Про строительство и ремонт. Электрика. Окна и двери. Кровля и крыша

Светотехнические параметры. Светотехнические материалы Основные светотехнические характеристики

Номинальное напряжение источника света - напряжение, на которое рассчитан конкретный источник света, а также на которое он может включаться с предназначенной для этого специальной аппаратурой. Измеряется в вольтах (В, V).

Номинальная мощность источника света - мощность, потребляемая источником света при подключении к номинальному напряжению, необходимая для преобразования электрической энергии в световую. Измеряется в ваттах (Вт, W ).

Световой поток – мощность оптического излучения, испускаемая источником света во всех направлениях, оценивающаяся его действием на глаз человека. Основной фотометрический параметр, который характеризует возможность источника света осветить тот или иной объект. Величина светового потока зависит от длины волны, излучаемой источником света. Измеряется в люменах (Лм, Lm)

Световая отдача - отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. Служит характеристикой экономичности источников света. Измеряется в люменах на ватт (Лм/вт, Lm / W ).

Например, световая отдача светильника со световым потоком 11 600 Лм мощностью 110 Вт составляет 11 600: 110 = 105 Лм/Вт.

Будьте внимательны, при покупке обращайте внимание на световую отдачу светильника в сборе, а не на световую отдачу светодиодов, поскольку в сборе возникают потери светового потока из-за КПД драйвера, а также конструктивных особенностей светильника.

Цветовая температура характеризует цвет излучения источника света. Измеряется в градусах Кельвина (К)

Чем ниже цветовая температура, тем «теплее» свет, чем выше – тем «холоднее». Например, светильник с цветовой температурой от 5 000 до 6 000 К излучает холодный белый свет, 4 000 – 4 500 К – нейтральный белый, 2 700 – 3 000 К – теплый белый.

На изображении Вы можете увидеть, каким источникам естественного и искусственного освещения соответствует та или иная цветовая температура.

Индекс (коэффициент) цветопередачи характеризует степень соответствия естественного цвета объекта видимому цвету при освещении определенным источником света.

Обозначается CRI (colour rendring index) или Ra.


Коэффициент мощности или «косинус фи» (cos ) называется отношение активной мощности к полной мощности. Поскольку активная мощность меньше полной мощности, коэффициент мощности всегда меньше единицы.

Коэффициент пульсаций - критерий оценки глубины колебаний освещенности, создаваемой источником света во времени.

Светодиодные светильники – до 5%

Лампы накаливания, галогенные лампы – до 5%

Люминесцентные лампы – 5 – 45%

Ртутные, натриевые лампы – до 80%

Металлогалогенные – до 100%

Освещенность – физическая величина, равная световому потоку, падающем перпендикулярно на единицу освещенной поверхности. Измеряется в люксах (лк, lux ) .

1 люкс равен световому потоку в 1 люмен, падающему на поверхность размером 1м2.



Например, освещенность земли солнечными лучами в полдень примерно равна 100 000 лк, освещенность улицы при искусственном освещении примерно равна 4 лк.

Нормируемые параметры освещенности для различных объектов регулируются законодательством.

Внутреннее интерьерное освещение

Необходимая освещенность, лк

Помещения с высокими нормами освещённости : Офисы, рабочие комнаты, операционные залы, кассовые помещения, проектные, конструкторские и чертёжные бюро, помещения с ПК, лаборатории, аудитории, торговые залы продовольственных магазинов, парикмахерские, технические помещения

400-500

Помещения со средними требованиями к освещённости: Торговые залы прочих магазинов, конференц-залы и залы заседаний, читальные залы, выставочные залы, гостиницы

200-300

Классные комнаты, учебные кабинеты, детские сады

400

Помещения с умеренной освещённостью: Вестибюли и гардеробы промышленных зданий, вестибюли и гардеробы общественных зданий, коридоры и проходы общественных зданий, коридоры и проходы жилых зданий, лестничные клетки производственных зданий, уборные

75-150

Лестничные клетки жилых зданий

Внутреннее специальное освещение

Необходимая освещенность, лк

Производственные помещения, цеха

500

Складские помещения, спортивные сооружения

200

Авто, ж/д вокзалы, аэропорты, сельско-хозяйственные объекты

300

Пешеходные переходы, туннели

100

Технические, подсобные помещения

100

Помещения с повышенным содержанием пыли и влаги

200

Наружное освещение

Необходимая освещенность, лк

Территория промышленного предприятия, складского комплекса, территория АЗС

Парковка, гаражные кооперативы, парк, сквер, бульвар, придомовая территория, территории авто, ж/д вокзалов, аэропортов

Проектирование систем освещения в соответствии с нормируемыми параметрами проводится специалистами в специальных программах. Ниже приведен пример проекта по освещению помещения площадью 6х6 метров светодиодными светильниками типа «даунлайт»(ссылка на Дво18-30-01) мощностью 30 Вт:

Более подробно с нормируемыми параметрами освещенности Вы можете ознакомиться в Своде правил


В соответствии с ГОСТ 17677-82 существует несколько видов КСС. От типа КСС зависит возможность использования осветительного прибора в той или иной области.

Тип КСС

Зона направлений максимальной силы света (в верхней и/или нижней полусфере)

Обозначение

Наименование

Концентрированная

Глубокая

0°-30°; 180°-150°

Косинусная

0°-35°; 180°-145°

Полуширокая

35°-55°; 145°-125°

55°-85°; 125°-95°

Равномерная

Синусная

70°-90°; 110°-90°

Чем уже угол распределения светового потока, тем меньше диаметр, выше направленность и контрастность светового пятна. Чем шире угол распределения светового потока, тем больше диаметр светового пятна и равномернее освещение. Рассмотрим КСС типа Д стандартного офисного светильника

По графику можно определить, что данный светильник излучает силу света равную примерно 425 кд в направлении вертикально вниз, а под углом 30° сила света равна примерно 325 кд

· световой поток Ф

· сила света I d d

· освещенность Е d dS

· яркость В dI dS

· Фон

· Контраст объекта с фоном К

где В 0 и В ф - яркость объекта и фона.

· К Е рассчитывается по формуле

,

где Е max , Е min , Е ср К Е К Е = 7%, а для галогенных К Е = 1%.

ВЫБОР МЕТОДА РАСЧЕТА ОСВЕЩЕНИЯ

Светотехнические расчеты могут быть выполнены методом коэффициента использования светового потока или точечным методом.

Метод коэффициента использования светового потока целесообразно применять для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии больших затенений. При расчетах этим методом учитывается как прямой, так и отраженный свет.

Точечный метод применяется для расчета общего локализованного освещения, для общего равномерного освещения при наличии существенных затенений. Точечный метод используется для расчета освещенности как угодно расположенных поверхностей. Отраженная составляющая освещенности учитывается приближенно. Освещение открытых пространств на минимальную освещенность и местное освещение рассчитывается, как правило, точечным методом.

Таблица 1

Значения для светильников с типовыми кривыми

Количество рядов светильников N , как правило, намечается до расчета.

При выбранном типе светильника и ламп световой поток ламп в каждом светильнике Ф 1 может иметь 2-3 различных значения. Число светильников в одном ряду N 1 определяется как

где Ф - световой поток одного ряда светильников.

Суммарная длина N 1 светильников в ряду сопоставляется с длиной помещения и возможны следующие случаи:

а) длина светильников в ряду превышает длину помещения. В этом случае необходимо или увеличить количество рядов N , или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников и т.д., или использовать более мощные лампы;

б) длина светильников в ряду равна длине помещения. Светильники располагаются в виде непрерывного ряда светильников;

в) длина светильников в ряду меньше длины помещения. Светильники в ряду располагают с равномерно распределенными по длине ряда разрывами.

Коэффициент затенения следует вводить только для помещений (таких как конторы, чертежные залы), где положение работающего строго фиксировано и создает частичное затенение, его значение берут около 0,8.

Таблица2

Таблица 3

Выбор высоты подвеса ламп в зависимости от площади помещения

Индекс поме щения Площадь помещения при расчетной высоте подвеса, м
2,5 2,7 3,4 4,3 4,6 5,2 5,7
0,6 11,8 13,5 17,7 22,6 30,5 35,0
0,7 15,6 18,0 23,5 46,5
0,8 20,1 23,2 38,5
0,9 37,7
1,0 35,2
1,1
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
3,0

Отражающая способность потолка, стен, рабочей поверхности и пола характеризуется коэффициентами отражения потолка р п, стен р с, рабочей поверхности, пола р р. Фактическое значение этих коэффициентов определить трудно, поэтому рекомендуется применять ориентировочные значения, руководствуясь оценками состояния отражающих поверхностей, приведенными в табл. 4.

Таблица 4

Значение коэффициентов отражения потолка, стен, рабочей поверхности

Окончание табл.4

Индекс помещения i определяется по формуле

где S - площадь помещения, м 2 ; h - расчетная высота подвеса (расстояние от светильника до рабочей поверхности), м; А и В - ширина и длина помещения, м.

Значение коэффициента использования светового потока может быть определено по табл. 5-9. Обращение к той или иной таблице связано с типом источника светильника, используемого в системе освещения.

Сортамент светильников и светотехнические характеристики светильников очень разнообразны. Если в таблицах не приведены данные по конкретному типу светильника, то в них даны значения коэффициентов использования светового потока с типовыми кривыми силы света (М, Д, Г), излучаемого в нижнюю полусферу.


Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Лица 9

Коэффициенты использования светового потока светильников с типовыми кривыми силы света,

излучаемого в нижнюю полусферу


ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Индивидуальные варианты для выполнения расчета берем только для задания 1(табл. 22). Пример, если предлагается выполнить задание 1, а порядковый номер по списку в журнале 25, то исходные данные для расчета берутся из табл. 23 вариант 017 и табл. 24 вариант 11. Недостающие данные (коэффициент запаса, высоту свеса светильников, высоту рабочей поверхности, коэффициент неравномерности) студентам предлагается найти самостоятельно, исходя из требований нормативных документов, особенностей варианта задания и рекомендаций, приведенных в настоящих методических указаниях.


Таблица 22

Задания для выполнения расчетов производственного освещения

Таблица 23

Варианты параметров помещений

Номер вари­анта Длина помещения А , м Ширина помещения В , м Высота помещения Н , м Коэффициенты отражения, Р п -Р с -Р 0 ,%
3,0 4,5 6,0 9,0 9,0 3,0 3.0 3,0 3,0 3,0 4,5 4,5 6,0 9,0 6,0 4,5 4,5 4,5 6,0 6,0 6,0 6,0 9,0 6,0 9,0 9,0 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 3,2 3,2 3,2 2,9 3,2 3,2 3,5 3,8 4,1 4,6 3,8 4,1 4,6 4,6 4,1 4,1 3,8 4,1 70-50-30 70-50-10 50-30-10 30-10-10 70-50-30 70-50-10 70-50-30 70-50-10 50-30-10 70-50-30 50-30-10 30-10-10 70-50-30 70-50-10 50-30-10 30-10-10 70-50-30 70-50-10 50-30-10 70-50-30 70-50-10 50-30-10 70-50-10 50-30-10

Таблица 24

Варианты условий зрительной работы

По результатам выполненных расчетов составляется отчет. Отчет должен состоять из титульного листа, номера варианта, формулировки задания, таблицы исходных данных, обоснования самостоятельного выбора расчетных величин, эскизов размещения светильников, расчетных формул, цифровых расчетов и выводов.

Задание 1.

Методом коэффициента использования светового потока рассчитать количество и мощность разрядных источников света, необходимых для создания нормативной освещенности в помещении. Аналогичный расчет проделать для ламп накаливания. Сравнить эксплутационные расходы при использовании источников различного типа.


ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П1

Таблица П2

Таблица ПЗ

Таблица П4

Таблица П12

Светильники с лампами накаливания для производственных помещений

Тип светильника Мощность, Вт Защитный угол Примечание Тип светильника Мощность, Вт Защитный угол Примечание
НСП 07 Частично пылезащищенное, незащищенное, кривая силы света -Л УПМ-15 У-15 Частично пылезащищенное, незащищенное, кривая силы света -Д
НСП 03 - Полностью пыленепроникаемое УП-24 Полностью пьшенепроницаемое
Астра-1; 11; Астра-3;- 2;-32 30 15 Типы 11,12 -частично пылезащищенные; 1,3,32-незащищенные. Кривая силы света -д С-200М С-500 200 500 Незащищенное
СУ-200М СУ-500М 200 500 Частично пылезащищенное
НСП17 200 500 1000 - Степень защиты 1Р20/50. Кривые силы света:
УПД-500 УПД-1000 УПД-1500 Частично пьшенепроницаем НСП20 - Для высоких помещений с нормальными условиями среды
ППД2-500 Полностью пьшенепроницаем ИСП22 - Для высоких помещении с нормальными условиями среды
ППД-100 ППД-200 ППД-500 Полностью пьшенепроницаем

ТаблицаП13

Основные светотехнические характеристики

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся:

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

· сила света I - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока d Ф, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла d W. , к величине этого угла ; измеряется в канделах (кд);

· освещенность Е - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока d Ф, равномерно падающего на освещенную поверхность dS , к ее площади ; измеряется в люксах (лк);

· яркость В поверхности под углом а к нормали - это отношение силы света dI , излучаемого освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению, т.е. ; измеряется в кд×м 2 .

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

· 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, т.е.

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02 . . . 0,95.

· Контраст объекта с фоном К - степень различения объекта и фона -характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно, трещина, риска или другие элементы, которые требуется различить в процессе работы); определяется по формуле

где В 0 и В ф - яркость объекта и фона.

Пороговый, или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на этом фоне, равен 0,01.

· Коэффициент пульсации освещенности К Е - это критерий глубины колебания освещенности в результате изменения во времени светового потока. Коэффициент пульсации К Е рассчитывается по формуле

,

где Е max , Е min , Е ср - максимальное, минимальное, среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп К Е = 25...65%; для обычных ламп К Е = 7%, а для галогенных К Е = 1%.

Основные светотехнические характеристики. Ощущение зрения происходит под воздействием 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.

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; определяется как отношение светового потока ДФ , исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла ДЩ , к величине этого угла; J = ДФ / ДЩ ; измеряется в канделах (кд);
  • · освещенность Е -- поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока ДФ , равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади ДS (м 2); Е= ДФ / ДS измеряется в люксах (лк);
  • · яркость L поверхности под углом б к нормали -- это отношение силы света ДJб , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади ДS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению;

измеряется в кд м -2 .

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

Фон -- это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения с ) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад ;

с= Ф отр/ Ф пад .

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения^ находятся в пределах 0,02...0,95; при с? 0,4 фон считается светлым; при с = 0,2...0,4 -- средним и при с? 0,2 -- темным.

Контраст объекта с фоном к -- степень различения объекта и фона -- характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; к = (L ор -L o)/ L ор считается большим, если к ? 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при к = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при к ? 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности к е -- это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:

к е = 100(E max -E min )/(2E cp)

где E max , E min , E cp -- максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп к е =25...65 %, для обычных ламп накаливания к е = 7%, для галогенных ламп накаливания к е = 1 %.

Системы и виды освещения. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными тучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по норам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее -- через световые проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное -- сочетание верхнего и бокового освещения.

В учебных помещениях применяют боковое левостороннее естественное освещение. При ширине помещения более б м обязательно устраивать правосторонний подсвет. Направление основного светового потока спереди и сзади от учащихся не допускается.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов -- общее и комбинированное. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях, в классах и аудиториях учебных заведений. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным (ультрафиолетовое излучение, заключенное в спектральной области примерно от 0 280 до 0 38 - 0 400 мкм и оказывающее в малых дозах полезное действие на организм человека и животных), бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т. д.

Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях -- не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Производственное освещение – неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При правильно организованном освещении рабочего места обеспечивается сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производитель­ность труда и качество выпускаемой продукции находятся в прямой зависимости от освещения.

Видимый свет – это электромагнитные волны (рис. 6.1) с длиной волны от 380 до 770 нм (1 нм = 10 -9 м). Он входит в оптическую область электромагнитного спектра, который ограничен длинами волн от 10 до 340 000 нм. Кроме видимого света в оптическую область входит ультрафиолетовое излучение (УФИ) и инфракрасное (тепловое) излучение (ИКИ).

Рис. 6.1 Длины волн электромагнитного излучения

С физической точки зрения любой источник света – это скопление множества возбужденных или непрерывно возбуждаемых атомов. Каждый отдельный атом вещества является генератором световой волны.

С физиологической точки зрения свет является возбудителем органа зрения человека (зрительного анализатора). Человеческий глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Приблизительные границы длин волн (в нанометрах) и соответствующие им ощущения (цвета) следующие:

380 – 455 – фиолетовый;

455 – 470 – синий;

470 – 500 – голубой;

500 – 540 – зеленый;

540 – 590 – желтый;

590 – 610 – оранжевый;

610 – 770 – красный.

Наибольшая чувствительность органов зрения человека приходится на излучение с длиной волны 555 нм.

Освещение характеризуется количественными и качественными (физическими и физиологическими) показателями. К количественным показателям относятся:световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения.

Световой поток (Ф) – это часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет, измеряется в люменах (лм). С физической точки зрения световой поток – это мощность видимого излучения, т.е. световая энергия, излучаемая по всем направлениям за единицу времени

Сила света (J) – пространственная плотность светового потока, измеряется в канделах (кд). Она характеризует неравномерность распространения светового потока в пространстве и описывается выражением:

где dФ – световой поток, исходящий от источника света и распространяющийся равномерно внутри элементарного телесного угла; d –элементарный телесный угол.

Единицей телесного угла является телесный угол, вырезающий из сферы (с центром в вершине угла) площадь, равную площади квадрата, построенного на радиусе. Такой телесный угол называют стерадианом (ср). он равен:

Освещенность (Е) – это поверхностная плотность светового потока, измеряется в люксах (лк). Она определяется как отношение светового потока (dФ), равномерно падающего на освещаемую поверхность, к площади этой поверхности (dS), т.е.

Яркость (L) поверхности– это характеристика источника света, обладающего светящейся поверхностью, измеряется в канделах на метр в квадрате (кд/м 2).


Определяется как отношение силы света (dJ a), излучаемой освещаемой или светящейся в данном направлении, к площади светящейся поверхности источника (dS), видимой по этому направлению:

Коэффициент отражения (ρ отр) – это коэффициент, характеризующий способность поверхности отражать падающий на нее световой поток, это безразмерная величина. Он равен:

где Ф отр – отраженный от поверхности световой поток; Ф пад – падающий на поверхность световой поток.

К качественным показателям относятся:фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности, видимость.

Фон – это поверхность, на которой рассматриваются объекты различения.

Для характеристики точности выполняемых работ вводится понятие «объект различения » – это наименьший размер рассматриваемого предмета, который необходимо различить в процессе работы. Например, при выполнении чертежных работ объектом различения служит толщина самой тонкой линии на чертеже, при работе с печатной документацией – наименьший размер в тексте имеет точка.

Количественно фон может быть охарактеризован коэффициентом отражения (р)светового потока от поверхности, образующей фон. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значение р лежит в пределах 0,02 – 0,95. Если р > 0,4, то фон называется светлым, при р = 0,2 – 0,4 – средним, при р < 0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном (k) – это степень различения объекта и фона, определяется соотношением яркостей рассматриваемых объекта и фона по формуле:

где l ф и l об – это яркость соответственно фона и объекта.

При k > 0,5 контраст объекта с фоном считается большим (объект резко выделяется на фоне), при k = 0,2 – 0,5 – средним (объект и фон заметно отличается по яркости), при k < 0,2 – малым (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности (К п) – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока. Он равен:

где Е мин, Е мах, Е ср – это максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний.

Для газоразрядных ламп К п = 25 – 65 %, для обычных ламп накаливания К п = 7 %, для галогенных ламп К п = 1 %.

Показатель ослепленности (Р о) – это критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой. Он определяется по формуле:

где V 1 , V 2 – это видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.д.

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.

где k – контраст объекта с фоном; k n о p – пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.


Световой поток Ф мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению, люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока:

Ia= d Ф/d ω,

Где d Ф – световой поток (лм), равномерно распределяющийся внутри элементарного телесного угла d ω, ср (стерадиан). Единица измерения силы света – кандела (кд), равная световому потоку

В 1 лм, распространяющемуся внутри телесного угла в 1 ср.

Освещенность – поверхностная плотность светового потока, люкс (лк):

E= d Ф/dS,

Где dS – площадь поверхности, м 2 , на которую падает световой поток d Ф.

Яркость В – поверхностная плотность силы света в заданном направлении. Яркость, являющаяся характеристикой светящихся тел, равна отношению силы света в данном направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

B=I / dS·cos α,

Где I – сила света в данном направлении, кд; dS – площадь излучающей поверхности, м 2 ; α – угол между направлением излучения и плоскостью, град. Единица измерения яркости – кд/м 2 .


  1. Что представляет собой светильник?
Светильник представляет собой совокупность электрического источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз работающих от слепящего действия источника света, для подвода электрического питания, крепления и защиты источника света от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

  1. Какие функции выполняет осветительная арматура в светильнике?
Осветительная арматура предназначена для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз работающих от слепящего действия источника света, для подвода электрического питания, крепления и защиты источника света от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

  1. Каким бывает по конструктивному исполнению искусственное освещение? Почему запрещается применять одно местное освещение?
Искусственное освещение по конструктивному исполнению бывает общее и комбинированное , когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Применение одного местного освещения в производственных помещениях запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами приводит к зрительному напряжению, замедляет скорость работы и может стать причиной несчастных случаев.


  1. Что такое общее освещение? Какими способами можно увеличить освещенность, создаваемую общим освещением?
Общее освещение равномерное или локализованное предназначено для освещения всего помещения с помощью светильников, размещенных в верхней части помещения. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого помещения без учета расположения оборудования. При общем локализованном освещении светильники размещают с учетом расположения рабочих мест, что позволяет создавать на местах повышенную освещенность.

  1. Что такое комбинированное освещение? В каких случаях оно применяется?
Комбинированное освещение рекомендуется устраивать при выполнении точных зрительных работ, для освещения наклонных рабочих поверхностей, на рабочих местах, где оборудование создает резкие тени, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока с помощью местных светильников.

  1. Какие преимущества у ламп накаливания перед газоразрядными?
Газоразрядные лампы – это источники света низкого и высокого давления, в которых видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явления люминесценции.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая светоотдача от 40 до 110 лм/Вт. Они имеют значительно больший срок службы – свыше 10 тыс. ч., низкую температуру поверхности лампы, близкий к солнечному свету спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи. Кроме того, газоразрядные люминесцентные лампы обеспечивают более равномерное освещение и рекомендуются для применения в светильниках общего освещения.


  1. Каков принцип действия ламп, применяемых в учебных аудиториях? Каковы преимущества у данных ламп?
Наиболее распространенные газоразрядные лампы низкого давления – люминесцентные. Они имеют форму цилиндрической стеклянной трубки с двумя электродами, наполненную дозированным количеством ртути и смесью инертных газов. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение, возни-

Кающее при газовом электрическом разряде, в видимый свет.

Люминесцентные лампы в зависимости от применяемого в них люминофора создают разный спектральный состав света и бывают белого (ЛБ), теплого белого (ЛТБ) и холодного белого света (ЛХБ), дневного света (ЛД), дневного света с исправленной цветопередачей (ЛДЦ).


  1. Какие недостатки у газоразрядных ламп?
Существенным недостатком газоразрядных ламп, питающихся от электрической сети переменного тока, является пульсация светового потока вследствие малой инерционности свечения люминофора. Это может привести к появлению стробоскопического эффекта , который проявляется в искажении зрительного восприятия движущихся или вращающихся объектов. При кратности или совпадении частоты пульсации светового потока и частоты вращения объекта вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются скорость и направление движения. Стробоскопический эффект опасен, так как вращающиеся части механизмов, детали, инструмент могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма.

К недостаткам газоразрядных ламп следует также отнести: необходимость применения специальных пусковых устройств, зависимость работоспособности лампы от температуры окружающей среды и величины питающего напряжения, длительный период разгорания у ламп высокого давления (10 – 15 минут).


  1. Что такое коэффициент пульсации освещенности?
Коэффициент пульсации освещенности К п – это критерий глубины колебаний освещенности во времени в результате изменения светового потока используемых источников света. Величина коэффициента пульсации освещенности К п (%) определяется по формуле

К п = 100 (Е макс – Е мин) / 2·Е ср, где Е макс, Е мин и Е ср – максимальное, минимальное и среднее значение освещённости за период её колебания, лк.

Значение коэффициента пульсации освещенности меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для газоразрядных ламп).


  1. Какова причина пульсации светового потока источников света? У какого типа ламп больше коэффициент пульсации освещенности?
Пульсация светового потока возникает у газоразрядных ламп вследствие малой инерционности свечения люминофора.

Световой поток лампы Ф в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0 уменьшается.

Рис. Пульсации светового потока при однофазном питающем напряжении

Газоразрядные лампы (в том числе люминесцентные) обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Ф почти пропорционально амплитуде напряжения питающей сети. Большая тепловая инерция нити накала ламп накаливания препятствует заметному уменьшению светового потока лампы.


  1. Каким способом можно уменьшить коэффициент пульсации освещенности?
Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности люминесцентные лампы включаются в разные фазы трехфазной электрической сети. За счет сдвига фаз в трехфазной сети на 1/3 периода “провалы” в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, в результате пульсации суммарного светового потока, следовательно, и освещенности существенно меньше.

  1. Что такое стробоскопический эффект и чем он опасен?
Стробоскопический эффект проявляется в искажении зрительного восприятия движущихся или вращающихся объектов. При кратности или совпадении частоты пульсации светового потока и частоты вращения объекта вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются скорость и направление движения. Стробоскопический эффект опасен, так как вращающиеся части механизмов, детали, инструмент могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма.

  1. Допустимые значения каких показателей искусственного освещения устанавливаются СНиП 23-05-95?
Нормируемыми показателями для систем искусственного освещения согласно строительных норм и правил СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» являются: величина минимальной освещенности рабочих поверхностей, коэффициент пульсации освещенности и показатель ослепленности.

  1. В зависимости от каких факторов устанавливаются допустимые значения показателей искусственного освещения?
Допустимые значения показателей искусственного освещения (Е min) в СНиП 23-05-95 устанавливаются в зависимости от характера зрительной работы, применяемой системы освещения, типа используемых источников света.

  1. Какие факторы определяют характеристику зрительной работы?
Характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона.

Объект различения

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой объект рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения, зависящем от цвета и фактуры поверхности. Коэффициент отражения ρ определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на неё световому потоку Ф пад. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности, на которой рассматривается объект, более 0,4; средним – при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным – при коэффициенте отражения менее 0,2.

Контраст объекта различения с фоном К определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта различения В о и фона В ф к наибольшей их этих двух яркостей. Контраст считается большим при значениях К более 0,5; средним – при значениях К от 0,2 до 0,5; малым – при значениях К менее 0,2.


  1. Что такое объект различения? Приведите примеры.
Объект различения – наименьший элемент рассматриваемого предмета или дефект, которые необходимо различить в процессе работы (например, линия, знак, нить, пятно, трещина, риска и т. п.).

  1. По какой характеристике, полученной при расчете освещения, выбирается источник света? Какие параметры лампы необходимо определить?

Рассчитывается необходимый световой поток лампы Ф, обеспечивающий в помещении нормируемое значение освещенности E , и по светотехническому справочнику выбирается тип и мощность стандартной лампы со световым потоком Ф гост, близким по величине расчетному.

Похожие публикации