Сбор данных с оборудования
В качестве средства измерения в работе использовался портативный люксметр-пульсометр ТКА-ПКМ 08. В таблице 1.1 представлены полученные значения освещённости. В процессе съёма измерений для разных источников освещения дополнительно изменялась скорость вращения вентилятора для наблюдения стробоскопического эффекта. Полученные результаты также зафиксированы в таблице 1.1. В таблице 1.2 – коэффициенты пульсаций освещённости при светлом окрасе стен.
Таблица 1.1 – Значения освещённости для разных источников света
Источник света |
Выбранная точка макета |
Освещённость E1, лк |
Освещённость E2, лк |
Освещённость E3, лк |
Среднее значение освещённости в точке Eср, лк |
Стробоскопический эффект |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
Центр пола |
238.2 |
235.6 |
232.9 |
235,57 |
Имеется небольшой эффект |
Левый верхний угол пола |
117.6 |
121.4 |
120.6 |
119,87 |
||
Левый нижний угол пола |
274.4 |
280.7 |
283.9 |
279,67 |
||
Правый нижний угол пола |
189.3 |
191.2 |
183.2 |
187,9 |
||
Правый верхний угол пола |
84.5 |
82.3 |
82.6 |
83,13 |
||
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
Центр пола |
525.6 |
511.6 |
503.4 |
513,53 |
Видимого эффекта не наблюдается |
Левый верхний угол пола |
1430.7 |
1286.3 |
1202.3 |
1306,43 |
||
Левый нижний угол пола |
428.4 |
430.6 |
406.4 |
421,8 |
||
Правый нижний угол пола |
282.1 |
258.2 |
248.8 |
263,03 |
||
Правый верхний угол пола |
274.4 |
266.1 |
250.3 |
263,6 |
Продолжение таблицы 1.1
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3)
|
Центр пола |
772.3 |
803 |
775.4 |
783,57 |
Переодически наблюдается эффект (вращается в разные стороны) |
Левый верхний угол пола |
426.8 |
414.4 |
426.3 |
422,5 |
||
Левый нижний угол пола |
596.6 |
588.6 |
574.3 |
586,5 |
||
Правый нижний угол пола |
624.5 |
639.1 |
642.6 |
635,4 |
||
Правый верхний угол пола |
425.5 |
422.6 |
410.6 |
419,57 |
||
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
Центр пола |
582.5 |
556.8 |
542.1 |
560,47 |
Эффект однозначно наблюдается |
Левый верхний угол пола |
369.6 |
347.2 |
342.6 |
353,13 |
||
Левый нижний угол пола |
441.2 |
418.3 |
405.3 |
421,6 |
||
Правый нижний угол пола |
578.8 |
554.4 |
550.9 |
561,37 |
||
Правый верхний угол пола |
394.2 |
393.3 |
389.4 |
393,3 |
Таблица 1.2 – Коэффициенты пульсаций освещённости для разных источников света
Источник света |
Выбранная точка макета |
Коэффициент пульсации K1, % |
Коэффициент пульсации K2, % |
Коэффициент пульсации K3, % |
Коэффициент пульсации Kср, % |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1)
|
Центр пола |
85 |
74,1 |
71 |
76,7 |
Левый нижний угол пола |
81 |
84 |
84,5 |
83,17 |
|
Левый верхний угол пола |
55 |
53,8 |
55,1 |
54,63 |
|
Правый нижний угол пола |
44,3 |
62,3 |
60,4 |
55,67 |
|
Правый верхний угол пола |
33,4 |
32 |
30,4 |
31,93 |
|
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
Центр пола |
7,1 |
6,1 |
6,2 |
6,47 |
Левый нижний угол пола |
5,8 |
6,1 |
6 |
5,97 |
|
Левый верхний угол пола |
13,2 |
13,1 |
12,5 |
12,93 |
|
Правый нижний угол пола |
1,2 |
0,7 |
1,8 |
1,23 |
|
Правый верхний угол пола |
4,3 |
6,7 |
6,6 |
5,87 |
Продолжение таблицы 1.2
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
Центр пола |
10,1 |
9,5 |
9,8 |
9,8 |
Левый нижний угол пола |
8 |
8,5 |
8,9 |
8,47 |
|
Левый верхний угол пола |
17,6 |
19,4 |
18,7 |
18,57 |
|
Правый нижний угол пола |
11,1 |
11,2 |
11 |
11,1 |
|
Правый верхний угол пола |
5,1 |
5,8 |
4,8 |
5,23 |
|
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
Центр пола |
6,4 |
6,5 |
4,8 |
5,9 |
Левый нижний угол пола |
1,2 |
1,1 |
2 |
1,433 |
|
Левый верхний угол пола |
36,4 |
37,2 |
39,1 |
37,57 |
|
Правый нижний угол пола |
3,9 |
3,8 |
5,3 |
4,333 |
|
Правый верхний угол пола |
2,2 |
2,9 |
2,8 |
2,63 |
Используя значения освещённости для пяти различных точек макета, были посчитаны общие средние значения освещённости для каждой лампы. Полученные значения представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Средние значения освещённости при светлом окрасе стен
Источник света |
E1, лк |
E2, лк |
E3, лк |
E4, лк |
E5, лк |
Eср, лк |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
235,57 |
119,87 |
279,67 |
187,9 |
83,13 |
181,228 |
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
513,53 |
1306,43 |
421,8 |
263,03 |
263,6 |
553,678 |
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
783,57 |
422,5 |
586,5 |
635,4 |
419,57 |
569,508 |
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
560,47 |
353,13 |
421,6 |
561,37 |
393,3 |
224,39 |
В таблице 1.4 представлены полученные значения освещённости, в таблице 1.5 – коэффициенты пульсаций освещённости при тёмном окрасе стен.
Таблица 1.4 – Значения освещённости для разных источников света
Источник света |
Выбранная точка макета |
Освещённость E1, лк |
Освещённость E2, лк |
Освещённость E3, лк |
Среднее значение освещённости в точке Eср, лк |
Стробоскопический эффект |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1)
|
Центр пола |
169.4 |
180.3 |
174.7 |
171,8 |
Имеется явный видимый эффект (вращается в разные стороны, останавливается) |
Левый верхний угол пола |
60.1 |
58.6 |
60.2 |
59,63 |
||
Левый нижний угол пола |
200.2 |
188.8 |
200.5 |
196,5 |
||
Правый нижний угол пола |
149.9 |
131.3 |
136.8 |
139,27 |
Продолжение таблицы 1.4
|
Правый верхний угол пола |
29.2 |
31.1 |
31.4 |
30,57 |
|
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
Центр пола |
321.1 |
312.1 |
301.2 |
311,47 |
Видимый эффект отсутствует |
Левый верхний угол пола |
1322.9 |
1596.9 |
1575 |
1497,93 |
||
Левый нижний угол пола |
255.1 |
252.5 |
260.6 |
256,07 |
||
Правый нижний угол пола |
145.8 |
146.4 |
140.9 |
144,37 |
||
Правый верхний угол пола |
137.2 |
138.8 |
148.6 |
141,53 |
||
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
Центр пола |
541.9 |
551.2 |
556.5 |
549,87 |
Наблюдается небольшой эффект (вращается в разные стороны) |
Левый верхний угол пола |
190.7 |
190.3 |
196.5 |
192,5 |
||
Левый нижний угол пола |
376.8 |
363.4 |
395.2 |
378,47 |
||
Правый нижний угол пола |
387.8 |
387.5 |
391 |
388,77 |
||
Правый верхний угол пола |
196.6 |
186.9 |
194.6 |
192,7 |
Продолжение таблицы 1.4
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6)
|
Центр пола |
252.8 |
341.2 |
328.8 |
307,6 |
Имеется явный видимый эффект (вращается в разные стороны, переодически останавливается) |
Левый верхний угол пола |
136.2 |
140.7 |
134.3 |
137,07 |
||
Левый нижний угол пола |
242.5 |
231.1 |
232.2 |
235,27 |
||
Правый нижний угол пола |
375.6 |
354.9 |
369.5 |
366,7 |
||
Правый верхний угол пола |
184.4 |
177.5 |
175.2 |
179,03 |
Таблица 1.5 – Коэффициенты пульсаций освещённости для разных источников света
Источник света |
Выбранная точка макета |
Коэффициент пульсации K1, % |
Коэффициент пульсации K2, % |
Коэффициент пульсации K3, % |
Коэффициент пульсации Kср, % |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
Центр пола |
60,1 |
61,2 |
63,4 |
61,57 |
Левый нижний угол пола |
65,6 |
66,7 |
66,1 |
66,13 |
|
Левый верхний угол пола |
84,5 |
86,7 |
84,4 |
85,2 |
|
Правый нижний угол пола |
33,6 |
41,4 |
43,6 |
39,533 |
|
Правый верхний угол пола |
74,1 |
69,1 |
77,5 |
73,56667 |
Продолжение таблицы 1.5
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
Центр пола |
12 |
6,4 |
9 |
9,133 |
Левый нижний угол пола |
21,5 |
16,3 |
20,5 |
19,433 |
|
Левый верхний угол пола |
14,5 |
7,8 |
11,2 |
11,16 |
|
Правый нижний угол пола |
80,1 |
77,3 |
65,8 |
74,4 |
|
Правый верхний угол пола |
52 |
50,1 |
49,2 |
50,43 |
|
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
Центр пола |
23,5 |
15,2 |
13,1 |
17,26 |
Левый нижний угол пола |
15,4 |
13,9 |
16,1 |
15,133 |
|
Левый верхний угол пола |
25,8 |
13,7 |
15,8 |
18,433 |
|
Правый нижний угол пола |
26,9 |
20,5 |
21,2 |
22,87 |
|
Правый верхний угол пола |
34,7 |
42,8 |
40,8 |
39,43 |
|
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
Центр пола |
11,8 |
10,1 |
8,8 |
10,23 |
Левый нижний угол пола |
13,9 |
9,1 |
8,6 |
10,53 |
Продолжение таблицы 1.5
|
Левый верхний угол пола |
5,9 |
6,3 |
6 |
6,06 |
Правый нижний угол пола |
11,3 |
8,3 |
9,1 |
9,56 |
|
Правый верхний угол пола |
11,5 |
8,8 |
9,4 |
9,9 |
Используя значения освещённости для пяти различных точек макета, были посчитаны общие средние значения освещённости для каждой лампы. Полученные значения представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 – Средние значения освещённости при тёмном окрасе стен
Источник света |
E1, лк |
E2, лк |
E3, лк |
E4, лк |
E5, лк |
Eср, лк |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
171,8 |
59,63 |
196,5 |
139,27 |
30,57 |
119,554 |
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
311,47 |
1497,93 |
256,07 |
144,37 |
141,53 |
470,274 |
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
549,87 |
192,5 |
378,47 |
388,77 |
192,7 |
340,462 |
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
307,6 |
137,07 |
235,27 |
366,7 |
179,03 |
245,134 |
Было проведено сравнение полученных значений с нормативными значениями освещённости, установленными СНиП 23-05-95. Преподавателем был задан 4 разряд зрительной работы. Нормативные значения были взяты при среднем контрасте объекта различения с фоном для тёмного и светлого фона. Для удобства данные были приведены к табличному виду (таблица 1.7).
Таблица 1.7 – Сравнение фактических и номинальных значений освещённости
Источник света |
Характеристика фона |
Фактические значения |
Нормативные значения |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
светлый |
181,2 |
200 |
темный |
119,6 |
200 |
|
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
светлый |
553,7 |
200 |
темный |
470,3 |
200 |
|
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
светлый |
569,5 |
200 |
темный |
340,5 |
200 |
|
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
светлый |
224,4 |
200 |
темный |
245,1 |
200 |
Результаты получились абсолютно разные и не один из них не равен нормативному значению, однако можно сделать определённые выводы:
- при Светодиодной лампе 1.1 Вт и тёмном фоне - фактическое значение определённо ниже нормативного - недостаточное распределение и мощность света;
- фактические значения Светодиодной лампы 1.1 Вт при светлом фоне, и Люминесцентной лампы 9 Вт при светлом и тёмном фоне практически совпадают с нормативными значениями и в данном случае являются самыми оптимальными;
- фактические значения освещения Галогеновой лампой 50 Вт при обоих характеристиках фона и Лампой накаливания также при обоих характеристиках фона значительно превышают установленные нормативные значения.
По результатам измерений освещённости для варианта с тёмной и светлой окраской стен было вычислено значение фактического светового потока для каждой лампы по следующей формуле:
(1.1)
где Eср – среднее значение освещённости, лк;
S – площадь макета помещения, м2.
Площадь макета помещения была определена как площадь пола установки:
Таблица 1.8 – Значения фактического светового потока
Источник света |
Характеристика фона |
Значение Fфакт |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
светлый |
71,766 |
темный |
47,343 |
|
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
светлый |
219,256 |
темный |
186,229 |
|
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
светлый |
225,525 |
темный |
134,823 |
|
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
светлый |
88,858 |
темный |
97,073 |
Также были посчитаны коэффициенты использования осветительной установки для вариантов с тёмной и светлой окраской стен по следующей формуле:
(1.2)
где Fламп – суммарный световой поток.
Значение Fламп для каждой лампы было взято из таблицы базовых значений (таблица 1.9).
Таблица 1.9 – Световой поток различных источников света
Тип лампы |
Номинальная мощность, Вт |
Номинальный световой поток, лм |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
1,1 |
53 |
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
50 |
850 |
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
60 |
730 |
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
9 |
600 |
Таблица 1.10 – Коэффициенты использования установки
Источник света |
Характеристика фона |
Значение Fфакт |
Светодиодная лампа, 1.1 Вт (Лампа №1) |
светлый |
1,354 |
темный |
0,893 |
|
Галогеновая лампа, 50 Вт (Лампа №2) |
светлый |
0,258 |
темный |
0,219 |
|
Лампа накаливания, 60 Вт (Лампа №3) |
светлый |
0,309 |
темный |
0,185 |
|
Люминесцентная лампа, 9 Вт (Лампа №6) |
светлый |
0,162 |
темный |
0,148 |
При освещении помещения с тёмным фоном, свет «поглощается», что приводит к общему понижению коэффициента использования, когда светлый фон, наоборот к повышению. Светодиодная лампа 1,1 Вт обладает наибольшей мощностью светового потока, чем обосновывается наибольший коэффициент. Наименьший коэффициент наблюдается у Люминесцентной лампы 9 Вт.
Для уменьшения коэффициента пульсации освещённости Кп люминесцентные лампы включают в разные фазы трехфазной электрической
сети. Это хорошо поясняет нижняя кривая на рисунке 1.2, где показан характер изменения во времени светового потока (и связанной с ним освещённости) создаваемого тремя люминесцентными лампами, включёнными в фазу А (Fлл) и в три различные фазы сети (3Fлл). В последнем случае за счёт сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещённости, создаваемой лампами, остаётся неизменным и не зависит от способа их включения.
ВЫВОДЫ
В данной лабораторной работе мы изучили принципы оценки освещения производственных помещений, количественных и качественных характеристик источников искусственного освещения, оценка влияния различных факторов на их величину. Так же ознакомились с различными приборами для измерения характеристик источников света.
При сравнении фактических результатов с нормативными можно сделать определённые выводы:
- при Светодиодной лампе 1.1 Вт и тёмном фоне - фактическое значение определённо ниже нормативного - недостаточное распределение и мощность света;
- фактические значения Светодиодной лампы 1.1 Вт при светлом фоне, и Люминесцентной лампы 9 Вт при светлом и тёмном фоне практически совпадают с нормативными значениями и в данном случае являются самыми оптимальными;
- фактические значения освещения Галогеновой лампой 50 Вт при обоих характеристиках фона и Лампой накаливания также при обоих характеристиках фона значительно превышают установленные нормативные значения.
Томск 2025