Естественное освещение

Естественное освещение подразделяется на:

1. боковое, осуществляемое через оконные проемы в наружных стенах;

2. верхнее, осуществляемое через световые фонари в перекрытиях;

3. комбинированное, осуществляемое через оконные проемы и световые фонари.

Непостоянство естественного светового потока во времени в течение суток не позволяет применять для оценки естественного освещения абсолютную величину – освещенность в люксах, т.к. она будет переменной величиной. Поэтому за критерий оценки естественного освещения принята относительная величина- коэффициент естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности – выраженное в процентах отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода:

e = (Евн/Енар) • 100% (6)

Искусственное освещение

По равномерности освещенности на рабочих местах искусственное освещение может быть общее и комбинированное.

Общее освещение подразделяется на общее равномерное и общее локализованное.

При общем равномерном освещении освещенность на всех рабочих местах имеет одинаковые значения.

При общем локализованном освещении освещенность на различных участках различна в зависимости от степени точности выполняемых работ.

Комбинированное освещение – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.

Местное освещение – освещение, дополнительное к общему, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

По назначению системы освещения подразделяются на:

1. рабочее

2. аварийное

3. дежурное

4. охранное

Рабочее освещение постоянно обеспечивает нормальную освещенность на рабочих местах.

Аварийное освещение может быть двух видов:

- аварийное для продолжения работ (освещение безопасности) при внеплановом отключении рабочего. Аварийная освещенность для продолжения работ должна быть не менее 5% от рабочей, т.е. Еавар ≥5% Ераб.

- эвакуационное освещение – освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего. Аварийная освещенность должна быть: в помещении не менее 0,5 лк, на территории не менее 0,2 лк.

- Дежурное освещение – освещение в нерабочее время.

- Охранное освещение – освещение территории в ночное время: Еохр ≥ 0,5 лк.

Нормирование параметров освещения

Нормы освещения установлены:

1. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

2. СанПин 2.2.1/2.1.1. 1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.

Для искусственного освещения регламентирована наименьшая освещенность на рабочих поверхностях – Eн, для естественного и совмещенного – КЕО (e ).

При нормировании учитываются:

1. Тип источника света ( лампы накаливания или газоразрядные лампы);

2. Вид освещения (естественное боковое, верхнее, комбинированное; искусственное общее или комбинированное);

3. Разряд зрительной работы;

Разряд зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения или характером выполняемых работ.

Нормирование параметров освещения для производственных помещений

Для производственных помещений установлено 8 разрядов зрительной работы: I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.

Разряды зрительной работы имеют по 4 подразряда (а, б, в, г), определяемые контрастом объекта различения с фоном (малый, средний, большой) и характеристикой фона (светлый, средний, темный).

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения на которой он рассматривается. Основной характеристикой фона является коэффициент отражения ρ.

Если ρ > 0,4 – фон светлый

0,2 ≤ ρ ≤ 0,4 – фон средний

ρ < 0,2 – фон темный

Контраст объекта различения с фоном:

К = |Lф – Lо|/Lф, (7)

где Lф, Lо – яркость фона и объекта различения.

Если К> 0,5 – контраст большой

0,2 ≤ К ≤ 0,5 – контраст средний

К < 0,2 – контраст малый

Кроме этого для производственных помещений нормируется сочетание двух величин: показателя ослепленности и коэффициента пульсации освещенности.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:

Р = (S-1)ּ• 1000, (8)

где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Коэффициент пульсации определяется по формуле:

Кп = ((Емакс – Емин)/2Еср) • 100%, (9)

где Емакс, Емин, Еср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период протекания тока.

Нормирование параметров освещения для общественных и административно-бытовых помещений

Для жилых, общественных и административно-бытовых помещений так же установлено 8 разрядов зрительной работы: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З.

Разряды имеют подразряды 1, 2, определяемые относительной продолжительностью зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность для подразрядов:

1 – не менее 70%

2 – менее 70%

Кроме этого, для этих помещений установлен коэффициент пульсации освещенности и показатель дискомфорта М – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркости в поле зрения.

Показатель дискомфорта определяется по формуле:

М = (Lc • ω^0,5)/( •ּLад^0,5), (10)

где Lc - яркость блеского источника, кд/м²;

ω – угловой размер блеского источника, стер;

– индекс позиции блеского источника относительно линии зрения, стер;

Lад – яркость адаптации, кд/м²;

Источники света искусственного освещения

Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются:

1. лампы накаливания;

2. люминесцентные, ртутные лампы;

3. ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения, в которых превращение электрической энергии в свет происходит через тепловую энергию путем нагревания нити накала до температуры свечения.

Лампы накаливания общего назначения бывают типа В (вакуумные), Г (газонаполненные: аргон, азот), Б (биспиральные газонаполненные), БК (биспиральные криптоновые). Обозначаются: В220-60.

Достоинства ламп накаливания:

1. Дешевые, простые в изготовлении, компактные;

2. Включаются в электрическую сеть без дополнительных устройств;

3. Могут работать при значительных отклонениях напряжения сети от номинального значения (при этом резко изменяются светотехнические характеристики);

4. Незначительное снижение светового потока к концу срока службы (около 15%);

5. Почти не изменяют своих характеристик при работе в большом диапазоне температур, влажностей, могут работать погруженными в воду.

Недостатки:

1. Небольшая световая отдача (17,5 – 22 лм/Вт);

2. Небольшой срок службы (1000-2500 часов);

3. Несовершенный спектральный состав света (преобладание в спектре желто-красных излучений).

Люминесцентные ртутные лампы низкого давления – это газоразрядные лампы, в которых свет возникает в результате электрического разряда в газе, парах металлов или в смеси газа с парами.

Выпускаются следующих типов: ЛД – лампы дневного света, ЛБ - белого света, ЛХБ – холодно-белого света, ЛДЦ – дневного света с исправленной цветопередачей и др.

Достоинства:

1. Высокая световая отдача (до 75 лм/Вт);

2. Большой срок службы (10000-15000 часов);

3. Более совершенный спектральный состав света (более близкий по спектру к дневному естественному свету, возможность изменять спектральный состав при помощи люминофоров в зависимости от видов работ в помещении);

4. Относительно малая яркость (не оказывает слепящего действия).

Недостатки:

1. Более сложная схема включения в электросеть;

2. Большие габаритные размеры при маленькой единичной мощности (до 80 Вт);

3. Невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от сети постоянного тока;

4. Зависимость световых характеристик от параметров окружающей среды. Для обычных ламп оптимальная температура окружающего воздуха 18-25 ⁰С. При отклонении температуры от оптимальной световой поток и световая отдача уменьшается. При температуре меньшей 10 ⁰С зажигание не гарантируется;

5. Значительное снижение светового потока к концу срока службы (больше 50%);

6. Токсичность, сложность утилизации (наличие ртути);

7. Возникновение шума;

8. Большая пульсация светового потока, приводящая к стробоскопическому эффекту.

Стробоскопический эффект – явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или смещающихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени в осветительных установках, выполненных газоразрядными лампами, питающимися переменным током.

Промышленная частота тока 50 Гц, следовательно в 1 секунду сила тока и его направление изменяется 100 раз, что вызывает пульсацию светового потока с такой же частотой. Пульсация светового потока отрицательно влияет на зрение.

Уменьшение пульсации светового потока может быть достигнуто:

Включением части ламп по схеме опережающего тока (по двухламповой схеме)

Включением соседних светильников поочередно на разные фазы сети.

Включением люминесцентных ламп в многоламповых светильниках на разные фазы сети.

Лампы типа ДРЛ рекомендуется питать трехфазными групповыми линиями, равномерно распределяя лампы между фазами.

Дуговые ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления.

Выполняются типа ДРЛ.

Достоинства:

1. высокая световая отдача (до 55 лм/Вт);

2. большой срок службы (до 10000-15000ч.);

3. компактность при большой единичной мощности (до 1000Вт и более);

4. могут работать в большом диапазоне температур (-30⁰С - +60⁰С).

Недостатки:

1. несовершенный спектральный состав света (в спектре преобладает сине-зеленое излучение, что ведет к неудовлетворительной цветопередаче (искажение зрительного восприятия) и исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей и окрашенные поверхности, особенно в теплые тона);

2. возможность работы только на переменном токе;

3. сложное включение в электросеть (через балластный дроссель);

4. длительность разгорания при включении (≈ 7мин.) и возможность повторного зажигания даже после очень кратковременного перерыва питания лампы лишь после остывания (≈ 10мин.);

5. большая пульсация светового потока (больше, чем у люминесцентных ламп);

6. значительное снижение светового потока к концу срока службы (> 50%).

Лампы ДРИ ( с добавлением паров йода)

Достоинства:

1. высокая светоотдача (до 100 лм/Вт);

2. более совершенный спектральный состав света.

Недостатки:

1. меньше срок службы, чем у ДРЛ;

2. более сложная схема включения (дроссель и зажигательное устройство).

Характеристика светильников.

Источник света в специальной арматуре называется светильником.

Назначение арматуры:

1. рациональное распределение светового потока;

2. предохранение глаз работающих от слепящего действия источника света;

3. защита источника света от механических повреждений;

4. защита источника света от действия горючих и взрывоопасных газов, паров, пыли, влаги.

Светильники характеризуются КПД, защитным углом, кривыми силы света (КСС)

КПД светильника ŋ представляет собой отношение светового потока светильника к световому потоку источника света:

ŋ = Фсв/Фл (11)

1. КПД зависит от материала осветительной арматуры и ее конструкции.

Защитный угол служит для защиты глаз работающего.

2. Защитным углом β называется угол, образованный горизонталью, проходящей через центр светящегося тела и линией, соединяющей крайнюю точку светящегося тела и противоположный край отражателя.

3. КСС определяют распределение светового потока светильника в пространстве.

По распределению светового потока в пространстве светильники бывают:

1. прямого света (П), направляющие в нижнюю полусферу >80% светового потока;

2. преимущественно прямого света (Н), направляющие в нижнюю полусферу 80-60% светового потока;

3. рассеянного света (Р), 60-40% (≈50%);

4. преимущественно отраженного света (В), направляющие 60-80% светового потока в верхнюю полусферу;

5. отраженного свете (О), направляющие > 80% светового потока в верхнюю полусферу.

По исполнению светильники бывают:

1. открытого типа (лампа и патрон не отделены от внешней среды): У, Г, ОД;

2. закрытого типа: У «Шар», ВЛО;

3. в пылезащищенном (ПВЛ, ПУ, УПМ, ГПМ) и пыленепроницаемом исполнении (ППР, ПНП);

4. водонепроницаемые;

5. взрывонепроницаемые (ВЧА, ВЗГ, ВЗБ, РН) и в исполнении повышенной надежности против взрыва (НЧБ, НОГЛ, НОБ).