Лекции / 8 БЖД - освещение

Буканин, В. А., Павлов, В. Н., Трусов, А. О. Безопасные и эффективные системы освещения:

эл. учеб. пособие. / Под ред. В. Н. Павлова.

– СПб.: изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013 г. – 88 с.

Целью нормирования освещения является создание в освещаемом помещении световой среды, обеспечивающей светотехническую эффективность систем освещения с учётом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники безопасности и т. п. при минимальных затратах электроэнергии и других материальных ресурсов.

строительные нормы и правила СНиП 23-05-95* (СП 52.13330.2011)

Особенности нормирования освещённости

•Чтобы субъективно отметить различие между двумя близкими уровнями освещённости, они должны иметь различие в величине,

приблизительно pавное 1,5 ( Е1 / Е2 > 1.5).

•Как следствие принята следующая шкала ноpмиpованных значений освещённости (лк):

•

• 20 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 500 - 750 - 1000 - 1500 - 2000.

Разряды зрительной работы

(для промышленных условий)

I – наивысшей точности (<0.15мм) ,

II – очень высокой точности (0.15…0.3мм), III – высокой точности (0.3…0.5мм),

IV – средней точности (0.5…1мм), V – малой точности (1…5мм),

VI – грубая работа (очень малой точности) (>5мм), VII – работа с самосветящимися объектами и изделиями в горячих цехах,

VIII – общее наблюдение за ходом производственного процесса и общее наблюдение за инженерными коммуникациями.

Наивысш. точности (менее

0.15)

Цветовая температура Та объекта -

-температура абсолютно черного тела, при которой его излучение имеет ту же цветность

Индекс цветопередачи Ra

-Степень соответствия цветности образца эталонным условиям

Зрительный дискомфорт является начальной стадией ослеплённости и оценивается показателем дискомфорта - критерием оценки дискомфортной блёскости, вызывающейнеприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения и выражающийся формулой

MLc 0.5L0ад.5

где Lc - яркость блёского источника, кд/м2;

- угловой размер блёского источника, ср;

- индекс позиции блёского источника относительно линии зрения;

СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы

•6.4. Следует ограничивать прямую блескость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.

•6.5. Следует ограничивать отраженную блескость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка не должна превышать

200 кд/м2.

Стратегии

контроля

отражения от экранов.

СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03

Гигиеническиетребования к ПЭВМ и организации работы

Дизайн ПЭВМ должен предусматривать окраску корпуса в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус ПЭВМ, клавиатура и другие блоки и устройства ПЭВМ должны иметь матовую поверхность с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

Конструкция ВДТ должна предусматривать регулирование яркости и контрастности.

СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03

Гигиеническиетребования к ПЭВМ и организации работы

Окна … преимущественно на север и северо-восток.

Оконные проемы - жалюзи, занавеси и др.

Для внутренней отделки помещений -

-диффузно-отражающие материалы

скоэффициентом отражения для потолка 0,7 - 0,8;

СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03

Гигиеническиетребования к ПЭВМ и организации работы

6.3. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Примерпроблемычрезмерноеотражение можетуменьшить контраст для зрительной работы

Источниксвета большойплощадихорошо

Точечныйисточник можетбыть опасен

Общее освещение при использовании люминесцентных светильников следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении видеодисплейных терминалов.

При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Светоотдача

η=Ф/Р лм/Вт

КПД

КПД =(η /ηЭТ)100%

ηЭТ= 683 лм/Вт

Свертывание

производства

СОВРЕМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Лампы накаливания

светоотдача ηл≈ 8-20 лм/Вт (ηл=Ф/Р)

КПД ≈ 4%

срок службы – 200 – 1000 ч

спектр – непрерывный (Тц ≈ 1800 – 2900 К) Ra > 90

ЛАМПА

НАКАЛИВАНИЯ

световойпоток

светоотдача

рассеиваемая

мощность

срокслужбы

Галогенные лампы

светоотдача – 22-28 лм/Вт срок службы до – 3000 ч.

спектр – непрерывный (Тц ≈ 2400 – 3400 К) Ra > 90

Недостатки:

-низкая световая отдача (низкий КПД);

-относительно малый срок службы;

-хрупкость и чувствительность к удару;

-резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения питания;

-лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100

Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C.

•6.10. В качестве источников света при

искусственном освещении следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы.

При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп.

В светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенные.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы

Светоотдача ~ 85 – 105 лм/Вт

Срок службы - 8000 – 20000 ч

Ra ≈ 60 - 89

1.Видимое излучение - 5 Вт

2.Инфракрасное излучение нити накаливания - 61 Вт

3.Тепловые потери от нити до колбы -

-34 Вт

4.Инфракрасное излучение колбы -

- 22 Вт

5. Общие тепловые потери -12 Вт

6. Общее инфракрасное излучение -

83 Вт

Энергетический баланс лампы накаливания GLS мощностью 100 Вт

1.Мощность разряда-30.1 Вт

2.Тепловые потери в электродах -

- 5.9 Вт

3. Видимое излучениеразряда -

-1.2 Вт

4.УФизлучениеразряда -22.5Вт

5. Тепловые потери разряда- 6.5 Вт Видимое излучениелюминофора- - 8.8Вт

7.УФ-излучение - 0.2Вт

8.ИКизлучение - 13.5Вт

9.Общее видимое излучение -10Вт

10.ИК-излучениеи тепловые потери -25.8Вт

Энергетический баланс люминесцентной лампы мощностью 36 Вт

Недостатки электромагнитного балласта:

-долгий запуск (1-3 сек);

-меньший срок службы ламп;

-большее потребление энергии, чем у электронной схемы;

-малый cos φ;

-низкочастотный гул (100Гц), исходящий от дросселя;

-мерцание лампы с удвоенной частотой сети;

-большие габариты и масса;

-при температуре ниже 10 градусов яркость лампы значительно снижается;

-потребление электроэнергии лампой выше на 20 - 25 %, по сравнению с использование электронного балласта.

Коэффициент пульсации характеризует относительное периодическое изменение светового потока:

Kf emax emin 100%,

2 e с р

где emax и emin - максимальное и минимальное значения потока излучения за время Т = 0.02 с (один период при частоте тока 50 Гц), e с р -

среднее значение потока излучения за полный период Т

1 T

е с р T 0 e (t)dt ,

e (t) - функция изменения мгновенных макроскопических значений

потока во времени.

Коэффициент пульсации освещённости от общего освещения или общего освещения в системе комбинированного не должен превышать5 %.

Коэффициент пульсации освещенности от местного освещениявовсех случаяхне долженпревышать 5 %.

• 6.11. Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА)

Uраб

Ф

t

Флюм

t

20 мс

Для ограничения пульсаций:

•люминесцентные лампы с «медленным люминофором»,

•фазосдвигающие устройства в цепях электропитания,

•замена 50-Гц пускорегулирующих аппаратов на высокочастотные полупроводниковые преобразователи

(20 - 100 кГц).

20 мкс

•Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами, состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.

•При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.

Безэлектродная индукционная люминесцентная лампа

Основные характеристики

-При одинаковой освещенности потребляет на 30-50% меньше электроэнергии, чем металлогалогенная лампа, на 40-60% - чем натриевая -- Номинальные мощности: 12 – 500 Вт

-Рабочая частота от 190кГц до 250кГц или единицы мегагерц

-Низкая температура нагрева лампы: +60 °C - +85 °C

-Широкий диапазон рабочих температур: −40 °C ~ +50 °C

-Возможность диммирования (изменения интенсивности света): от 30% до 100%

-Высокий коэффициент мощности эл. балласта (λ>0,95)

-Низкие гармонические искажения (THD<5%)

-Содержание твердотельной ртути <0,5мг

Светодиодные лампы (LED)

Светоотдача до 130 лм/Вт

Срок службы 50000 - 150000 ч

Ra ≈ 75 - 83

серия XP-E2

Компания Cree (США)

значение световой отдачи

вхолодном белом диапазоне (порядка6000 K) при токе 350 мА

•до 128 лм/Вт при температуре p-n-перехода +85 °С,

• до 143 лм/Вт при +25 °С.

9