лб2
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга (РЭТЭМ)
Отчет по лабораторной работе №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА
ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Студент гр. 732-2
В.В. Яценко
Руководитель канд. биол. наук, доцент
кафедры РЭТЭМ, к.т.н. Т.А. Сошникова
Томск 2025
Введение
Цель работы: изучение количественных и качественных характеристик освещения, оценка влияния типа светильника и цвета фона помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока.
Задачи на работу:
– измерить освещённость, создаваемую различными источниками света,
внутри макета производственного помещения;
–вращая ручку «Частота», регулирующую скорость вращения лопастей вентилятора, пронаблюдать стробоскопический эффект.
–сравнить полученные значения с нормируемыми;
–по измеренным значениям освещённости определить среднее значение освещённости Еср;
–вычислить среднее значение фактического светового потока Fфакт;
–вычислить коэффициент использования осветительной установки η;
–измерить и сравнить коэффициенты пульсаций освещённости в учебной аудитории, создаваемых различными источниками света;
–оценить зависимость коэффициента пульсаций освещённости от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети;
2
ХОД РАБОТЫ
1.1 Описание лабораторной установки
Для выполнения лабораторной работы использовалась установка,
состоящая из макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения в аудитории 416/1
главного корпуса ТУСУР, а также люксметра-пульсметра для измерения значений освещённости и коэффициента её пульсаций. Макет и люксметр-
пульсометр были установлены на лабораторном столе.
На рисунке 1.1 представлен внешний вид макета, который имеет каркас
[1] из алюминиевого профиля, пол [2], потолок [3], боковые стенки [4], заднюю и переднюю стенки [5]. Задняя и боковые стенки являются съёмными и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь
впроёмах каркаса с помощью магнитных лент. Одна сторона стенок окрашена
всветлый тон, другая в тёмный тон. Передняя стенка [5] жёстко вмонтирована
вкаркас и выполнена из прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса
[1] предусмотрено окно для установки измерительной головки [6] люксметра-
пульсметра [7] внутрь каркаса. На уровне пола [2] размещён вентилятор [8]
для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы. На потолке [3] размещены 8 патронов, в которых установлены светодиодная лампа [9], три люминесцентные лампы на 9 Вт [10], [13] и сзади люминесцентной лампы на 11 Вт [12], галогенная лампа позади люминесцентной лампы [10] и две лампы накаливания [11]. Расположение ламп отмечено на полу [2] их схематическим изображением и цифрами,
соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.
На передней панели каркаса расположены органы управления и контроля, в том числе: переключатель для включения вентилятора, ручка регулирования частоты вращения вентилятора, переключатели (1−8) для включения ламп. Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп
3
осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса.
Рисунок 1.1 – Внешний вид лабораторного стенда
Были сняты показатели с помощью люксметра-пульсометра в пяти разных точках (рисунок 1.2) по три раза для наибольшей точности. При этом,
фон макета производственного помещения был установлен сначала темной стороной внутрь, а затем светлой. Все измерения и вычисления приведены в таблице 1.
Рисунок 1.2 – Схема точек
4
1.2Сбор данных с оборудования
Вкачестве средства измерения в работе использовался портативный люксметр-пульсометр ТКА-ПКМ 08.
Измерения производились для выбранного преподавателем набора ламп:
●светодиодная лампа, 1.1 Вт - №1 на установке;
●галогеновая лампа, 50 Вт - №2 на установке;
●Лампа накаливания, 60 Вт - №4 на установке;
●Люминесцентная лампа, 9 Вт - №8 на установке;
Втаблице 1.1 представлены полученные значения освещенности. Полученные результаты также зафиксированы в таблице 1.1. В таблице 1.2 – коэффициенты пульсаций освещенности при светлом окрасе стен.
5
Таблица 1.1 – Значения освещенности для разных источников света при светлом и темном окрасе стен
Источник света |
Выбранная |
|
|
Светлый фон |
|
|
|
|
Темный фон |
|
|
|
|
точка макета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Освещён |
Освещён |
Освещён |
|
Среднее |
Коэффицие |
Освещён |
Освещён |
Освещён |
Среднее |
Коэффицие |
|
|
ность E1, |
ность E2, |
ность E3, |
|
значение |
нт |
ность E1, |
ность E2, |
ность E3, |
значение |
нт |
|
|
лк |
лк |
лк |
|
освещен |
пульсации |
лк |
лк |
лк |
освещен |
пульсации |
|
|
|
|
|
|
ности в |
Kср, % |
|
|
|
ности в |
Kср, % |
|
|
|
|
|
|
точке |
|
|
|
|
точке |
|
|
|
|
|
|
|
Eср, лк |
|
|
|
|
Eср, лк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Светодиодная |
Центр пола |
240,4 |
213,7 |
238,5 |
|
230,9 |
58,2 |
193,1 |
200,1 |
202,3 |
198,5 |
59,4 |
лампа 1.1 Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Лампа №1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый верхний |
128,6 |
135,7 |
187,6 |
|
150,6 |
59,4 |
63,4 |
67,8 |
75,6 |
68,9 |
63,5 |
|
|
|
|||||||||||
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
305,2 |
286,9 |
257,0 |
|
283.0 |
71,4 |
239,3 |
289,0 |
255,7 |
261,3 |
88,0 |
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
200,5 |
178,9 |
183,1 |
|
187,5 |
32,4 |
171,3 |
154,3 |
189,8 |
171,8 |
30,7 |
|
нижний угол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
85,1 |
55,7 |
92,1 |
|
77,6 |
67,8 |
33,7 |
30,8 |
39,0 |
34,5 |
73,6 |
|
верхний угол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Галогеновая |
Центр пола |
358,0 |
337,9 |
321,6 |
|
339,6 |
6,47 |
180,6 |
163,2 |
145,1 |
163,0 |
3,8 |
лампа, 50 Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Лампа №2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый верхний |
915,6 |
900,1 |
864,5 |
|
893,4 |
5,97 |
612,8 |
690,5 |
699,4 |
667,6 |
5,3 |
|
|
|
|||||||||||
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
281,3 |
243,0 |
276,8 |
|
267,0 |
12,93 |
345,6 |
378,9 |
360,2 |
361,6 |
2,7 |
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Продолжение таблицы 1.1
|
Правый |
148,9 |
123,7 |
176,0 |
149,5 |
1,23 |
100,9 |
105,6 |
107,7 |
104,7 |
13,93 |
|
|
нижний угол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
138,3 |
156,4 |
151,2 |
148,5 |
5,87 |
110,6 |
116,0 |
130,6 |
119,1 |
4,07 |
|
|
верхний угол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лампа |
Центр пола |
442,5 |
421,5 |
439,4 |
434,5 |
24,5 |
545,9 |
580,6 |
572,6 |
568,7 |
13,5 |
|
накаливания, 60 Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Лампа №4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый верхний |
281,0 |
298,6 |
311,7 |
276,3 |
46,5 |
235,7 |
222,1 |
267,4 |
241,7 |
12,3 |
||
|
||||||||||||
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
245,7 |
256,9 |
250,9 |
251,2 |
36,1 |
119,5 |
128,0 |
149,1 |
132,2 |
14,1 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый нижний |
234,6 |
210,6 |
224,8 |
223,3 |
44 |
134,7 |
132,8 |
126,1 |
131,2 |
15,3 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый верхний |
274,4 |
276,4 |
280,5 |
276,1 |
36 |
201,8 |
210,8 |
195,6 |
202,7 |
14,5 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Люминесцентная |
Центр пола |
621,6 |
600,5 |
635,0 |
619,0 |
37,7 |
331,5 |
315,6 |
325,1 |
324,1 |
28,0 |
|
лампа, 9 Вт (Лампа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый верхний |
210,9 |
225,7 |
220,4 |
219, 0 |
40,3 |
200,4 |
210,6 |
219,8 |
210,3 |
23,3 |
||
|
||||||||||||
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
334,7 |
331,6 |
389,8 |
352,0 |
42,8 |
223,4 |
256,7 |
241,7 |
240,6 |
35,5 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый нижний |
359,0 |
345,8 |
372,0 |
358,9 |
39,8 |
268,5 |
289,5 |
310,6 |
289,5 |
23,1 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый верхний |
400,9 |
402,1 |
410,1 |
404,4 |
38,4 |
300,9 |
310,8 |
295,6 |
302,4 |
35,6 |
|
|
угол пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Люминесцентная лампа (9 Вт) показала наивысшую освещенность (до
619 лк) при минимальной мощности, но имеет высокий коэффициент пульсации (23-43%). Галогенная лампа (50 Вт) демонстрирует высокие перепады освещенности (от 104 до 893 лк) при низкой пульсации (1-14%).
Светодиодная лампа (1,1 Вт) оказалась наименее эффективной (34-283 лк) с
критически высокой пульсацией (30-88%). Лампа накаливания (60 Вт)
показывает средние результаты по всем параметрам.
Все типы ламп демонстрируют недостаточную освещенность в угловых зонах (особенно правый верхний угол). Наибольшая неравномерность распределения света у галогенных ламп (разница до 789 лк между точками).
Светодиодные лампы имеют неприемлемо высокий коэффициент пульсации
(превышает нормы в 3-4 раза).
8
Таблица 1.2 – Коэффициенты пульсаций освещённости для разных источников света при светлом и темном окрасе стен
Источник света |
Выбранная |
|
Светлый фон |
|
|
Темный фон |
|
||
|
точка макета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
Коэффициент |
|
|
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
пульсации |
|
|
K1, % |
K2, % |
K3, % |
Kср, % |
K1, % |
K2, % |
K3, % |
Kср, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Светодиодная лампа, |
Центр пола |
56,1 |
58,5 |
60 |
58,2 |
60,7 |
57,2 |
60,0 |
59,4 |
|
|||||||||
1.1 Вт |
Левый нижний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Лампа №1) |
угол пола |
57,0 |
60,0 |
61,2 |
59,4 |
60,3 |
65,5 |
64,7 |
63,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхний угол |
68,3 |
71,9 |
74,0 |
71,4 |
91,1 |
90,1 |
82,8 |
88,0 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нижний угол |
31,2 |
32,7 |
33,3 |
32,4 |
33,0 |
26,5 |
32,6 |
30,7 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхний угол |
65,7 |
68,2 |
69,5 |
67,8 |
75,8 |
67,3 |
77,7 |
73,6 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Галогеновая лампа, 50 |
Центр пола |
|
|
|
|
2,6 |
4,5 |
4,3 |
3,8 |
|
7,3 |
6,1 |
6,0 |
6,47 |
|||||
Вт |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Лампа №2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нижний угол |
5,8 |
6,0 |
6,1 |
5,97 |
6,1 |
3,9 |
5,9 |
5,3 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхний угол |
13,2 |
13,1 |
12,5 |
12,93 |
1,8 |
3,1 |
3,2 |
2,7 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нижний угол |
1,3 |
0,7 |
1,7 |
1,23 |
14,1 |
14,4 |
13,3 |
13,93 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхний угол |
4,5 |
6,7 |
6,4 |
5,87 |
4,3 |
4,0 |
3,9 |
4,07 |
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
Продолжение таблицы 1.2
Лампа накаливания, 60 |
Центр пола |
24,9 |
23,3 |
25,3 |
24,5 |
12,3 |
14,2 |
14,0 |
13,5 |
|
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
48,3 |
44,4 |
46,8 |
46,5 |
13,0 |
11,4 |
12,5 |
12,3 |
||
(Лампа №4) |
||||||||||
угол пола |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый |
35,6 |
36,0 |
36,6 |
36,1 |
15,1 |
14,2 |
13,0 |
14,1 |
|
|
верхний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
41,6 |
42,1 |
48,3 |
44 |
13,9 |
16,2 |
15,8 |
15,3 |
|
|
нижний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
36,5 |
34,8 |
36,7 |
36 |
13,2 |
15,2 |
15,1 |
14,5 |
|
|
верхний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Люминесцентная лампа, |
Центр пола |
38,2 |
35,5 |
39,4 |
37,7 |
30,1 |
24,5 |
29,4 |
28,0 |
|
9 Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Левый нижний |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(Лампа №8) |
37,2 |
43,0 |
40,7 |
40,3 |
25,0 |
24,0 |
20,9 |
23,3 |
||
угол пола |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Левый |
43,4 |
46,5 |
38,5 |
42,8 |
31,3 |
38,6 |
36,6 |
35,5 |
|
|
верхний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
40,3 |
41,5 |
37,6 |
39,8 |
20,8 |
25,0 |
23,5 |
23,1 |
|
|
нижний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Правый |
39,2 |
38,7 |
37,3 |
38,4 |
31,3 |
38,4 |
37,1 |
35,6 |
|
|
верхний угол |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пола |
|
|
|
|
|
|
|
|
10
