Кп, %, не более |
|
10 |
||
|
|
величин |
|
|
|
|
|
|
|
объединённого |
|
|
|
|
|
|
|
показателя |
|
|
|
|
|
|
|
диском |
форта |
|
|
|
|
|
|
UGR |
и |
|
|
|
|
|
|
коэффициента |
|
|
|
|
|
|
|
пульсации |
|
|
|
|
|
Совместное |
КБО, |
При верхнем или комбинированном освещении |
4,2 |
||||
освещение |
% |
При боковом освещении |
|
|
1,5 |
Соответственно, минимально допустимой освещённостью будет 500лк, максимально допустимым значением Кп будет 10%.
7
Таблица 6 Анализ освещённости
Номер |
Цвет |
|
Кп(ср), |
Освещённость |
Кп в |
Подходит для |
|
Еср, лк |
указанной |
||||||
лампы |
стенок |
% |
в норме? |
норме? |
|||
|
работы? |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Светлые |
361,06 |
25,14 |
– |
– |
Нет |
|
Тёмные |
258,18 |
18,32 |
– |
– |
Нет |
||
|
|||||||
4 |
Светлые |
786,94 |
4,5 |
+ |
+ |
Да |
|
Тёмные |
487,18 |
2,82 |
– |
+ |
Нет |
||
|
|||||||
5 |
Светлые |
882,58 |
9,42 |
+ |
+ |
Да |
|
|
|
|
|
|
|
||
Тёмные |
663,7 |
8,52 |
+ |
+ |
Да |
||
|
|||||||
6 |
Светлые |
512,5 |
8,14 |
+ |
+ |
Да |
|
Тёмные |
398,18 |
6,4 |
– |
+ |
Нет |
||
|
|||||||
7 |
Светлые |
1781,1 |
0,22 |
+ |
+ |
Да |
|
|
|
|
|
|
|
||
Тёмные |
1593,56 |
0,22 |
+ |
+ |
Да |
||
|
8