22. Основные светотехнические величины

Свет – это видимое электромагнитное излучение в диапазоне длин волн 380 – 760 нм, которое, попадая на сетчатку глаза, вызывает зрительное ощущение.

Освещение производственных помещений характеризуется количественными и качественными показателями.

Количественные показатели

К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Световой поток F характеризует мощность светового излучения. Единица измерения – люмен (лм). Измерение основано на зрительном восприятии.

Сила света I – световой поток dF, распространяющийся внутри телесного угла dW:

I = dF / dW. (5.1)

Единица измерения – кандела (кд).

Яркость L – отношение силы света dI, излучаемого в рассматриваемом направлении, к площади освещенной поверхности dS:

L = dI / dS cos α, (5.2)

где α – угол между нормалью к элементу поверхности dS и направлением, для которого рассчитывается яркость. Единица измерения – кандела на квадратный метр (кд/м²).

Освещенность E – отношение светового потока d F, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента dS:

E = dF / dS. (5.3)

Единица измерения – люкс (лк).

Качественные показатели

К основным качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации, показатель ослепленности и дискомфорта, спектральный состав света.

Для оценки условий зрительной работы существуют такие характеристики как фон, контраст объекта с фоном, видимость объекта.

Фон – поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения. Фон характеризуется коэффициентом отражения ρ и считается светлым при ρ > 0,4; средним – при ρ = 0,2 – 0,4 и темным, если ρ < 0,2.

Контраст объекта различения с фоном K характеризуется соотношением яркостей фона и объекта:

K = (L_О – L_Ф) / L_Ф, (5.4)

где L_О и L_Ф – соответственно яркости объекта и фона. Контраст считается малым при К < 0,2, средним – при 0,2 ≤ К ≤ 0,5, большим – при К > 0,5.

Блескость – повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций, т. е. ухудшение видимости объектов.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект:

V = K / K_пор, (5.5)

где K – контраст между объектом и фоном; K_пор – пороговый контраст – это контраст, когда объект едва различим на фоне.

Коэффициент пульсации K_п – оценка относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источника света при питании его переменным током:

K_п = (E_max – E_min) ּ 100 / (2 ּ E_ср), (5.6)

где E_max, E_min, E_ср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебаний.

Показатель ослепленности P – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой.

P = (V₁ / V₂ – 1) ּ 1000, (5.7)

где V₁, V₂ – соответственно видимость при экранировании и при наличии блестких источников в поле зрения.

Требования, предъявляемые к освещению. С целью обеспечения комфортности и безопасности человеческого организма в среде обитания к освещению предъявляются определенные требования.

1. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:

• размер объекта различения;

• фон;

• контраст объекта различения с фоном.

2. Яркость объекта и фона не должны отличаться более чем в 3 – 5 раз.

3. Не должно быть резких теней на рабочем месте.

4. Освещенность должна быть постоянной во времени.

5. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блесткость.

6. Световой поток должен быть рационально направлен.

7. На рабочем месте должен быть обеспечен необходимый спектральный состав.

8. Осветительные установки должны быть безопасны и просты в эксплуатации, а также соответствовать нормам эстетики.