Виды и нормирование освещения

Освещение подразделяют на естественное (источник  — Солнце), искусственное (источники  — лампы накаливания, газоразрядные и др.) и совмещенное.

Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем искусственный свет, создаваемый любыми источниками света. Кроме того, чем лучше естественная освещенность в помещении, тем меньше времени приходится пользоваться искусственным светом, что позволяет экономить электрическую энергию.

Естественное освещение

Фото: http://www.takefoto.ru/articles/teoriya_fotografii/534_kist_v_rukah_fo

Для оценки использования естественного света введено понятие коэффициента естественной освещенности, который определяется как отношение освещенности Ев внутри помещения за счет естественного света к наружной освещенности Ен от всей полусферы небосклона, выраженное в процентах:

КЕО = (Ев/Ен)·100%,

где освещенность Е — это отношение падающего на поверхность светового потока Фпад к величине площади этой поверхности S: Е = Фпад/S.

Освещенность измеряется в люксах (лк); 1 лк = 1 лм/м2. Световой поток Ф — это электромагнитная энергия, излучаемая источником в световом диапазоне, измеряется в люменах (лм).

Естественное освещение  разделяется на три типа.

Типы естественного освещения

Величина освещенности Е в помещении зависит от времени года, времени дня, наличия облачности, а также доли светового потока от небосвода, которая проникает в помещение, т.е. от КЕО.

Распределение КЕО при различных видах естественного освещения

а — одностороннее боковое освещение; б — двустороннее боковое освещение; в — верхнее освещение;
г — комбинированное освещение; 1 — уровень рабочей поверхности

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света. По своему конструктивному исполнению искусственное освещение может быть общим, общим локализованным и комбинированным. 

Искусственное освещение

Фото: http://artillum.ru/home/lamps/led-lamps/8-home/1-the-role-of-artificia

Виды искусственного освещения

а — общее; б — общее локализованное; в — комбинированное

 

При общем освещении все места в помещении получают свет от общей осветительной установки. В этой системе источники света распределены равномерно без учета расположения рабочих мест. Средний уровень освещения должен быть равен уровню освещения, требуемого для выполнения предстоящей работы.

 Требования к системе общего искусственного освещения

Общая локализованная система освещения предназначена для увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям. Светильники при таком освещении часто дают блики, и их рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они убирали источник света из прямого поля зрения рабочего. Например, они могут быть направлены вверх.

Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение (местный светильник, например настольная лампа), сосредоточивающее световой поток непосредственно на рабочем месте.

Применение одного местного освещения недопустимо, так как возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени и другие неблагоприятные факторы.

Кроме естественного и искусственного освещения может применяться их сочетание, когда освещенности за счет естественного света недостаточно для выполнения той или иной работы. Такое освещение называется совмещенным. Для выполнения работы наивысшей, очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное освещение, так как естественной освещенности, как правило, недостаточно.

Виды искусственного освещения по его назначению

Основным способом защиты от недостаточного освещения является соблюдение норм освещенности, установленных по СНиП 23-05—95*.

Минимальное допустимое значение КЕО определяется разрядом работы: чем выше разряд, тем больше минимально допустимое значение КЕО.

Важной характеристикой, от которой зависит нормативная освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения  — минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы.

Разряд работы в зависимости от размера (мм) объекта различения

Не менее важным показателем системы освещения является контраст объекта с фоном. Контрастом К называется разница между яркостями объекта Lо и фона Lф, отнесенная к яркости фона. Он определяется по формуле

К = | LоLф |/Lф,

где яркость Lф— это отношение величины отраженного от поверхности светового потока Фотр к величине этой поверхности.

Величина яркости тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.

Чтобы объект был хорошо виден, необходимо различие в яркости объекта и фона.

Характеристики контраста освещенности

Нормы освещенности при искусственном освещении устанавливают величину минимально допустимой освещенности Еmin

Нормы освещенности при искусственном  освещении приведены в СНиП 23-05—95*.

Извлечения из указанного нормативного документа см. в табл.10.3 п. 10.2  учебника

Нормативные требования к освещению жилых и общественных зданий определены в Санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278—03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

Извлечения из указанного нормативного документа для образовательных учреждений приведены  в табл.10.4 п. 10.2  учебника

Представленные выше уровни освещенности установлены для нормального зрения. С возрастом острота зрения снижается, и это требует повышения уровня освещения.

Зрительная работоспособность

Зрительный комфорт достигается при нормативном и равномерном освещении; при отсутствии бликов и ослепленности; при соответствующей контрастности; при отсутствии пульсаций света и центробежного эффекта.

ОслепленностьНаходящиеся в поле зрения человека поверхности высокой яркости могут производить неприятное, дискомфортное ощущение или вызывать состояние ослепленности. В результате резко снижается и работоспособность. Источниками высокой яркости являются осветительные установки и источники света.

Уменьшение ослепленности

Контраст между объектом и фоном. Одним из эффективных средств для повышения контраста является искусственный фон (светлый, если деталь темная, или темный, если деталь светлая). Разновидностью искусственных фонов являются световые столы.

Постоянство освещенности во времени. Изменения освещенности по времени можно классифицировать как: медленные и плавные, частые колебания и пульсации. Медленные изменения вызываются постепенными изменениями сетевого напряжения и факторами, изменяющими освещенность в процессе эксплуатации (загрязнением источников света и т.д.). Если освещенность при этом сохраняется на уровне не ниже нормативного значения, эти изменения не являются вредными.

Причиной частых колебаний являются перемещения светильников, их раскачивание движением воздуха (ветер, сквозняк, вентиляция и т.д.) и колебания напряжения в сети.

Пульсации освещенности обусловлены малой инерционностью излучения газоразрядных ламп, световой поток от которых пульсирует при переменном токе промышленной частоты.

Практическую опасность может вызвать стробоскопический эффект.  Опасность состоит в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными, вращающимися с более медленной скоростью, чем в действительности, или в противоположном направлении. Это может стать причиной травматизма.

Подробнее описание этого эффекта  см. п. 10.2 учебника

Пульсации освещенности вредны и при работе с неподвижными поверхностями, вызывая утомление зрения и головную боль.

Организация рабочего места для создания комфортных зрительных условий

Освещенность рабочего места должна быть равномерной. Во всяком случае, не должно быть значительной разницы в освещенности различных участков рабочего места, чтобы не требовалось частой переадаптации зрения. 

Правильное освещение рабочего места

Фото: http://prozrenee.ru/stati/peregruzki/pravilnoe-osveschenie.html

Письменный стол должен располагаться в хорошо освещенном месте, желательно у окна. Человек за столом должен располагаться лицом или левым боком к окну (для левшей — правым боком) для того, чтобы избежать образования тени от своего тела или руки. Светильник искусственного освещения должен располагаться относительно тела человека аналогичным образом.

Светильник должен иметь конструкцию, исключающую ослепление человека лучами, отраженными от рабочей поверхности. 

Искусственные источники света

Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов: лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

Лампы накаливания

Лампы накаливания наиболее широко распространены в быту из-за своей простоты, надежности и удобства эксплуатации. Находят они применение и на производстве, организациях и учреждения, но в значительно меньшей степени за счет низкой светоотдачи), небольшого срока службы, преобладания в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав света от солнечного света.

Газоразрядные лампы получили наибольшее распространение на производстве, в организациях и учреждениях прежде всего из-за значительно большей светоотдачи  и срока службы . Газоразрядные лампы в основном применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы.

 Газоразрядные лампы

Недостатки газоразрядных ламп

В последние годы широко стали применяться энергосберегающие лампы со сроком службы 15 лет. Потребляемая мощность таких ламп в четыре-пять раз меньше, чем ламп накаливания.

Однако компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), которым производители присвоили название «энергосберегающие», обладают рядом опасных факторов:

— наличием ультрафиолетового излучения всех диапазонов (А, В и С);

— наличием паразитного ЭМИ, генерируемого пусковой аппаратурой;

— поступлением ртути в помещения при нарушении целостности ламп;

— угнетающим психологическим воздействием при низких уровнях освещения;

— высокой стоимостью.

По мнению ВОЗ, КЛЛ в быту представляет серьезную опасность для здоровья человека. Многие исследователи считают, что для бытовых и местных светильников следует применять лампы накаливания.

Размышляем самостоятельно!

Какие, по вашему мнению, лампы наиболее  комфортны для освещения в различных условиях?

 

Светильники. Для лучшего использования светового потока ламп и ограничения ослепленности искусственные источники света устанавливают в осветительной арматуре.

 Арматура с лампой называется светильником.

 Для регулирования светового потока в осветительной арматуре используются соответствующие методы и их сочетание.

Методы регулирования светового потока в осветительной арматуре

Некоторые типы светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами используются в производственных и общественных помещениях. 

Светильники с лампами накаливания и люминесцентными лампами

По распределению света светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного или отраженного света.

Светильники прямого света направляют более 80% светового потока в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности. Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полусферы . Светильники отраженного света более 80% светового потока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет — вниз в рабочую зону.

Для защиты глаз от ослепления светящейся поверхностью служит защитный yгoл светильника. Защитный угол светильников β = 30÷45°.

Защитный угол светильника

1 — источник света; 2 — арматура

Размышляем самостоятельно!

Какой светильник, на ваш взгляд, лучше выбрать для работы за письменным столом при написании реферата?

Расчет искусственного освещения

Основным методом расчета общего равномерного освещения при горизонтальной поверхности является метод светового потока (коэффициента использования). Необходимый световой поток Фл (лм) от одной лампы накаливания или группы ламп светильника из люминесцентных ламп рассчитывают по формуле

где Eн— нормированная минимально допустимая освещенность, лк, которая определяется нормативом ; S— площадь освещаемого помещения, м2; z коэффициент неравномерности освещения, который зависит от типа ламп (для ламп накаливания и дуговых ртутных ламп — 1,15, для люминесцентных ламп — 1,1); k коэффициент запаса, учитывающий зaпыление светильников и снижение светоотдачи в процессе эксплуатации (обычно k = 1,3÷1,8)); Nс— число светильников в помещении; β — коэффициент затенения, который вводится в расчет только при наличии крyпногабаритного оборудования, затеняющего пространство; η — коэффициент использования светового потока ламп.

Коэффициент использования светового потока ламп η определяют по таблицам, приводимым в СНиП 23-05—95*.

Некоторые значения η см. в табл. 10.5 п. 10.2  учебника

По полученному в результате расчета световому потоку Фл выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют ее необходимую мощность. 

Световые и электрические параметры некоторых наиболее широко используемых ламп см. в табл. 10.6 и 10.7 п. 10.2  учебника

При выборе типа лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы Фл до –10 и +20%. Если такую лампу не удалось подобрать, выбирают другую схему расположения светильников, их тип и повторяют расчет.

 

Размышляем самостоятельно!

Рассчитайте, какую лампу следует выбрать вам в зависимости от выполняемой работы.

Расчет освещения от светильников с люминесцентными лампами целесообразно выполнять, предварительно задавшись типом, электрической мощностью и величиной светового потока ламп. С использованием этих данных необходимое число светильников определяют по формуле

где Nр число принятых рядов светильников.

Расчет естественного освещения

Целью расчета естественного освещения является аналитическое определение значения КЕО, что необходимо для правильной расстановки оборудования, определения положения рабочих мест. Расчет производят также для определения достаточности размеров оконных проемов для обеспечения минимально допустимого значения КЕО. Для расчета естественной освещенности могут применяться аналитические методы, но на практике определение значения КЕО в расчетной точке помещения осуществляют с использованием графиков и номограмм.

График для определения КЕО по площади светового проема и освещаемой площади пола

График определения КЕО по глубине помещения и высоте световых проемов

При использовании графических зависимостей расчет КЕО при боковом освещении осуществляют в последовательности, приведенной ниже.

1. Определяют непосредственным измерением или по строительным чертежам площадь Sо (м2) световых проемов, площадь Sп (м2) освещаемой части пола помещения и находят отношение Sо  /Sп.

2. Определяют глубину hп (м) помещения от световых проемов до расчетной точки, высоту hо (м) верхней грани световых проемов (окон) над уровнем рабочей поверхнocти и находят отношение hп  /hо.

3. С использованием графика определения КЕО по глубине помещения и высоте световых проемов по значениям отношения Sо/Sп  и hп  /hо находят значение КЕО.

Подробнее см. п. 10.3 учебника

 

Последнее изменение: пятница, 2 Сентябрь 2016, 09:07