Основными светотехническими характеристиками являются. Светотехнические характеристики освещения

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

сила света J - пространственная плотность светового потока; измеряется в канделах (кд);

освещенность Е-поверхностная плотность светового потока; измеряется в люксах (лк);

яркость L поверхности под углом. Измеряется в кд · м2.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/kпор, где kпор -пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

13.Виды и системы производственного освещения

Освещенность - важный фактор производственной и окружающей среды. Для трудовой деятельности различают три основных вида освещения: естественное, искусственное, совмещенное. Производительность труда тесно связана с рациональным производственным освещением. Оптимальные условия освещения оказывают положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствуют повышению эффективности и качества труда, снижают утомление и травматизм, сохраняют высокую работоспособность, чтобы предметы и объекты, имеющие разную отражательную способность и значительную яркость, воспринимались органом зрения в полном объеме.

Световая среда производственных помещений создается производственным освещением - совокупностью методов получения, распределения и использования световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения

Естественное освещение - освещение помещения светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Искусственное освещение - освещение помещений светом, создаваемым светотехническими приборами.

Совмещенное освещение - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Верхнее естественное освещение - естественное освещение помещений через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания.

Боковое естественное освещение - естественное освещение помещений через световые проемы в наружных стенах.

Комбинированное естественное освещение - сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Общее освещение - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).

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

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

Рабочее освещение - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне здания

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасности - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение - освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения.

Охранное освещение - освещение, создаваемое вдоль границ территории, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение - освещение в нерабочее время.

Виды и системы производственного освещения

Искусственное освещение - освещение помещений светом, создаваемым светотехническими приборами.

Боковое естественное освещение - естественное освещение помещений через световые проемы в наружных стенах.

Комбинированное естественное освещение - сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

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

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасности - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Охранное освещение - освещение, создаваемое вдоль границ территории, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение - освещение в нерабочее время.

14. Основные требования к освещению.

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к производственному освещению:

1)приближенный к солнечному оптимальный состав спектра;

2)соответствие освещенности на рабочих местах нормативным значениям;

3)равномерность освещенности и яркости рабочей поверхности, в том числе и во времени; отсутствие резких теней на рабочей поверхности и блескости предметов в пределах рабочей зоны; оптимальная направленность. Освещение, удовлетворяющее гигиеническим и экономическим требованиям, называется рациональным.

Для нормирования естественного освещения используется коэффициент естественной освещенности, устанавливаемый в зависимости от точности работ и вида освещения.

Электрические источники света и светильники

Электрическими источниками света служат лампы накаливания, люминесцентные лампы низкого давления и ртутные лампы высокого давления.

Лампы накаливания есть, лампы накаливания которые являются типичными теплоизлучателями. В их запаянной, заполненной вакуумом или инертным газом, колбе вольфрамовая спираль под действием электрического тока накаляется до высокой температуры (около 2600-3000С), в результате чего излучается тепло и свет.

Преимущества: налаженность в массовом производстве, малая стоимость, небольшие размеры, отсутствие токсичных компонентов, приятный и привычный в быту спектр, не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсат

Недостатки: низкая световая отдача, относительно малый срок службы, хрупкость, чувствительность к удару и вибрации, лампы накаливания представляют пожарную опасность.

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ)

За последние несколько лет эти лампы стали очень популярны во всем мире и продолжают пользоваться огромным спросом на мировом и отечественном рынке. КЛЛ были разработаны, прежде всего, для замены ламп накаливания, так как имеют больший КПД по сравнению с лампой накаливания и имеют более длительный срок службы.

В быту применяю лампы с· температурой свечения 2700 К, 4100 К, 6000 К.

2700 К- мягкий свет, по цвету свечения напоминает привычную лампу накаливания.

4100 К- нейтральный свет, по цвету белый

6000 К- холодный свет, по цвету бело-голубой

Недостатки: Высокая цена.

Достоинства Компактных люминесцентных ламп (КЛЛ):

Высокая светоотдача при равной потребляемой из сети мощности световой поток КЛЛ в 4-6 раз выше, чем у лампы накаливания, что даёт экономию электроэнергии 75-85 %;

Недостатки:

Зажигание бытовых КЛЛ не гарантировано при отрицательных температурах и понижении напряжения питания более чем на 10 %.

В колбе КЛЛ содержится свободная ртуть, что даже при налаженной системе утилизации отслуживших ламп представляет опасность при повреждении такой лампы в быту. Светодиодные лампы (LED)

Довольно таки новый источник света, но как утверждают многие специалисты – за светодиодами будущее, и наверное, нельзя с этим не согласиться, так как этот источник света вобрал все самое лучшее от своих предшественников и· практически не имеет недостатков. Светодиодные лампы или светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для светодиодного освещения.

Преимущество: Невероятно низкое энергопотребление, долгий срок службы, простота установки

Защита от электромагнитных полей, инфракрасных и ультрафиолетовых излучений

К основным методам защиты персонала от ЭМП радиочастот относятся следующие:

Выбор рациональных режимов работы оборудования;

Ограничение места и времени нахождения работающих в ЭМП;

Защита расстоянием, т.е. удаление рабочего места от источника электромагнитных излучений;

Рациональное размещение оборудования;

Уменьшение мощности источника излучений;

Использование поглощающих или отражающих экранов;

Применение средств индивидуальной защиты (специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки).

Для предупреждения ранней диагностики и лечения нарушений в состоянии здоровья работника, связанных с воздействием ЭМП радиочастот, осуществляются лечебно-профилактические мероприятия, включающие предварительные и периодические медицинские осмотры.

Инфракрасное излучение

Наиболее поражаемые у человека органы – кожный покров и органы зрения: возможны ожоги, катаракта, повреждение сетчатки. Под воздействием ИК-излучения возникают также биохимические сдвиги и изменение функционального состояния центральной нервной системы.

Защита работающих:

Дистанционное управление процессом;

Экранирование источников излучения;

Устройство водяных и воздушных завес;

Создание оазисов и душированияъ

Ультрафиолетовое излучение

Биологическое действие УФ-лучей солнечного света проявляется прежде всего в их положительном влиянии на организм человека: повышается сопротивляемость организма, снижается заболеваемость, возрастает устойчивость к охлаждению, увеличивается работоспособность. УФ-излучение производственных источников может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее подвержены действию УФ-излучения глаза и кожа.

Для защиты от УФ-излучения применяются различные типы защитных экранов и средства индивидуальной защиты кожи и глаз

Классификация электротравмы

I степень: пострадавший в сознании, наблюдаются кратковременные судорожные сокращения мышц

II степень: потеря сознания, судорожное сокращение мышц, функции сердца и дыхательной системы сохранены

III степень: потеря сознания, нарушение либо сердечной деятельности, либо дыхания (либо того и другого вместе).

IV степень: моментальная смерть.

Критерии безопасности электрического тока.

можно определить величину допустимого напряжения,

при котором прохождение тока через человека будет безопастным:

Если же сопротивление человеческого тела падает (при работе в котлах, резервуарах, цистернах), то допустимое напряжение должно быть изменено.

Защитные меры и средства защиты от поражения электрическим током и

создаются с учетом допустимых для человека значений тока при данной

длительности и пути его прохождения через тело и сответствующих этим токам

напяжений прикосновения. Стандарт предусматривает нормы для

электроустановок при нормальном рабочем режиме их работы.

Контроль предельно допустимых уровней напряжения прикосновения и тока должен осуществляться измерением этих величин в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека.

Основные светотехнические характеристики

сила света J - пространственная плотность светового потока; измеряется в канделах (кд);

освещенность Е-поверхностная плотность светового потока; измеряется в люксах (лк);

яркость L поверхности под углом. Измеряется в кд · м2.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);
сила света J - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dΩ, к величине этого угла; J=dФ/dΩ ; измеряется в канделах (кд);
освещенность Е-поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м 2), к ее площади: Е= dФ/dS , измеряется в люксах (лк);
яркость L поверхности под углом α к Нормали - это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению; L = dJ α /(dScosa), измеряется в кд · м 2 .

Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад; р = Ф от /Ф пм.
В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р > 0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4 - средним и при р
Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона-характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (L ор -L о)/L ор считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k
Коэффициент пульсации освещенности k E - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока
k E = 100(Е max -Е min)/(2Е cp),

где Е min , Е max , Е ср -минимальное, максимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп K E = 25...65%, для обычных ламп накаливания k E = 7%, для галогенных ламп накаливания k E = 1%.
Показатель ослепленности Р о - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,
P o =1000(V 1 /V 2 -1),

где V 1 И V 2 - видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V = k/k пор, где k пор -пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Освоение студентами методов измерения светотехнических характеристик осветительных установок и проведения оценки их эффективности в производственных помещениях.

Производственное освещение

Глаз человека лучше всего приспособлен к естественному освещению. При недостаточном естественном освещении или при его отсутствии применяют осветительные установки, которые обеспечивают возможность нормальной жизни и деятельности людей. Более того, искусственное освещение решает ряд задач, вообще недоступных естественному освещению. От особенностей устройства искусственного освещения, кажущихся иногда незначительными, во многом зависят и производительность труда, и безопасность работы, и сохранность зрения, и архитектурный облик помещения.

Производственное освещение - это такая система естественного и искусственного освещения, которая позволяет работающим нормально осуществлять определенный технологический процесс.

Рационально устроенное освещение - один из показателей высокого уровня культуры труда, неотъемлемая часть эргономики и производственной эстетики. Рациональное освещение обеспечивает психологический комфорт, способствует уменьшению зрительного и общего утомления, снижает опасность производственного травматизма.

Основные светотехнические понятия и характеристики

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

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

Основная величина, характеризующая источник излучения видимого света, - световой поток Ф, (мощность лучистой энергии), оценивается глазом по производственному ею световому ощущению, измеряется в люменах (лм).

Сила света I - пространственная плотность светового потока, определяемая отношением светового потока Ф к телесному углу с вершиной в точке расположения светильника, в пределах которого равномерно распределен этот поток. Единица силы света - кандела (кд):

где I - сила света, кд;

Ф - световой поток, лм;

w - телесный угол, стер (стерадиан).

Телесный угол (w) - часть пространства, ограниченного конусом, имеющим вершину в центре сферы и опирающимся на ее поверхность.

Телесный угол определяется отношением площади (S), которую конус вырезает на поверхности сферы к квадрату радиуса (r) этой сферы, измеряется в стерадианах (Ср.), т.е. когда S = r 2 = 1.

Освещенность (Е) - поверхностная плотность светового потока. Освещенность определяется отношением светового потока, падающего на поверхность к площади этой поверхности и измеряется в люксах (лк).

Связь между Ф и Е

где S - освещаемая поверхность, м 2 ;

Е - освещенность, лк;

Ф - световой поток, лм.

Освещенность характеризует поверхностную плотность светового потока.

Светимость М - оценивает плотность светового потока, излучаемого светящейся поверхностью

где S - светящаяся поверхность.

Яркость поверхности В - светотехническая величина, непосредственно воспринимаемая глазом, определяется выражением

где S - светящаяся поверхность;

б - угол между нормалью к поверхности и направлением I к сетчатке глаза.

Яркость источников света необходимо учитывать яри оценке качества освещения. Яркость для внутреннего освещения - 0,5·10 4 кд/м 2 , для наружного - 3·10 4 кд/м 2 , слепящая яркость - 6·10 4 кд/м 2 . Гигиенически приемлемой считается яркость до 5000 кд/м 2 .

Фон - поверхность, прилегающая к объекту различения, на котором он рассматривается.

При коэффициенте отражения p > 0,4 фон считается светлым, при р = 0,2 - 0,4 - средним и темным - при р < 0,2.

Коэффициент отражения определяется отношением световых потоков, отраженного и падающего.

Контраст объекта различается с фоном и определяется по формуле:

где К - контраст объекта различения с фоном;

Во - яркость объекта различения (кд/м 2);

Вф - яркость фона (кд/м 2).

Контраст объекта различается при К > 0,5 считается большим (объект и фон резко различаются по яркости), при К =0,2 - 0,5 считается средним (объект и фон заметно различаются по яркости), при К < 0,2 - считается малым (объект и фон мало различаются по яркости).

Показатели ослепленности - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, определяется выражением:

Р = (S - 1)1000,

где Р - показатель ослепленности;

S - коэффициент ослепленности, определяемый отношением видимости объекта наблюдений при экранировании блестких источников света (V 1) к видимости объекта наблюдения при наличии блестких источников в поле зрения (V 2).

Видимость (V) - характеристика способности глаза воспринимать объект. Определяется числом пороговых контрастов, в контрасте объекта с фоном.

Коэффициент пульсации освещенности (К Е) - это критерии глубинных колебаний освещенности в результате изменений во времени светового потока:

где Еmax, Emin, Еср - максимальное, минимальное, среднее значения освещенности за период колебаний.

Показатель дискомфорта - характеристика качества освещения, которая определяется степенью дополнительной напряженности зрительной работы, вызываемая резким различием яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении.

Качественным показателем, определяющим условия зрительной работы, является фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослепленности, показатель дискомфорта.

Лекция №5.

7.1. Основные светотехнические характеристики.

7.2. Классификация производственного освещения.

7.3. Основные требования и производственному освещению.

7.4. Нормирование производственного освещения.

7.5. Источники света и осветительные приборы.

Освещение является одним из важнейших производственных факторов. Правильно спроектированные и рационально выполненное производственное освещение оказывает положительное психо-физиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность. Поэтому освещенность производственных помещений устанавливается в соответствии с определенными нормами и правилами.

7.1. Основные светотехнические характеристики.

Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра. Электромагнитное излучение с длиной волны 0,01 – 0,38 мкм соответствует ультрафиолетовому излучению, 0, 77 – 340 мкм – инфракрасному излучению.

Носители электромагнитного излучения – фотоны.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

Количественные показатели освещения.

Световой поток F – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеком как свет; измеряется в люменах (лм);

Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому было введено понятие силы света.

Сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dF к величине телесного угла dΩ, в котором он распространяется: J = dF / dΩ ; измеряется в канделах (кд);

Освещенность Е – характеризует поверхностную плотность светового потока; падающего на освещаемую поверхность: Е= dF / dS , измеряется в люксах (лк = лм/м 2);

Яркость L - характеризует поверхностную плотность светового потока, излучаемого поверхностью в направлении α (поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению): L = dJ α / (dS cos α), измеряется в кд/м 2 .

Луна – Е как спутник и L – как фонарь.

Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущенном свете одинаковы во всех направлениях, называются диффузионными .

Качественные показатели освещения.

Коэффициент отражения ρ - определяется как отношение отраженного от поверх-ности светового потока F отр к падающему на нее световому потоку F пад: ρ = F отр / F пад.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется коэффициентом отражения ρ. При ρ > 0,4 фон считается светлым; при ρ = 0,2...0,4 – средним и при ρ < 0,2 – темным .

Контраст объекта с фоном k – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или др.) и фона:

k = (L Ф – L О .) / L Ф , считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

При равенстве яркости фона и объекта, они могут отличаться по цветности.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. V= k / k пор , где k пор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст , при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне К ПОР = 0,01 – 0,015. Видимость резко снижается при появлении в поле зрения блестких источников света – эффект ослепленности -…

Показатель ослепленности Р о – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

Р о = 1000 (V 1 / V 2 – 1),

где V 1 иV 2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п. Максимальное значение Р о не д.б. более 40.

Коэффициент пульсации освещенности k Е – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

k Е = 100 (Е max – Е min )/ (2 Е ср )

где Е max , Е min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп k Е = 25...65 %, для обычных ламп накаливания k Е = 7 %, для галогенных ламп накаливания k Е = 1 %.

Пульсации освещенности вызывают утомление зрения, стробоскопический эффект , привести к травмам. Методы ограничения пульсаций : равномерное чередование питания ламп от разных фаз (3-х фазные сети), использование люминофоров с большим коэффициентом последействия, питание ламп токами повышенной частоты – 400 Гц, применение 2-х ламповых светильников, питаемых по схеме с расщепленной фазой.