методички для студентов / методичка по освещению

УДК 628.9 (075.5)

Исследование характеристик освещения и источников света: Методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей АлтГТУ дневной, вечерней и заочной форм обучения. Стуров Д.С., (Алт. гос. тех. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010 - 34 с.).

В работе изложены теоретические основы производственного освещения, описано устройство и работа оригинального стенда, разработанного группой авторов под руководством профессора Стурова Д.С., описана методика проведения и оформления результатов исследования. Предложены перечень контрольных вопросов для самопроверки, приведен список литературы по данному вопросу.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Протокол № __ от _________ г.

2

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

1.1.Ознакомиться с теоретическими основами производственного освещения;

1.2.Изучить методику исследования характеристик освещенности и источников света.

2.ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

2.1.Ознакомиться, т.е. внимательно прочесть и уяснить методические указания;

2.2.Выбрать самостоятельно или с помощью преподавателя вариант задания и выполнить его в полном объеме;

2.3.Оформить индивидуальный отчет;

2.4.Ответить на контрольные вопросы и защитить отчет у преподавателя.

3.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

3.1. Классификация (виды) производственного освещения

При освещении производственных помещений используют (рис.1):

естественное освещение, создаваемое прямым или рассеянным светом солнца;

искусственное, осуществляемое электрическими лампами накаливания или газоразрядными лампами;

совмещенное, когда в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным освещением, т.е. днем включено и с- кусственное освещение.

Впроизводственных условиях совмещенное освещение устраивается, как правило, в крупных блоках цехов с общей крышей и с окнами только в наружных стенах всего здания

(рис.2), а так же в помещениях со зрительной работой I … III разрядов.

Рисунок 1 – Виды производственного освещения

3

Численные значения вышеуказанных коэффициентов некоторых материалов указаны в таблице 1.

З. Коэффициент естественной освещенности КЕО – есть отношение освещенности внутри помещения Евн к освещенности уличной Еул :

КЕО е Евн 100 , %

Еул

Естественное освещение, из-за его непостоянства во времени оценивается только величиной коэффициента КЕО .

К качественным характеристикам относятся:

А. Фон – это поверхность, прилегающая к объекту различения. Например, чертеж на белой бумаге. Линии чертежа – это объект различения. Белая бумага, на которой расположен чертеж с линиями, обозначениями и др. – это фон.

В зависимости от величины коэффициента отражения фоновых поверхностей фон

считается:

- светлым при 0,4 ; - средним при 0,2 0,4 ; - темным при 0,2 .

Б. Контраст объекта различения с фоном K :

K Lo Lф Lф

где Lo , Lф – яркость объекта и фона.

В зависимости от величины K контраст считается:

- большим при K 0,5 (объект и фон резко различаются по яркости);

- средним при K 0,2 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

- малым при K 0,2 (объект и фон мало или почти неразличимы по яркости). Соотношения характеристик фона и контраста ( и K ) на практике в значительной

мере определяют зрительные условия труда.

В. Спектральный состав света

Спектр естественного света гораздо шире и богаче спектра искусственного света. Благодаря этому жизнедеятельность человека протекает наиболее благоприятно в условиях естественного освещения.

6

Г. Блесткость или ослепленность – это наличие ярких источников света в поле зрения, оказывающее неблагоприятное ощущение и раздражающие человека.

В ряде случаев на практике, вместо понятия блескости, пользуются показателем ослепленности P , выражающийся формулой:

Р (V1 1) 1000

V2

где - V1 ,V2 видимость объекта различения соответственно при экранизировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект; V зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности наблюдения и др.

Д. Пульсация освещенности, выражаемая коэффициентом пульсации Кп :

Кп 100 (Fmax Fmin ) 2Fср

где Fmax , Fmin , Fср - соответственно максимальный, минимальный и средний световой

поток в единицу времени. Пульсация освещенности характерна для газоразрядных ламп, питаемых переменным током.

Е. Цилиндрическая освещенность Ец - это средняя освещенность боковой поверхно-

сти вертикального цилиндра, размеры которого стремятся к нулю. Определяется делением вертикальной освещенности в плоскости, перпендикулярной к поверхности светового луча, на .

Ж. Показатель дискомфорта М - это характеристика качества освещения, определяющая степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении.

3.3. Источники света и их характеристики 3.3.1. Источники искусственного света

В качестве источников искусственного света используют электролампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы.

При сравнении источников света друг с другом и при их выборе пользуются следующими характеристиками:

- Электрическими - номинальное напряжение U н (В) и мощность Pн (Вт);

T (тыс. час).

- Конструктивными - форма колбы, наличие и состав газа в колбе лампы, давление газа

и др.

Сравнительные данные ламп представлены в таблице 2.

7

Из данных таблицы видно, что газоразрядные лампы имеют значительно большие сроки службы и световую отдачу по сравнению с лампами накаливания.

В настоящее время идет процесс совершенствования газоразрядных ламп, как наиболее экономичных и энергосберегающих. Однако, в осветительных установках используются многочисленные типы и ламп накаливания и газоразрядных (люминесцентных) ламп.

Типы ламп накаливания (наиболее распространенные):

НВ - вакуумные; НБ - биспиральные (двойная спираль);

НГ - газонаполненные; НГБ - газонаполненные биспиральные;

НБК - биспиральные с криптоновым наполнителем; НКГ - кварцевые галогенные.

Н - означает лампа накаливания.

Наиболее распространенные типы газоразрядных ламп:

ЛХБ - холодно - белого света; ЛD - дневного света;

ЛТБ - тепло - белого света; ЛБ - белого света;

ДРЛ - дуговые ртутные люминесцентные.

Л - означает лампа люминесцентная.

Применение того или иного типа ламп диктуется специфическими условиями зрительной работы и внешними условиями.

Например, при зрительных работах, требующих различения цветовых оттенков объекта (оценка разноцветных тканей) лучше использовать люминесцентные лампы типов ЛХБ, ЛБ, ЛД и лампы накаливания типа НКГ.

8

3.3.2. Естественное освещение

Естественное освещение, создаваемое прямым или рассеянным светом солнца, характеризуется тем, что получаемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах и не зависит от желаний человека. Эти изменения обуславливаются: временем суток (ночь, рассвет, полдень, закат); сезонностью (зима, весна, лето, осень); метеорологическими факторами (ясная погода, дождь, снег, туман, облачность и др.); отражающими свойствами земной поверхности (снежный покров, черная земля, водная гладь, желтые пески и т.д.) и др.

Непрерывная изменчивость и "текучесть" естественного освещения связана с вечным вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также с изменениями погоды и климата на планете.

Естественный свет в помещения проникает только через световые проемы в стенах и фонарях зданий и количественно находится в прямой зависимости от уличной освещенности

толщина и качество остекления, затенения противостоящими зданиями и зелеными насаждениями, ориентация окон по сторонам горизонта и др.

не зависит от времени суток, времени года, метеофакторов. Характер распределения внутри помещения представлен на рис. 4.

Рисунок 4 – Распределение по поперечному разрезу помещений:

а - одностороннее боковое освещение; б - двухстороннее боковое освещение; в - верхнее освещение; г - комбинированное освещение;

1 - уровень рабочей плоскости.

3.4. Нормирование освещенности

В настоящее время действуют нормы освещенности, изложенные в СНиП 23-05-95, которые распространяются на естественное и искусственное освещение производственных помещений, общественных и жилых зданий, улиц, дорог и площадей, населенных пунктов.

Нормы освещенности построены на основе анализа напряженности зрительных работ, выполняемых в различных областях жизнедеятельности человека. Установлено, что степень напряженности зрительного труда может быть оценена зрительной сосредоточенностью наблюдения наименьших размеров объекта величиной мм.

9

Объектами различения могут быть самые разнообразные предметы: риски, трещины, микрораковины на поверхности деталей, обозначения, символы, графика, осевые и выносные линии чертежа, разноцветные тона тканей и т.д.

Доказано, что чем дольше рассматриваются и чем меньше элементы различения, тем их освещенность должна быть выше. И наоборот, чем крупнее элементы различения и непродолжительное поверхностное их наблюдение, тем освещенность может быть меньше без ущерба для зрения.

Исходя из этого в нормах табл. 3 предусмотрено восемь разрядов зрительных работ.

Каждому разряду соответствует свой диапазон наименьших величин предмета различения . Например, для первого разряда мм - это зрительные работы наивысшей точности (отыскание мельчайших дефектов на поверхности деталей, типа микротрещин, раковин и др.; сборка высокоточных миниатюрных приборов; изготовление микросхем, чертежей; хирургия глаза, внутренних органов; набор сложной программы на компьютере и др.).

В нормах на искусственное освещение (, лк) учитывается:

а - разряд зрительных работ; б - разновидность устройства систем освещения (общее или комбинированное);

в - характеристики фона и контраста (см. п. 3.2.), сочетания которых по условиям видимости образуют в каждом разряде по 4 подразряда (а, б, в, г).

Например, сочетание темного фона и малого контраста (черная стрелка на темном циферблате прибора) образуют подразряды "а". Условия видимости, при таком сочетании характеристик фона и контраста, неблагоприятны для различения глазом показаний прибора. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "а" заложена наибольшая, по сравнению с другими подразрядами.

Сочетание же светлых фонов и больших контрастов образуют подразряды "г". Условия видимости при таких фонах и контрастах самые благоприятные для зрения (черные буквы на белой бумаге) так как объекты (черные буквы) очень ярко выделяются на белом фоне. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "г" меньше, чем в остальных подразрядах.

Благодаря такой дифференциации норм искусственного освещения видимость объектов различения во всех подразрядах (а, б, в, г) одинаково хорошая, способствующая высокопроизводительной работе.

В нормах на естественное освещение () учитываются:

а - разряд зрительных работ (подразряды не учитываются); б - устройство системы освещения (верхнее или боковое);

в - районы расположения здания и ориентация световых приемов по сторонам горизон-

та.

10