Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Оценка искусственного освещения рабочих мест производственных помещений

Методические указания к учебно-исследовательской

лабораторной работе

Пермь 2006 

Составители:  Н.И.Захаров, В.Ф.Коротаев

УДК 331.434: 331.103.34(076.5)

Оценка искусственного освещения рабочих мест производственных помещений: Метод. указания по выполнению учебно-исслед. лаборат. работы/ сост.: В.Ф.Коротаев, Н.И.Захаров; Пермский государственный технический университет. Пермь, 2006. - 21 с.

Приведены необходимые сведения об основных светотехнических величинах, системах производственного освещения, нормировании освещенности, приборах и методах контроля освещенности, устройстве лабораторного стенда и порядке выполнения работы.

Работа позволяет познакомиться с системами производственного освещения, нормативными документами и методом определения величины освещенности.

Таблиц 10, Иллюстраций 2, Библиогр.: 7 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, доцент А.Д. Овсянкин

 Пермский государственный

технический университет,

2006

Цель работы.

1. Ознакомление с основными светотехническими единицами и понятиями.

2. Изучение нормирования освещенности и принципов использования норм.

Изучение работы люксметра и способов измерения освещенности рабочих поверхностей.

3. Определение соответствия фактической (измеренной) и нормируемой освещенности, (могут использоваться для оценки условий труда), а также выбор требуемой освещенности (местной и комбинированной),

4. Изучение влияния характеристик источников света на величину освещенности

1  ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Общие сведения

Свет оказывает существенное влияние на жизнедеятельность человека и результаты вы­полняемой им работы. Около 90 % всех сведений об окружающем мире человек получает за счет зрения. Существующие условия производства вызывают повышенное напряжение зрительного анализатора человека. Одной из сторон предупреждения зрительного и общего утомления, создания благоприятных условий для безопасной трудовой деятельности человека является организация хорошей освещенности.

Освещение должно быть гигиенически рациональным, т.е. обес­печивать достаточную освещенность рабочих поверхностей, постоян­ство равномерной освещенности во времени, равномерное распределе­ние яркости в окружающем пространстве и отсутствие слепящего дей­ствия.

В тех случаях, когда естественного освещения в производственных помещениях оказываются недостаточным для выполнения работы в течение всего рабочего дня, к нему добавляют искусственное освещение (совмещенное освещение). На ряде предприятий, где по технологическим или иным причинам полностью отсутствует естественное освещение, работа осуществляется только при искусственном освещении. Такая подмена естественного освещения предъявляет повышенные требования к организации искусственного освещения.

Назначение осветительной установки искусственного ос­вещения — обеспечить возможность проведения нормальной и безопасной работы, а также и эвакуации из помещения людей в случае аварии рабочего освещения.

Считают, что неудовлетворительное освещение служит прямой причиной примерно 5 % и косвенной причиной 20 % несчастных случаев.

Увеличение освещенности рабочей поверхности улуч­шает видимость объектов за счет повышения их ярко­сти и увеличивает скорость различения деталей, что ска­зывается на росте производительности труда. Так, при выполнении операции точной сборки, увеличение осве­щенности с 150 до 1000 лк позволяет получить повыше­ние производительности труда до 25% и, даже при вы­полнении работ малой точности, не требующих большо­го зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2—3%. При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, облегчается разли­чение обрабатываемых изделий, ускоряется темп работы.

Понижение освещенности ведет к снижению производительности труда, причем не только ручного, но и умственного, требующего напряжения памяти, логического мышления. Например, снижение освещенности на величину до 50 % от нормативного значения может привести к зрительному утомлению и снижению производительности труда на 3...10 % с одновременным ростом брака продукции.

Для искусственного освещения в настоящее время исполь­зуют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания и люминесцентные (иногда их называют разрядными) лампы.

Лампы накаливания представляют собой источники света, несовершенные как по экономичности, так и по спектру из­лучения: низкая све­товая отдача (для ламп общего назначения она состав­ляет 7—20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и крас­ные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света. Они искажают цветопередачу, поэтому их не применяют при работах, требующих раз­личения цветов. К достоинствам можно отнести простоту в изготов­лении и включении в сеть, они загораются сразу, безинерционны (нечувствительны к частоте тока) и т.п.

Люминесцентные лампы имеют большую световую отдачу (до 110 лм/Вт), повышенный срок службы (до 15000 часов), более совершенный спектральный состав света, позволяющий улучшить освещение рабочих мест, где требуется различение цвета или мелких деталей, имеющих небольшое различие в цвете с фоном. К существенному не­достатку можно отнести безинерционность излучения разрядных ламп, которая приводит к появлению пульсаций светового потока. При рассмотрении быстро движущихся или вра­щающихся деталей возникает стробоскопический эффект, который проявляется в иска­жении зрительного восприятия объектов различения (вместо одного предмета видны изображения несколь­ких, искажаются направление и скорость движения). Пульсация светового потока ухудшает условия зритель­ной работы, а стробоскопический эффект ведет к уве­личению опасности травматизма и делает невозможным успешное выполнение ряда производственных операций. Для стабилизации светового потока газоразрядных ламп необходимо применять двух- и трехфазное вклю­чение в сеть или последовательно включать балластное, емкостное или индуктивное сопротивление. Например, снижение коэффициента пульсации освещенности люминесцент­ных ламп с 55 до 5% (при трехфазном включении) приводит к уменьшению утомления и повышению производительности труда на 15% для работ высокой точ­ности.

Основные требования к освещению изложены в нормативной документации, которая допускает применение двух систем освещения: общего и ком­бинированного.

Общее освещение достигается при располо­жении светильников в верхней зоне по всему помещению, как правило, одного типа и одинаковой мощности. Оно предназначено для освещения всего рабочего по­мещения и подразделяется на об­щее — равномерное (при равномерном распре­делении светового потока по площади без учета расположения оборудова­ния) и общее — локализованное (при распре­делении светового потока с учетом расположения рабо­чих мест).

Система общего освещения мо­жет быть рекомендована в помещениях, где по всей пло­щади выполняются однотипные работы (в литейных, сборочных цехах), а также в административных, контор­ских, складских помещениях и т.п. Если рабочие места сосредоточены на отдельных участках, например у конвейеров, разметочных плит, целесообразно, размещать светильники общего освещения локализовано.

При выполнении точных зрительных работ (слесарные, то­карные, фрезерные, контрольные операции и т. д.) там, где оборудование создает глубокие, резкие тени или ра­бочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы, монитор) рекомендует­ся применять систему комбинированного освещения.

Комбинированное освещение - когда помимо светильников об­щего освещения устанавливаются дополнительно светильники местного освещения.

Местное освещение — освещение, создаваемое светильниками, расположенными на рабочих местах и концентрирующих световой поток непосредственно в рабочую зону.

Применение одного мест­ного освещения внутри помещений запрещается.

Так, например, абсолютное большинство рабочих мест и работ, выполняемых на металлорежущих станках, требуют создания освещенности от 700 до 2000 лк, что экономически выгоднее достичь комбинированным освещением, хотя в гигиеническом плане предпочтительнее одна система общего освещения, обеспечивающая высокую равномерную освещенность по всему помещению.

Для исключения частой переадаптации зре­ния из-за неравномерной освещенности в помещении при системе комбинированного освещения необходимо, чтобы светильники общего освещения создавали не ме­нее 10% нормированной комбинированной освещенности.

Безопасность труда человека в значительной степени определяется скоростью зрительной оценки окружающей обстановки, которая определяется через такие физиологические функции органов зрения человека, как адаптация и аккомодация.

Под адаптацией понимают способность органов зрения приспосабливаться к различению предметов при изменении уровней освещенности. Различают световую и темновую адаптации. Под световой адаптацией понимают процесс приспособления органов зрения к увеличению освещенности. Темновая адаптация — процесс приспособления органов зрения к уменьшению освещенности.

Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети, имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, что приводит к значительному утомлению. Например, постоянной переадаптации зрения требует труд водителя в темное время суток.

Аккомодация — способность органов зрения сохранять устойчивое различение предметов, расположенных на различных расстояниях от органов зрения.

1.2.  Основные термины и определения

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К первым относят основные светотехнические величины: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

1. Световой поток (F) — часть лучистой энергии с длинами волн 0,38…0,77 мкм, воспринимаемая глазом как свет. За единицу светового потока принят 1 люмен (лм).

2. Сила света (I) — пространственная плотность распространяющегося светового потока. За единицу измерения принята 1 кандела (кд). Силу света в 1 канделу создает световой поток в 1 лм, равномерно распределенный в телесном угле в 1 стерадиан (угол равен 65⁰32’).

3. Освещенность (E) — плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят 1 люкс (лк). Освещенность в 1 лк соз-дается световым потоком в 1 лм равномерно распределенным на площади в 1 м².

4. Яркость (L) — сила света, испускаемая (отражаемая) единицей поверхности в направлении глаза наблюдателя. За единицу яркости принята 1 кандела на 1 м².

5. Коэффициент отражения — отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему на нее потоку. Может выражаться в долях или процентах.

6. Объект различения — рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, который требуется различать в процессе работы. Например, при чтении — толщина линий букв, при проведении измерений — размер толщины линии градуировки шкалы прибора и т.п.

Качественными показателями, определяющими условия зрительной работы, являются фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослепленности, показатель дискомфорта.

7. Фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности. Фон считается:

светлым — при коэффициенте отражения поверхности более 0.4 (бумага белая, матовая — 0.55...0.65, известковая побелка — 0.8);

средним — при коэффициенте отражения поверхности от 0.2 до 0.4  (желтая краска — 0.4, оцинкованная жесть — 0.2);

темным — при коэффициенте отражения поверхности менее 0.2  (красный кирпич — 0.08...0.1, необработанная сталь — 0.05... 0.1).

8. Контраст объекта различения с фоном (K) — отношение абсолютной величины разности между яркостью рассматриваемого объекта (точка, линия, риска, знак, пятно, трещина и т.п., которые следует различать в процессе работы) и фона к яркости фона. Контраст считается:

большим — при значениях отношения более 0.5 (объект и фон резко различаются по яркости);

средним — при значениях отношения от 0.2 до 0.5 (объект и фон заметно различаются по яркости);

малым — при значениях отношения менее 0.2 (объект и фон мало различаются по яркости).

Контраст может быть прямым и обратным. Прямой контраст — темный объект на светлом фоне, обратный контраст — светлый объект на темном фоне.

Для того чтобы можно было полнее охарактеризовать основные светотехнические единицы и их восприятие человеком, используют еще ряд производных светотехнических понятий. К ним относятся:

9. Нормируемая освещенность — нижний предел необходимой освещенности, установленный нормативными таблицами, в зависимости от характера выполняемой зрительной работы и ориентации рабочей поверхности в пространстве.

10. Светоотдача (СО) — световой поток, излучаемый светильником, приходящийся на 1 Вт затрачиваемой энергии и характеризует эффективность светильника, иными словами, его экономичность. Измеряется в лм/Вт. Теоретически 1 Вт электроэнергии может дать световой поток в 683 лм.

11. Условные изолюксы — плавные кривые равной освещенности при стандартном условном световом потоке источника света в 1000 лм.

12. Светильник — источник света (лампа накаливания, газоразрядная лам-па) со светотехнической арматурой, предназначенной для закрепления и защиты от воздействия окружающей среды источника света, подвода электроэнергии и распределения светового потока, излучаемого источником света в пространстве.

1.3. Нормирование искусственного освещения

Нормирование искусственного освещения производственных помещений, а также наружного освещения производится в соответствии с требованиями СНиП 23—05—95[1] или отраслевых (ведомственных) нормативных документов по ис­кусственному освещению.

В качестве источников света для освещения, в соответствии с нормами СНиП 23‑05‑95 в первую очередь следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, ртутные, галогенные, ксеноновые, натриевые). В случаях невозможности применения или технико-экономической нецелесообразности использования газоразрядных источников света допускается устанавливать лампы накаливания.

В связи с тем, что одно местное освещение самостоятельно не применяется, нормами и регламентируется только общее и комбинированное освещение (таблица 1)

В СНиП 23‑05‑95 в основном нормируется освещенность на горизонтальной рабочей поверхности, расположенной на высоте 0.8 м от пола.

Освещенность в нормах задана ступенями, шаг которых соответствует следующей шкале: 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Нормами устанавливается минимальная освещенность рабочей поверхности в зависимости от характера зрительной работы (объекта различения), разбитых на 8 разрядов.

Характер зрительного труда определяется следующими факторами:

- степенью точности зрительной работы, определяемой размером объекта различения (мм). Чем меньше объект различения, тем больше необходима минимальная освещенность;

- характеристикой фона, зависящей от коэффициента отражения поверхности, на которой рассматривается объект различения;

• контрастом объекта различения и фона.

Для объектов, удаленных от глаза на расстояние до 0,5 м, разряд выбирается непосредственно по минимальному размеру объекта различения из таблицы норм освещенности (таблица 1- извлечение из СНиП 23-05-95).

Для работ, при выполнении которых, расстояние от глаз до объекта составляет 0,5—1,0 м, освещенность рекомендуется выбирать на ступень выше, указанных в нормах.

Для объектов, удаленных от глаз более метра, разряд, а, следовательно, и освещенность, выбирается из таблицы в зависимости от отношения минимального размера объекта различения к расстоянию до глаз (см. СНиП 23-05-95).

Кроме того, нормативные уровни освещенности должны быть повышены на одну ступень на местах, где работают подростки (при освещенности от системы общего освещения 300 лк и менее) и люди старше 40 лет.

Следует отметить, что при выполнении работ от наивысшей точности до малой точности (I…V разряды) экономически целесообразно применять систему комбинированного освещения. При этом общее освещение создает световой фон, а местное освещение добавляет до требуемых уровней освещенность на рабочих местах. Для других разрядов (VI – VIII) нормируется только общее освещение.

Необходимость введения зависимости освещенности от контраста объекта различения с фоном и характеристики фона обусловлена тем, что человек реагирует не на освещенность, а на яркость, и, прежде всего на яркость фона. Поэтому первые пять разрядов норм разделены на подразряды.

При освещении помещений без естественного света норма общего освещения в системе комбинированного может быть по­вышена до 20% и должна быть не ниже 200 лк при газо­разрядных лампах и 75 лк — при лампах накаливания.

При использовании ламп накаливания освещенность, выбранную по таблице 1, следует снижать:

а) на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность 750 лк и более;

б) на одну ступень при системе общего освещения для разрядов I...V и VI;

в) на две ступени при системе общего освещения для VI и VIII разрядов.

Таблица 1 — нормируемые значения освещенности

Характеристика зрительной работы	Размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд работы	Контраст объекта различения с фоном	Характеристика фона	Освещенность, лк
						Комбинированное освещение	Общее освещение
Наивысшая Точность	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000 4500	- -
			б	Малый	Средний	4000	1250
				Средний	Темный	3500	1000
			в	Малый	Светлый	2500 2000	750 600
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	1500 1250	400 300
				Большой	Светлый
				Большой	Средний
Очень высокая точность	От 0,15 до 0,3	II	а	Малый	Темный	4000 3500	- -
			б	Малый	Средний	3000	750
				Средний	Темный	2500	600
			в	Малый	Светлый	2000 1500	500 400
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	1000 750	300 200
				Большой	Светлый
				Большой	Средний
Высокая точность	Свыше 0,3 до 0,5	III	а	Малый	Темный	2000 1500	500 400
			б	Малый	Средний	1000	300
				Средний	Темный	750	200
			в	Малый	Светлый	750 600	300 200
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	400	200
				Большой	Светлый
				Большой	Средний
Средняя точность	Свыше 0,5 до 1	IV	а	Малый	Темный	750	300
			б	Малый	Средний	500	200
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	400	200
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	-	200
				Большой	Светлый
				Большой	Средний
Малая точность	Свыше 1 до 5	V	а	Малый	Темный	400	200
			б	Малый	Средний	500	200
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	-	200
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	-	200
				Большой	Светлый
				Большой	Средний

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения; при этом предельные значения освещенности должны приниматься согласно таблице 2.

При применении системы комбинированного освещения слишком малые и очень высокие уровни освещенности от светильников общего освещения нормами допускаются только при наличии обоснований: слишком малые — по гигиеническим соображениям, очень высокие — по экономическим.

Таблица 2 — пределы изменения общего освещения

Вид источника света	Освещенность (лк) от светильников общего освещения в системе комбинированного освещения
	Наименьшая	Наибольшая
Газоразрядные	200	500
Накаливания	75	150

Предусматривать одну систему общего освещения для выполнения работ, относящихся к разрядам I...III, IV (а, б, в), Vа допускается только при технической невозможности или экономической нецелесообразности применения системы комбинированного освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения.

Освещенности, нормируемые в системе комбинированного освещения при распределении для общего и местного освещения, различных источников света рекомендуется принимать по таблице 3.

Постоянство величины освещенности рабочего места зависит от стабильности напряжения в питающей сети. Каждый процент снижения напряжения в сети вызывает понижение освещенности на 3...5 %, поэтому в электрических сетях, особенно питающих местное освещение (при напряжении 12...42 В) и создающих большую часть величины освещенности, колебания напряжения допускается не более чем на 10 %.

1.4. Подбор светильников местного освещения

Так как в системе комбинированного освещения местное освещение играет основную роль в создании нормативной освещенности (порядка 90 %), то правильный подбор светильника имеет существенное значение.

Задачей подбора светильника местного освещения является выбор типа светильника и подбор источника света соответствующей мощности, для обеспечения необходимой освещенности.

Важной функцией осветительной арматуры светильника является защита глаз работающих от чрезмерно больших яркостей источников света. Степень этой защиты определяется защитным углом светильника. Защитный угол — угол, между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность разрядной лампы) с краем отражателя. Глаз, при взгляде на светильник, должен находиться в его пределах, т.е. человек, глядя на светильник, не должен видеть источник света. Минимальное значение защитного угла — 30⁰ (При работе с компьютерами – 40⁰).

Из справочной литературы выбирают тип светильника в зависимости от требований к светораспределению, величине защитного угла, условиям установки, степени защиты от воздействия окружающей среды.

В ряде случаев тип светильника и место установки могут быть предусмотрены уже на стадии проектирования оборудования.

Таблица 3 — рекомендуемые освещенности в системе комбинированного освещения

Разряд и под- разряд зрит. работы		Освещенность в системе комбинированного освещения, лк
		При газоразрядной лампе в светильнике общего освещения и накаливания в светильнике местного освещения.			При лампах накаливания в светильниках общего и местного освещения.
		Всего	В том числе		Всего	В том числе
			от общего	от местного		от общего	от местного
I	а	5000	500	4500	4500	150	4350
	б	4000	400	3600	3500	150	3350
	в	2500	300	2200	2000	150	1850
	г	1500	200	1300	1250	100	1150
II	а	4000	400	3600	3500	150	3350
	б	3000	300	2700	2500	150	2350
	в	2000	200	1800	1500	150	1350
	г	1000	200	800	750	100	650
III	а	2000	200	1800	1500	150	1350
	б	1000	200	800	750	75	675
	в	750	200	550	600	75	525
	г	400	200	200	400	75	325
IV	а	750	200	550	600	75	525
	б	500	200	300	400	75	325
	в	400	200	200	300	75	225

После выбора типа светильника, из справочной литературы находят условные кривые равной горизонтальной освещенности — изолюксы, для выбранного типа светильника. На рисунке 1 приведен пример пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности для наиболее распространенных и применяемых на большинстве металлорежущих станках светильников местного освещения.

Используя графики условных изолюкс по известным значениям h —высоте подвеса светильника над рабочей поверхностью и d —размеру рабочей зоны (расстояние от центра горизонтальной проекции светильника до границы рабочей зоны) определяют условную горизонтальную освещенность (e) в заданной точке.

По значениям нормируемой освещенности местного освещения (E) и найденной условной освещенности (e), задавшись коэффициентом запаса к = 1,3...1,7 (учитывается снижение освещенности в процессе эксплуатации за счет загрязнения светильника, старения ламп и т.п.) рассчитывается потребный световой поток лампы F.

Рисунок 1 — пространственные изолюксы условной освещенности.

(1)

По рассчитанному значению светового потока и напряжению подбирается мощность лампы (Таблица 10) с ближайшим стандартным световым потоком (в пределах 0,9F  F  1,2F).

1.5. Контроль освещения

Принципы контроля промышленного освещения отражены в «Методических указаниях по проведению предупредительного и текущего надзора за искусственным освещением на промышленных предприятиях» и других нормативных документах. [2,3,4]

Контроль промышленного освещения проводится как при проектировании — в порядке предупредительного надзора, так и в период эксплуатации — в порядке текущего надзора.

Второй — измерение освещенности проводится с целью контроля состояния освещения на предприятии в данный момент. В соответствии с нормативными требованиями, в производственных помещениях, в зависимости от характера производства (наличие пыли, дыма, паров) измерение производится не реже одного раза в год. Такая проверка проводится в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп. Измерение освещенности может также производиться без предварительной подготовки осветительной установки, что должно быть зафиксировано при оформлении результатов измерения.

Фактическая освещенность должна быть больше или равна нормируемой освещенности, умноженной на коэффициент запаса, учитывающего загрязненность источников света и их старение. При несоблюдении этого условия осветительная установка не пригодна для дальнейшей эксплуатации, и ее следует реконструировать или капитально отремонтировать.

Освещенность измеряется в заранее выбранных контрольных точках непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне расположения объекта различения); в административно — конторских помещениях освещенность измеряется на рабочих столах. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может быть в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В производствах, в которых работа может выполняться в любой точке помещения либо конкретных рабочих мест нет вообще, освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола, но не ближе 1 м от стен. Количество контрольных точек должно быть не менее 5.

При комбинированном освещении помещения вначале измеряется освещенность от светильников общего освещения, затем освещенность при одновременном включенных светильниках общего и местного освещения. Основное условие – человек не должен создавать тень в измеряемой точке.

Величина нормируемой освещенности на одном рабочем месте может быть различной, что следует учитывать при проведении измерений. Например, при работе на компьютере: освещенность в горизонтальной плоскости стола, документа, клавиатуры – 300-500 лк; освещенность экрана (в плоскости экрана) – 200-300 лк.

Результаты замера освещенности заносятся в журнал эксплуатации осветительной установки, санитарный паспорт помещения (при его наличии) и учитывается при определении класса условий труда..

1.6. Приборы контроля

Измерение освещенности производится специальными приборами, показывающими освещенность непосредственно в люксах (лк) и называемых люксметрами. Наибольшее распространение получили автономные объективные переносные люксметры Ю‑116 и Ю‑117.

В комплект приборов входит селеновый фотоэлемент, фильтры-насадки, расширяющие рабочий диапазон прибора и чувствительный электроизмерительный прибор - гальванометр (см. рисунок 2).

Селеновый фотоэлемент — полупроводниковый элемент с запирающим слоем. Под действием света, падающего на фотоэлемент, в нем возникает электрический ток, пропорциональный величине светового потока, величина которого измеряется гальванометром, шкала которого проградуирована в люксах.

Основной диапазон измерения прибора Ю‑116 (используемого в данной работе) одним фотоэлементом с молочной полусферой К составляет от 0 до 100 лк, который разбит на 2 рабочие шкалы - поддиапазоны: 0…30 лк – нижняя шкала (при нажатой левой кнопке 3) и 0…100 лк – верхняя шкала (при нажатой правой кнопке 4). Диапазоны от 0…5 и 0…17 являются ориентировочными, т.к. дают большую погрешность.

Для расширения диапазона измерения освещенности (свыше 100 лк) в люксметре Ю-116 применяют три насадки (нейтральные светофильтры), имеющие обозначения М, Р и Т. Насадку устанавливают на светочувствительную поверхность фотоэлемента 2, что позволяет увеличить величину измеряемой освещенности от источника соответственно, в 10 (М), 100 (Р) и 1000 (Т) раз. Сверху насадку закрепляют прижимным кольцом с молочной полусферой К. Одновременно полусфера К служит для уменьшения косинусной погрешности, связанной с различными углами падения света на фотоэлемент, что позволяет измерять освещенность от источника, расположенного произвольно (под любым углом) относительно фотоэлемента люксметра. Отдельно насадки М,  Р и Т без полусферы К не применяются.

Рисунок 2. Общий вид люксметра Ю‑116.

1 —люксметр—гальванометр. 2 —фотоэлемент.

3 и 4 – переключатели диапазонов

Следовательно, общий диапазон измеряемой освещенности люксметром Ю-116 с учетом насадок составляет от 5 до 100 000 лк.

В данной лабораторной работе на фотоэлемент установлены насадки К + М. В этом случае, при нажатых кнопках 3 или 4, все показания, снятые со шкал, увеличивают в 10 раз.

Следует отметить, что фотоэлемент люксметра предназначен для измерения освещенности естественной и от ламп накаливания. При измерении освещенности от газоразрядных ламп, имеющих иной, чем у ламп накаливания спектральный состав, необходимо полученные показания умножать на поправочный коэффициент, зависящий от типа источника света. Для люксметра Ю-116 они равны:

лампа накаливания ........ 1,0

ЛДЦ.....................…….. .0,95 

Л Д …………………........ 0,99 

Л Б .....................................1,17 

ЛХБ……………………….1,15

ДРЛ……………………….1,09

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ

Включение стенда может быть произведено лишь после изучения методического указания к лабораторной работе, ознакомления с установкой, измерительным прибором и порядком выполнения работы.

Лабораторная работа выполняется бригадой. Посторонних лиц, не имеющих отношения к выполнению работы, не должно быть.

При обнаружении любой неисправности лабораторной установки (ощущение электрического тока на металлических частях, запах горелой изоляции, не включается какой — либо светильник, не работает измерительный прибор) необходимо немедленно выключить на пульте светильники, выйти из кабины, где выполняется работа, и сообщить преподавателю, ведущему занятия обо всех замеченных недостатках. Дальнейшие действия выполняются только по указанию преподавателя.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа по оценке искусственного освещения выполняется в кабине, отделенной от остальной части учебной аудитории светонепроницаемым материалом. В кабине установлены: рабочие столы; 7 светильников общего освещения (5 светильников с лампами накаливания и 2 светильника с люминесцентными лампами), пульт переключения светильников общего освещения; светильник местного освещения, закрепленный на подвижной консоли; выключатель напряжения и переключатель для изменения напряжения, подаваемого на светильник местного освещения; измерительный прибор (люксметр Ю‑116).

Высота подвеса светильников общего освещения над рабочей поверхностью равна:

1,85 м – для светильников с лампами накаливания;

2,20 м – для светильников с газоразрядными лампами.

В качестве светильника местного освещения используется светильник типа «Альфа». Высоту подвеса светильника местного освещения над поверхностью стола можно изменять ступенчато от 25 до 55 см через 5 см, переставляя вилку в отверстиях направляющих (закреплены на стене). В светильнике установлена лампа накаливания - МО 36—40.

На рабочем столе под светильником местного освещения закреплена шкала с оцифровкой через 1 см.

Технические характеристики источников света приведены в таблице, закрепленной на рабочем столе.

3.2. Определение характеристик общего освещения

1. Подготовить таблицу замеров и результатов расчета для источников общего освещения по форме (таблица 4). В эту таблицу записать напряжение сети и мощность источников света. Необходимо иметь в виду, что светильники 6 и 7 имеют по две лампы.

2. Включить на пульте светильник 1 (все остальные – выключить).

3. Установить фотоэлемент прибора на столе непосредственно под светильником.

4. Нажатием клавиши 3 люксметра установить диапазон измерения, соответствующий величине измеряемой освещенности.

5. Определить освещенность и результат записать в таблицу 4.

Таблица 4 - освещенность и светоотдача от светильников общего освещения

Определяемая величина	Включаемый светильник
	1	2	3	4	5	6	7
	Напряжение (В) и мощность лампы (Вт)
	U=	U=	U=	U=	U=	U=	U=
	Р=	Р=	Р=	Р=	Р=	Р=	Р=
Освещенность, лк
Светоотдача, лм/Вт

6. Поочередно включая и выключая все светильники общего освещения (2…7) и устанавливая под каждым из них фотоэлемент, определить освещенность на рабочих столах. Результаты занести в таблицу 4.

7. Рассчитать светоотдачу (СО) светильников по формуле (2),  результаты занести в таблицу 4.

 

(2)

где: 3,1 — пересчетный коэффициент; Е — замеренная освещенность, лк; h — высота подвеса светильника над столом, м; Р — мощность источника света, Вт.

3.3. Определение характеристик местного освещения

Номер варианта, по которому выбираются требуемые значения для всех последующих замеров и расчетов, соответствует порядковому номеру проводимого занятия.

1. Из таблицы 5 выбрать необходимые величины освещенности (Е1, Е2, Е3), которые будут использоваться при замерах.

Таблица 5 — задаваемая величина освещенности

Освещен- ность, лк	Номер занятия
	1	2	3	4	5	6	7
E 1	100	120	140	160	180	200	150
E 2	200	220	240	260	280	300	200
E 3	300	310	320	330	340	350	250

2. Подготовить таблицу замеров по форме таблицы 6 и вписать в нее заданные величины освещенности.

3. Выключателем, расположенном на столе, подать напряжение от сети на понижающий трансформатор источника местного освещения.

4. Переключатель напряжения местного освещения поставить на величину 36 В. 

Таблица 6 — распределение освещенности по поверхности стола

Освещенность, лк	Расстояние от центра стола до точки замера(d) при заданных высотах подвеса светильника (h), см
	50	45	40	35	30
Е1 =
Е2 =
Е3 =

5. Перемещая светильник местного освещения по направляющим на стене установить высоту его подвеса на отметке h = 50 см и зафиксировать с помощью вилки в отверстиях направляющих, а источник света установить над отметкой «0» шкалы-линейки на поверхности стола.

6. Нажатием клавиш люксметра 3 или 4 выбрать диапазон измерения, соответствующий величине заданной освещенности.

7. Включить лампу выключателем, находящимся непосредственно на корпусе местного светильника.

8. Выключить все светильники общего освещения.

9. Перемещая фотоэлемент по шкале-линейке вправо от «0» найти точки (d) с освещенностями Е1, Е2, Е3. Расстояния d, на которых получены заданные освещенности, записать в таблицу 6.

10. Уменьшая высоту подвеса светильника h последовательно через 5  см, провести аналогичные измерения с записью результатов в таблицу.

11. Используя полученные данные построить графики изолюкс по осям h и d, подобно показанным на рисунке 1.

3.4. Оценка влияния напряжения сети на освещенность

1. Из таблицы 7,  в соответствии с номером занятия, выбрать величины напряжений, для которых будет выполняться работа.

Таблица 7 — задаваемые напряжения сети светильника местного освещения

Параметр	Номер занятия
	1	2	3	4	5	6	7
U 1, В	36	36	36	36	36	36	36
U 2, В	38	39	41	39	38	39	41
U 3, В	31	33	34	31	33	34	31

2. Подготовить таблицу замеров (таблица 8) и занести в нее выбранные напряжения.

Таблица 8 — освещенность при изменении напряжения сети

Параметры	Освещенность (Е) при заданных напряжениях (U)
Напряжение, В	U1 =	U2 =	U3 =
Освещенность, лк	E1=	E2=	E3=

3. Переключателем на столе установить напряжение U1.

4. Установить светильник местного освещения на высоту 50 см, а источник света над отметкой «0» шкалы-линейки на поверхности стола. Светильники общего освещения должны быть выключены.

5. Определить люксметром освещенность в отметке «0» шкалы, результат записать в таблицу 8.

6. Пункты 3...5 повторить последовательно для напряжений U2 и U3.

3.5. Выбор источника местного освещения

1. По таблице 9,  в соответствии с порядковым номером занятия, определить требуемые размер освещаемой зоны (d), высоту подвеса светильника (h) и номер светильника общего освещения (№ свет.).

Таблица 9 — характеристики задаваемой зоны освещения

Параметр	Номер занятия
	1	2	3	4	5	6	7
d, см	10	15	20	25	30	15	20
h, см	35	40	45	50	30	35	40
№ свет.	7	3	1	6	2	5	4

2. На построенные в соответствии с таблицей 6 графики изолюкс, нанести точку с заданными координатами (d, h). Определить освещенность Е от светильника местного освещения в этой точке. Если заданная точка не попадает на кривую, определить освещенность методом интерполяции.

3. Найти величину комбинированной освещенности путем суммирования полученного значения из графика и освещенности от светильника общего освещения, взятого из таблицы 4. в соответствии с заданным вариантом .

4. Из таблицы 1 определить ближайшую нормируемую освещенность при комбинированном освещении и характеристики работ, выполнение которых возможно при полученной освещенности (выбрать разряд работ, величину объекта различения, фон, контраст объекта с фоном ).

5. Рассчитать процентное соотношение общего освещения в системе комбинированного и сравнить со значениями, указанными в таблицах 2 и 3.

Если освещенность от общего освещения составляет меньше или значительно больше 10 % комбинированной освещенности, произвести выбор новых источников общего и местного освещения, отвечающих нормативным требованиям.

6. Общее освещение выбрать по результатам замеров из таблицы 4.

7.  Из графика условных изолюкс (рисунок 1), в соответствии с координата-ми заданной точки d и h (таблица 9), определить условную освещенность (е). 

8. По формуле (1) рассчитать световой поток лампы.

9. По полученному световому потоку из таблицы 10 выбрать необходимый (в пределах 0,9F  F  1,2F) для получения нормируемой освещенности и тип лампы для светильника местного освещения.

Таблица 10 — характеристики ламп местного освещения

Тип лампы	Мощность, Вт	Напряжение, В	Свет. поток, лм
МО 36 — 40	40	36	500
МО 36 — 60	60	36	800
МО 36 — 100	100	36	1550
Лампы с диффузным отражателем
МОД 36 — 40	40	36	400
МОД 36 — 60	60	36	720
МОД 36— 100	100	36	1380
Лампы с зеркальным отражателем
МОЗ 36 — 40	40	36	350
МОЗ 36 — 60	60	36	650
МОЗ 36— 100	100	36	1200

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Состав бригады, шифр группы, номер занятия.

2. Наименование работы.

3. Цель работы.

4. Характеристики оборудования и приборов.

5. Таблицы замеров и результаты их обработки.

6. В выводах по общему освещению .

Построить график зависимости для ламп накаливания: Е =  (Р). Сделать вывод о характере изменения освещенности в за­висимости от мощности ламп при одинаковом напряжении сети и одном типе светильников.

Объяснить изменения освещенности при напряжениях 127 В и 220 В для источников света одинаковой мощности и одном типе светильников. Определить величину освещенности, приходящуюся на 1% изменения напряжения.

Охарактеризовать изменения освещенности и светоотдачи в зависимости от вида источника света.

7. В выводах по местному освещению .

Сделать вывод о характере изменения освещенности в за­висимости от h и d по построенным графикам изолюкс.

Построить зависимость Е = f (U) при неизменной высоте подвеса светильника. Сделать вывод о характере изменения освещенности в за­висимости от напряжения. Определить величину освещенности, приходящуюся на 1% изменения напряжения.

8. Показать соответствие системы комбинированного освещения в выполненном варианте работы нормам СНиП 23‑05‑95 (таблица 1). При несоответствии произвести расчет и выбор нового источника света для местного светильника. Указать в отчете новые значения общей и местной освещенности, а также новые координаты установки светильника местного освещения.

Вопросы для самопроверки.

1. Влияние освещения на человека.

2. Основные светотехнические единицы и понятия.

3. Виды систем искусственного освещения.

4. Нормирование искусственного освещения.

5. Что такое условная освещенность и ее назначение.

6. Принцип измерения освещенности.

7. Влияние напряжения на освещенность.

8. Влияние типа источника света на освещенность.

9. Принцип подбора лампы для местного освещения.

10. Контроль освещения.

5. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

1. СНиП 23‑05‑95. Естественное и искусственное освещение. /Минстрой России, - М.: ГП ЦПП, 1995. 35 с. 

2. ГОСТ 24940-96 . Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения освещенности.

3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Раздел 6. Электрическое освещение. Утв. 06.10.99г.

4. МУ 2.2.4.706-981/МУ ОТ РМ 01-98. Оценка освещения рабочих мест. Методические указания.

5. Оболенцев Ю.Б., Гиндив Э.Д. Электрическое освещение общепромышленных помещений. – М.: Энергоатомиздат, 1990. 112 с.

6. Пособие по расчету и проектированию естественного, искусственного и совмещенного освещения (к СНиП 11-4-79) НИИСФ. - М.: Стройиздат, 1985. 384 с. 

7. Фаермарк М.А., Семенова Н.В. Местное освещение. - М.: Энергоатомиздат, 1985. 88 с. 

21