Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра Охраны труда и окружающей среды им. Н.С. Немцова

Бухаров И.И.

Волошин В.С.

Андрусенко В.Г.

Лекция на тему: «Освещение производственных помещений»

(Дисциплина: Основы охраны труда – для студентов всех специальностей и форм обучения).

Мариуполь, ПГТУ, 2007 г.

1. Источники света

Источники света подразделяются на естественные (Солнце) и искусственные.

Зрительный аппарат человека создавался природой в течение длительного времени при практически одинаковом спектре электромагнитного излучения Солнца. Поэтому зрительный аппарат человека полностью адаптировался к спектру солнечного излучения в видимой оптической области от 0,38 до 0,76 мкм.

Наибольшая относительная интенсивность солнечного излучения приходится на длину волны 0,555 мкм. (рис. 1, желтовато-зеленый цвет). Так же и наибольшая относительная чувствительность глаз человека приходится на эту волну. Относительная чувствительность глаз человека полностью соответствует относительной интенсивности излучения Солнца. Поэтому наиболее рациональным является естественный источник света. В связи с тем, что естественный источник света действует непродолжительное время в течение суток, возникла необходимость в создании искусственных источников света.

При создании искусственных источников света необходимо стремится к тому, чтобы их спектр излучения приближался к солнечному (излучающая поверхность Солнца имеет температуру около 6000 °С)

Рис. 1. Относительная интенсивность спектра солнечного излучения и чувствительность восприятия света зрительным аппаратом

В настоящее время промышленностью выпускаются искусственные источники света: тепловые и газоразрядные. К тепловым относятся лампы накаливания, спектр излучения которых (рис.1., кривая л.н.) значительно отличается от естественного света и сдвинута в красную область. Различать цвета, а особенно цветовые оттенки, затруднительно. КПД ламп накаливания не превышает 3%, средний срок службы не более 1000 ч. Поэтому лампы накаливания не рекомендуется применять для освещения производственных и общественных помещений.

Техническая характеристика некоторых ламп накаливания приведена в табл. 1.

Таблица 1.

Характеристика ламп накаливания

Мощность, Вт	Тип ламп	Световой поток, Лм	Мощность, Вт	Тип ламп	Световой поток, Лм
25 40 60 100	Б В БК БК	220 400 790 1450	150 200 500 1000	Г Б Г Г	2000 2920 8300 18600

Маркировка ламп: В – вакуумная, Г – газонаполненная, Б – бесспиральная, БК – бесспиральная криптоновая.

Газоразрядные лампы выпускаются следующих типов: люминесцентные, дуговые ртутные высокого давления ДРЛ, металлогалогенные ДРИ, ксеноновые трубчатые ДКсТ, натриевые ДНА и др.

Люминесцентные лампы выпускаются пяти типов: белого света ЛБ, теплобелого света ЛТБ, холоднобелого света ЛХБ, дневного света ЛД, улучшенного спектрального состава ЛДЦ.

Техническая характеристика люминесцентных ламп приведена в табл. 2.

Таблица 2

Тип ламп	Световой поток, Лм, при мощности, Вт
	30	40	65	80
ЛБ ЛХБ, ЛТБ ЛД ЛДЦ	2100 1720 1640 1450	3000 2600 2340 2100	4550 3820 3570 3050	5220 4440 4070 3546

Средний срок службы люминесцентных ламп составляет 10000 час, КПД – 7-9%. Световая отдача ламп, если отдачу лампы ЛБ принять за 100%, будет: ЛХБ, ЛТБ в среднем 89%, ЛД – 79%, ЛДЦ – 62%.

Люминесцентные лампы типа ЛДЦ следует применять в тех случаях, когда требуется правильное различение цветовых оттенков, а в менее ответственных случаях лампы ЛД, а также ЛХБ. Например, для осветительных установок общего освещения в механических, инструментальных и автоматических цехах, а также в местах сборки мелких изделий, приборов и точных механизмов преимущественно рекомендуется применять лампы типа ЛД.

В остальных случаях рекомендуется применять лампы ЛБ, а в помещениях общественного назначения также лампы типа ЛТБ.

Люминесцентные лампы не рекомендуется применять при высоте подвеса их над рабочей поверхностью свыше 8 -9 м., а также в производствах со значительными тепловыделениями (при температуре окружающего воздуха свыше 25°С), кроме ЛДЦ, ЛД.

Относительные интенсивности спектров люминесцентных ламп приведены на рис. 2 – сплошные линии и солнечного света – пунктирные линии.

Рис. 2. Относительная интенсивность спектров люминесцентных ламп (сплошные линии) и солнечного света (пунктирные линии)

Лампы ДРЛ, ДРИ применяются в осветительной технике, когда требуется высокая освещенность, но по характеру работы не требуется точного различения цветов и их оттенков. Лампы ДРЛ и ДРИ наиболее целесообразно применять при высоте подвеса свыше 8 – 9 м над рабочей поверхностью. Так, например, одна лампа ДРЛ мощностью 1000 вт создает при высоте подвеса 8 м такую же освещенность, как 18 – 20 люминесцентных ламп по 40 вт или 11 – 12 ламп по 80 вт. Это значительно удешевляет осветительную установку и упрощает ее обслуживание.

Световой поток и зажигание ламп ДРЛ и ДРИ практически не зависят от температуры окружающего воздуха. Поэтому эти лампы целесообразно применять для освещения помещений с большими тепловыделениями (температура воздуха выше 25°С), когда не требуется точного различения цветов и оттенков. Например, в плавильно-заливочных отделениях литейных цехов, в доменных и сталеплавильных цехах и т.д.

На открытых пространствах промышленных предприятий, где производятся работы в темное время суток и требуется повышенная освещенность, экономически целесообразно применять лампы ДРЛ ДРИ.

Техническая характеристика ламп ДРЛ приведена в табл. 3, ламп ДРИ в табл. 4.

Таблица 3

Характеристика ламп ДРЛ

Тип лампы	Мощность, Вт	Ток лампы, А		Световой поток, Лм
		рабочий	пусковой
ДРЛ 80 ДРЛ 125 ДРЛ 250 ДРЛ 400 ДРЛ 700 ДРЛ 1000	80 125 250 400 700 1000	0,8 1,25 2,15 3,25 5,45 7,5	1,68 2,60 4,5 7,15 12,0 16,5	3200 5600 11000 19000 35000 50000

Таблица 4.

Характеристика ламп ДРИ

Тип лампы	Мощность, Вт	Ток лампы, А		Световой поток, лм
		Рабочий	Пусковой
ДРИ 250 ДРИ 400 ДРИ 700 ДРИ 1000 ДРИ 2000	250 400 700 1000 2000	2,15 3,3 6,0 8,5 9,0	4,3 5,6 10,2 17,5 19,4	187000 35000 60000 90000 190000

Срок службы ламп ДРЛ, ДРИ составляет 6000 – 10000 часов, КПД в среднем 6 – 8 %. Относительная спектральная интенсивность излучения ламп ДРЛ (рис.3 сплошная линия) значительно отличается от солнечной (пунктирная линия).

Рис. 3. Относительная интенсивность спектра ламп ДРЛ (сплошная линия)

Лампы ДРЛ и ДРИ не рекомендуется применять для аварийного освещения, т.к. они после включения выходят на нормальный режим работы в течение 5 – 15 минут.

Ксеноновые лампы – разряд происходит в инертном газе ксеноне при давлении 10 атм. Излучение этих ламп – с непрерывным спектром от ультрафиолетовой до ближайшей инфракрасной области. Излучение ксеноновых ламп в видимой области соответствует естественному дневному свету и цветопередача практически не отличается от таковой при дневном свете.

Ксеноновыми лампами целесообразно освещать крупные строительные и промышленные площадки, железнодорожные станции, морские порты, площади и широкие проезды городов, выставочные и спортивные сооружения, высокие цехи промышленных предприятий, карьеры, отвалы и т.п.

Характеристика ксеноновых ламп приведена в табл. 5.

Таблица 5.

Характеристика ксеноновых ламп.

Тип лампы	Мощность, кВт	Напряжение, В	Ток, А	Световой поток ламп, лм	Срок службы, час.
ДКсТ – 2000 ДКсТ – 5000 ДКсТ – 6000 ДКсТ – 10000 ДКсТВ-15000 ДКсТ-20000 ДКсТВ-50000 ДКсТ-100000 ДКсТВ-100000	2 5 6 10 15 20 50 100 100	40 110 220 220 220 380 380 380 380	52 48 30 46 68 56 132 270 285	33000 88000 210000 220000 550000 600000 2000000 3500000 5000000	300~750

Индекс «В» у ксеноновых ламп обозначает – их охлаждение дисцилированной водой.

К.П.Д ксеноновых ламп находится в пределах 4 – 6 %.

Натриевые лампы являются наиболее эффективными газоразрядными лампами. Их световая отдача достигает 100 ЛМ/Вт, но излучаемый этими лампами почти монохромотический желто-зеленый свет сильно искажает цветопередачу, что значительно ограничивает область их применения. Натриевые лампы рекомендуется использовать для освещения ответственных участков автострад и шоссейных дорог, что позволяет сократить расход электроэнергии в 4-5 раз по сравнению с лампами накаливания. Особенно ценным является при использовании натриевых ламп для освещения дорог потому, что их свет довольно хорошо виден при туманной погоде.

Натриевые лампы целесообразно применять также и в некоторых установках внутреннего освещения в условиях насыщенности воздуха паром, дымом, так как свет натриевых ламп относительно хорошо виден при туманной погоде.

Промышленностью выпускаются натриевые лампы типа ДНАО-140 мощностью 140 Вт со световым потоком 10000лм, сроком службы 12000 час и К.П.Д 11-13 %.

Искусственные источники света работают на переменном токе, поэтому излучаемый ими световой поток пульсирует. Коэффициент пульсаций светового потока (табл. 5-а) показывает, что он наибольший у ламп ДРЛ, ДРИ и ДКсТ.

Таблица 5-а

Коэффициент пульсации светового потока источников света

Источник света	Способ включения
	1-фаза	2-фазы	3-фазы
Лампы накаливания	5	2	0,6
ЛБ	24	10	3
ЛДЦ	41	17	5
ДРЛ, ДРИ	65	31	7
ДКсТ	130	60	15