ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Доцент, зав. КБЖД Николаева Надежда Ивановна

Глаз как оптическая система 1 сетчатка, 2 зрачок; 3 хрусталик дно, действительное, уменьшенное и обратное изображение фиксируемых глазом предметов.

2.10. Световые излучения. Воздействие на человека Светотехнические величины Световые излучения входят в оптическую часть спектра электромагнитных колебаний. 1. Световым потоком Ф (люмен, лм) называется мощность лучистой энергии, воспринимаемая как свет, оцениваемая по действию на средний человеческий глаз. 2. Сила света I (кандела, кд) - это пространственная плотность светового потока, заключённого в телесном угле Ώ, который конической поверхностью ограничивает часть пространства. S R 1

Светотехнические величины (продолжение) 3. Освещённость Е (люкс, лк) - это поверхностная плотность светового потока, отнесённая к площади S, на которую он распределяется. Величина освещённости задаётся в нормах. 4. Яркость поверхности (L, кд/м 2 ) - это отношение силы света, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению распространения света. S α IαIα LE 2

Действие световых излучений 1. Свет обеспечивает связь организма с окружающей средой, передачу 80% информации, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Наиболее благоприятен для человека естественный свет, причём в отличие от искусственного, он содержит гораздо большую долю ультрафиолетовых лучей. 2. При недостаточной освещённости у человека появляется ощущение дискомфорта, снижается активность функций ЦНС, повышается утомляемость. При недостаточной освещённости развивается близорукость, ухудшается процесс аккомодации. При чрезмерной яркости светящейся поверхности может наступить снижение видимости объектов различения из- за слепящего эффекта. 3

Оценка и нормирование естественного освещения Естественное освещение непостоянно в течение суток и поэтому его оценивают относительной величиной - коэффициентом естественной освещённости КЕО в %. где Е вн - освещённость в данной точке помещения, лк; Е нар - одновременная освещённость от небосвода, лк. Е норма Величина КЕО измеряется в нескольких точках по про- дольному разрезу помещения и с нормой сравнивается ми- нимальная величина. Нормы задают от точности работы. Е вн Е нар 4

Конструктивно естественное освещение подразделяют на БОКОВОЕ – одно и двухстороннее, через световые проемы в наружных стенах ВЕРХНЕЕ – через аэрационные зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях КОМБИНИРОВАННОЕ – сочетание верхнего и бокового освещения

Нормирование искусственного освещения Глаз человека воспринимает яркость, но нормы задаются по освещённости, так как нормирование по яркости каждой, одновременно видимой поверхности, затруднительно. Нормируемым параметром является допустимая минимальная освещённость Е (лк), которая устанавливается в зависимости от следующих факторов: 1. Характеристика зрительной работы (работы по точности делят на 8 разрядов). 2. Контраст объекта с фоном различения К, который определяется отношением абсолютной разности между яркостью объекта L о и фона L ф к яркости фона. Различают контраст: большой, средний, малый. 5

Нормирование искусственного освещения (продолжение) 3. Характеристика фона, которая задаётся в зависимости от коэффициента отражения света ρ (различают фон светлый, средний, тёмный). 4. Вида освещения (общее или комбинированное). 5. Тип источника света: лампы накаливания или газоразрядные (для газоразрядных ламп нормы освещённости задаются выше, так как световая отдача этих ламп больше и нет смысла задавать меньшую нормативную освещённость). Примеры нормирования освещённости Механический цех: местное в составе комбинированного при газо- разрядных лампах лк.; общее в составе комбинированного лк.; одно общее лк; при лампах накаливания лк, 150 лк, 300 лк соответственно. 6

Классификация систем освещения Искусственное освещение по виду делят: Общее равномерное (по всей площади) Общее локализованное (с учетом рабочего места) Комбинированное =Общее +Местное Совмещённое освещение Естественное + Искусственное 1 ОБЩЕЕ

По функциональному назначению РАБОЧЕЕ АВАРИЙНОЕ (2 лк) ЭВАКУАЦИОННОЕ (0,5 лк) ОХРАННОЕ (0,5 лк) СИГНАЛЬНОЕ (для фиксации границ опасных или безопасных зон)

Источники света Основные характеристики 1. Рабочее напряжение U (В) и электрическая мощность N(Вт). 2. Световой поток лампы Ф (лм). 3. Характеристика спектра излучения. 4. Срок службы лампы t, час. 5. Конструктивные параметры (форма колбы лампы, тела накала; наличие и состав газа, заполняющего колбу). 6. Световая отдача или экономичность φ (лм/Вт), то есть отношение светового потока к мощности лампы. 2

Источники света (продолжение 1) 1. Лампы накаливания (ЛН) Свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Типы ламп:НВ - накаливания вакуумная. НГ - накаливания газонаполненная. НБ - накаливания биспиральная. Преимущества ЛН: малые габариты, простота включения, нечувствительность к внешней температуре. Недостатки ЛН: низкая световая отдача ( 7-20 лм/Вт), небольшой срок службы (1000ч), восприимчивость к изменению напряжения, преобладание в спектре излучения красно-жёлтых тонов. 3

Источники света (продолжение 2) 2. Галогенные лампы накаливания Наличие в колбе паров йода повышает температуру накала спирали; образующиеся пары вольфрама соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити. Преимущества галогенных ламп: более высокая, чем у ламп накаливания световая отдача (до 40 лм/Вт), срок службы 3000ч, спектр излучения близок к естественному. 3. Газоразрядные лампы Излучают свет в результате электрических разрядов в парах газов. Слой люминофора преобразует электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления. 4

Люминесцентные лампы (ЛЛ) Марки ламп: Марки ламп: ЛБ - лампа белого света, ЛД - лампа дневного света, ЛТБ - лампа тёпло-белого света, ЛХБ - лампа холодного света, ЛДЦ - лампа с улучшенной цветопередачей. Преимущества ЛЛ: значительная световая отдача (40-80 лм/Вт), большой срок службы (8000ч), спектр излучения близок к естественному свету. Недостатки ЛЛ: большие габариты, чувствительность к низкой температуре, пульсация светового потока, высокая стоимость. Газоразрядные лампы высокого давления Марки ламп Марки ламп: ДРЛ - дуговая ртутная люминесцентная, ДКсТ - дуговая ксеноновая трубчатая, ДНаТ - дуговая натриевая трубчатая. Преимущества: эти лампы работают при любой температуре. Применение: для открытых площадок и в высоких помещениях. 5 Источники света (продолжение 3)

Рис. 33 Некоторые типы ламп (масштабы разные) а - криптоновая; б - зеркальная; в - галогенная; г - ДРЛ; д - ДНаТ; 1 - отражающий слой; 2 - нить накала; 3 - кварцевая колба; 4 - ртут- ная кварцевая лампа; 5 - внешняя стеклянная колба; 6 - люминофор; 7 - горелка, заполненная парами натрия. 6 Анв

Рис. 34 Лампы накаливания общего назначения 1. НБ накаливания биспиральная, световой поток лм, световая отдача - 12,4 лм/Вт; 2. НБК накаливания биспиральная криптоновая, свето- вой поток лм; световая отдача - 13,8 лм/Вт. 7

Осветительные приборы Осветительные приборы включают источник света и арматуру. Их делят на светильники и прожекторы. Характеристики светильников Характеристики светильников: 1 - кривые распределения силы света; 2 - защитный угол (от ослепления), 3 - КПД светильника, как отношение светового потока светильника к световому потоку источника света. 8 По распределению светового потока светильники делят: - прямого света; - преимущественно прямого света; - рассеянного света; - отражённого света. По исполнению светильники делят: - открытые; - защищённые; - брызгозащищённые; - взрывозащищённые и др.

Рис. 35 Кривые силы света светильника 1 - широкая; 2 - равномерная; 3 - глубокая. Рис. 36 Защитный угол светильника а - с лампой накаливания б - с люминесцентными лампой. 9

2.12. Расчёты освещения Проектируя осветительную установку, необходимо решать следующие вопросы: 1. Выбор типа источника света. Рекомендуется применять газоразрядные лампы, а для помещений, где температура воздуха может быть менее +10 о С, следует отдавать предпочтение лампам накаливания. 2. Выбор системы освещения. Более экономичной является система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна. 3. Выбор типа светильника с учётом загрязнённости воздушной среды, распределения яркостей и с требованиями взрыво- и пожаробезопасности. Для расчёта освещения применяют метод коэффициента использования светового потока и точечный метод. 1

Рис. 37 Расчётная схема при проектировании системы общего освещения методом коэффициента использования светового потока а - лампы накаливания; б - люминесцентные лампы. L - длина, В - ширина, H - высота помещения h - высота подвеса светильников; h p - высота от пола до рабочей поверхности; h c - высота от потол- ка до светильников, м. 2 Анв hchc BL h hphp H а б

1. Метод коэффициента использования светового потока Метод применяется для расчёта общего освещения. При установке ламп накаливания определяют требуемый све- товой поток Ф (лм) лампы, чтобы обеспечить норму Е нор (лк). где Z - коэффициент неравномерности освещения (1,1-1,2); К з - коэффициент запаса, который учитывает старение лампы и запылённость (1,3-1,5); S - площадь освещаемой поверхности, м 2 ; n - количество ламп, которое задаётся; η - коэффициент использования светового потока рав- ный отношению полезного светового потока к сум- марному ; зависит от индекса помещения, коэффи- циентов отражения света и от типа светильника. При люминесцентных лампах по этой формуле находят n. 3

Рис. 38 Схема для расчёта местного освещения точечным методом А - расчётная точка; d - размер по горизонтали, м; h - размер по вертикали, м. 4 Анв d h А

2. Точечный метод расчёта освещения Метод применяют для расчёта местного освещения, освещения наклонных поверхностей, наружного освещения. Он также может быть использован для расчёта общего освещения, особенно при светильниках прямого света. Необходимый световой поток лампы Ф (лм) где μ - коэффициент по учёту отражённого света (1,1);ΣЕ усл - суммарная условная освещённость Условной освещённостью называет- ся освещённость, создаваемая све- тильником с лампой Ф = 1000 лм. Условная освещённость для светильников определяется по графикам пространственных изолюкс (рис. 39). 5

График пространственных изолюкс Рис.39 6 Анв

НОРМА ОСВЕЩЕННОСТИ СанПиН 2.2.1/ –03 Люминесцентные лампы ПДУ на рабочем месте 400 люкс (лк) На площадь 50 м2 необходима – удельная мощность 32,2 Вт/м2, для этого нужно – 22 светильника по 72 Вт (2 длинные лампы по 36 Вт или 4 короткие лампы по 36 Вт); – 20 светильников по 80 Вт (2 длинные лампы по 40 Вт). ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ ПДУ на рабочем месте 300 люкс (лк) На площадь 50 м2 необходима – удельная мощность 72,2 Вт/м2, для этого нужно 12 световых точек по 300 Вт в каждой точке (5 лампочек по 60 Вт)

Требуемый уровень освещенности определяется – степенью точности зрительных работ – степенью контраста объекта и фона; – яркости фона; – системы освещения; – типа используемых ламп и т.д.

Характеристика зрительной работы Наименьший или Эквивалентный размер объекта различения, мм Разряд Зрит раб Под раз ряд зрит раб Продолж раб, % Освещенность на рабочей поверхности от системы общего искусствен ного освещения. лк Средний КЕО при Верхнем или верхнем и Боковом освещении Минима льный КЕО при боковом освеще нии Различение объектов при фиксированной линии зрения СанПиН 2.2.1/ –03 Очень высокой точности 0,1-0,3А 15>705004,0 1, ,2 20,5В 1>701502,0 0,5 2

Обзор окружающего пространства Высокая насыщен ность помещения светом -Г ,01,0 Средняя насыщен ность помещений светом - д ,50,7 Низкая насыщен ность помещения светом -Е ,00,5

Общая ориентировка в пространстве Большое скопление людей _Ж175 _ Малое скопление людей _Ж250_ _ Общая ориентировка в зонах передвижения Большое скопление людей – –– Малое, скопление людей

БЕРЕГИТЕ ЗРЕНИЕ Желаем безопасной жизнедеятельности