Искусственное освещение

Искусственное освещение проектируется двух систем: общее (равномерное или локализованное) и комбинированное (к общему освещению добавляется местное). Рекомендуемые области применения систем освещения с учетом технико-экономических показателей даны в приложении 2. Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составить не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения.

Наиболее сложным вопросом, возникающим при выборе уровня освещенности, является определение контраста объекта с фоном К, а также размеры объекта различения.

Контраст определяется относительной разностью коэффициентов отражения объекта и фона:

(4)

где - коэффициент отражения объекта;

- коэффициент отражения фона.

Контраст объекта наблюдения с фоном принято считать: малым при К < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости); средним при 0,2 К0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); большим при К > 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости).

Коэффициент отражения определяется отношением светового потока отраженного от освещаемой поверхности Fотр., к световому потоку, падающему на эту поверхностьFпад.

(5)

Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зрительно обнаруживается и опознается, классифицируется по коэффициенту их отражения на три группы: темные (), средние () и светлые ().

Коэффициенты отражения для различных поверхностей даны в Приложении 11. Излучение современных газоразрядных источников света пульсирует с удвоенной частотой переменного тока, питающего осветительную установку.

Это неприятное для глаз явление возникает вследствие того, что световой поток газоразрядных ламп уменьшается в каждый полупериод одновременно с изменением силы тока до нуля. Хотя нанесенный на стенку трубки люминофор обладает некоторым инерционным полусвечением, однако это полусвечение настолько незначительно, что оно не может существенно снизить эффект периодических колебаний светового потока газоразрядных ламп. В особенности резко проявляется стробоскопический эффект, при наличии в поле зрения движущихся или вращающихся объектов, которые в зависимости от скорости их вращения, кажутся вращающимися в противоположном направлении или создается иллюзия остановки вращающихся частей машин.

С целью устранения стробоскопического эффекта или, во всяком случае, доведение его до минимума наиболее удачным является включение ламп в разные фазы трехфазного переменного тока, или применение двухламповой схемы, где одна лампа включается последовательно с индуктивным сопротивлением, а другая – последовательно с индуктивным и емкостным сопротивлением. При таком включении, когда световой поток одной лампы достигает нуля, световой поток другой лампы достигает максимума, вследствие чего при одновременном действии двух и более ламп величина пульсации уменьшается.

Методика проведения работы. Используемые приборы и оборудование

1. Количественная сторона освещения проще всего может быть оценена величиной освещенности, т.е. плотностью светового потока, падающего на рабочее место.

(6)

- световой поток, лм;

- площадь рабочей поверхности, м².

Для определения плоскостной освещенности получил широкое распространение цифровой фотометр (люксметр-яркомер) типа ТКА-04/3 (Рис. 2), выпуск 2001 г.

Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков: фотометрической головки и блока обработки сигналов, связанных между собой многожильным кабелем. В фотометрической головке расположены фотоприемные устройства для регистрации излучения. На измерительном блоке расположен переключатель режимов работы и жидкокристаллический индикатор. На задней стенке фотометрической головки расположен батарейный отсек.

Рис. 2. Внешний вид прибора.

Порядок работы с прибором

Перед началом измерений следует убедиться в работоспособности элемента питания. Если при любом из выбранных режимов измерений в поле индикатора появится символ, индицирующий разряд батареи, то необходимо произвести замену элемента питания.

Включение прибора и выбор режима измерения производится путем установки переключателя в соответствующее положение. Появление на жидкокристаллическом индикаторе символа «1…» информирует о превышении величины измеряемого параметра установленного диапазона.

При измерении яркости более 2000 кд/м²и освещенности более 2000 лк следует перевести переключатель в положение «x10», при этом показания прибора необходимо умножить на 10.

Перед измерением малых величин (менее 100 единиц младшего разряда) следует определить темновую ошибку прибора при закрытом входном окне, которую затем необходимо вычитать из измеренной величины.

Измерение освещенности (режим люксметра)

Расположить фотометрическую головку прибора параллельно плоскости измеряемого объекта. При этом на окно фотоприемников не должна падать тень от оператора, производящего измерение, а также тень от находящихся посторонних предметов.

Затем включить прибор в режим работы «Освещенность» и считать с цифрового индикатора измеренную величину освещенности.

Измерение яркости (режим «Яркомера»)

При измерении яркости протяженного объекта расположить фотометрическую головку прибора параллельно измеряемой плоскости на расстоянии 1-4 мм от нее. Входное окно фотоприемников должно быть обращено по направлению к измеряемой поверхности.

При измерении яркости экранов видеодисплеев терминалов следует располагать фотометрическую головку прибора параллельно плоскости экрана на расстоянии 1-4 мм от него. Входные окна фотоприемников должны быть обращены по направлению к плоскости экрана.

Диаметр измеряемой площадки не должен превышать 7-9 мм. Включить прибор на режим работы «Яркость» и считать с цифрового индикатора измеренную величину яркости.

2. Исследование коэффициента естественной освещенности производится при соблюдении следующих условий: измерение освещенности внутри и снаружи помещения должно осуществляться одновременно. От исследования КЕО в помещениях, залитых солнечным светом, следует воздержаться и ожидать момента, когда солнце будет затенено белыми облаками; при безоблачном небе прямые солнечные лучи экранизируются небольшими экранами.

В помещении, для которого определяется КЕО, выбирается базовая точка, хорошо освещенная естественным светом, с которой свободно обозревается все помещение; фотоэлемент укладывается на горизонтальную подставку на высоте 0, 8 м от пола; показания этого люксметра записывает один из наблюдателей. Другой наблюдатель располагает фотоэлемент второго люксметра на отрытом месте, вне помещения. По сигналу третьего лица, хорошо видимого обоим наблюдателям (или, что хуже, по сверенным часам) наблюдатели делают свои отсчеты по люксметру; число повторенных отсчетов для определения КЕО должно быть не менее 10. Значение к.е.о. базовой точки определяется по формуле:

(7)

где Е_ВНи Е_нар– суммарные результаты по числу отсчетов соответственно в базовой точке помещения и на отрытом месте, лк.

Для определения КЕО в любой другой точке помещения один из наблюдателей остается в базовой точке (для которой уже известен КЕО), а второй устанавливает фотоэлемент в точке, где необходимо измерить КЕО. Оба наблюдателя делают одновременно (по сигналу одного из них) замеры освещенности на горизонтальной плоскости, расположенной на высоте 0,8 м от пола. Тогда КЕО новой точки определится по формуле:

(8)

где Е_i, Е_ВН– соответственно освещенность в исследуемой и базовой точках помещения, лк.

Для определения коэффициента пульсации и наблюдения стробоскопического эффекта используется лабораторная установка.

Характеристикой источника света с точки зрения пульсации их светового потока является коэффициент К_П.И.

Значения коэффициента пульсации светового потока газоразрядных источников света при различных способах включения ламп в трехфазную сеть приведены в табл. 3.

Наиболее просто определяется коэффициент пульсации К_Ппо таблицам, предложенным Ю.И. Свиридовым, позволяющие найти К_П,когда известно соотношение освещенностей, создаваемых лампами различных фаз под одним из светильников крайнего ряда (Табл. 4).

Таблица 3

Источник света	Способ включения
	одна фаза	две фазы	три фазы
ЛБ и ЛТБ	25	10	3
ЛДЦ	40	17	3,5
ЛХБ	35	15	3,1
ЛД	55	23	5

Таблица 4

Освещенность ламп третьей фазы	Освещенность от ламп второй фазы
	100	90	80	70	60	50	40	30	20	10
0	42,3	45,0	48,0	51,2	54,5	59,9	64,9	71,5	79,3	88,5
10	37,4	39,4	41,8	44,9	47,8	552,3	56,9	62,6	69,0	77,4
20	32,3	34,4	36,8	39,4	41,5	45,2	49,5	54,8	60,8
30	27,8	30,0	32,3	34,8	36,9	40,2	44,2	48,9
40	23,4	25,9	27,9	30,2	32,6	35,4	39,2
50	19,8	22,2	24,2	26,3	28,5	31,4
60	17,2	19,2	27,2	23,4	25,7
70	14,8	16,6	18,4	20,9
80	12,4	14,2	16,3
90	10,4	12,3
100	8,9

В указанной точке определяется отдельно освещенность, создаваемая светильниками каждой фазы. Наибольшее значение принимается за 100%, остальные два выражаются в долях этой величины. Для люминесцентных ламп найденное по табл. 4 значение умножается на К_П.И.(Табл. 3) для данного типа ламп.

Значение коэффициента пульсации в установках с люминесцентными лампами при условном значении К_П.И.=100% (освещенности указаны в % по отношению к фазе, лампы которой создают наибольшую освещенность).

Если К_Ппревышает нормированные значения, то он может быть снижен увеличением числа фаз в линии, уменьшением расстояния между светильниками, присоединенными к различным фазам.

Учитывая существенное влияние глубины пульсации освещенности рабочих мест на зрительное утомление и производительность труда, нормами искусственного освещения регламентируется максимально допустимые значения коэффициента пульсации светового потока на рабочей поверхности (Табл. 5).

Таблица 5

Система освещения	Разряд работы по нормам
	I и II	III	IV, V, VI, VII, VIIIa, IXa
Система общего освещения	10	15	20
Система комбинированного освещения: а) общее б) местное	20 10	20 15	20 20