Осветление Целта на нормата е осветление на технически стойности. Основните индикатори за осветление. Висококачествено осветление

Светлината има сложна вълново-частична природа и е част от оптичната област на спектъра. Видимото лъчение на оптичния спектър включва лъчение с дължина на вълната от 0,38 до 0,78 микрона. В този диапазон вълните (монохроматична светлина) предизвикват цветово усещане. За хигиенната оценка на осветлението се използват следните индикатори:

Светлинен поток Ф -частта от лъчистия поток, възприемана от човек като светлина, характеризира силата на светлинното излъчване, измерена в лумени (lm).

Един лумен е светлинният поток, излъчван от точков източник със светлинен интензитет от 1 кандела (cd) в плътен ъгъл от 1 стерадиан (sr).

Интензитет на светлината J -пространствена плътност на светлинния поток, дефинирана като съотношението на светлинния поток DF (lm) , произлизащ от източника и равномерно разпределен вътре в елементарния плътен ъгъл DW (стерадиан), до стойността на този ъгъл, се измерва в кандели (cd):

Тесен ъгъл -част от пространството, затворено в коничната повърхност. Измерва се чрез съотношението на площта, която той изрязва от сфера с произволен радиус, към квадрата на последната.

Осветление E -повърхностната плътност на светлинния поток се определя като отношението на светлинния поток DФ (lm), равномерно падащ върху осветената повърхност, към неговата площ D С(m 2), измерено в лукс (лукс):

Един lx е осветеността на 1 m 2 от повърхността, когато върху нея падне светлинен поток от 1 lm.

Яркост Lповърхности под ъгъл а спрямо нормата - съотношението на светлинния интензитет D J a(cd), излъчвана от осветената или светеща повърхност в тази посока, към зоната D С(m 2) проекцията на тази повърхност върху равнина, перпендикулярна на тази посока, измерена в cd / m 2:

къде – ъгълът между посоките на интензитета на светлината и вертикалата.

едно cd / m2 Яркостта на равномерно светеща плоска повърхност, излъчваща в перпендикулярна посока от областта S = 1м 2 интензитет на светлината в 1 cd .

Яркостта е величина, която се възприема директно от окото. При постоянно осветяване яркостта на обекта е толкова по-голяма, колкото по-голяма е неговата отразяваща способност.

Съотношение на естествена светлина(KEO) – съотношението на естественото осветление, създадено в дадена точка в дадена равнина вътре в стаята от светлината на небето (директно или след отражения) към едновременната стойност на външното хоризонтално осветление, създадено от светлината на напълно открито небе; изразено като процент:

където Е B - осветеност в точка вътре в стаята, създадена от светлината на част от небето, видима през светлинния отвор, lx; Е n - осветеност в един и същи момент от време извън производственото помещение, създадена от равномерно разсеяна светлина на целия небосвод, lx.

Обект на дискриминация- най-малкият елемент на артикула или дефект, който трябва да се различи по време на работа (например линия, знак, конец, петно, риск, пукнатина, символ и т.н.).

Заден план -повърхността, прилежаща директно към обекта на дискриминация, върху която се разглежда. Характеризира се с коефициент на отражение, който зависи от цвета и текстурата на повърхността.

Коефициент на отражение r се дефинира като съотношението на светлинния поток F ref, отразен от повърхността, към падащия върху нея светлинен поток F подложка:

Стойностите на коефициента на отражение са в диапазона от 0,02 ... 0,95. r> 0,4 ​​- фонът се счита за светъл; r = 0,2 ... 0,4 - средно; r< 0,2 – темным.

Контрастът на обекта с фона k -степента на разлика между обекта и фона
характеризира се със съотношението на яркостта на разглеждания обект (точки, линии, рискове или други елементи) и фона:

к> 0,5 се счита за голям (обектът се откроява рязко на фона);

к= 0,2 ... 0,5 - средно (обектът и фонът са забележимо различни по яркост);

к < 0,2 – малым (объект слабо заметен на фоне).

Коефициент на вълни на осветление k E- критерий за дълбочината на флуктуациите на осветеността в резултат на промяната във времето на светлинния поток на използваните светлинни източници:

където Емакс, Емин и ЕСр - максимални, минимални и средни стойности на осветеност за периода на трептене. к Е = 15 – 65% за газоразрядни лампи;
к Е= 7% за конвенционални лампи с нажежаема жичка; к Е= 1% за халогенни лампи.

Пулсификацията на осветяването възниква поради захранването на източници на светлина с променливо напрежение. Те са особено важни при използване на нискоинерционни източници на светлина, които са флуоресцентни лампи. Светлинните пулсации върху работната повърхност не само уморяват очите, но и могат да причинят неадекватно възприемане на наблюдавания обект поради появата на стробоскопичния ефект.

Малката стойност на коефициента на пулсации за лампи с нажежаема жичка се обяснява с голямата термична инерция на нажежаемата жичка, която предотвратява забележимо намаляване на светлинния поток на лампата с нажежаема жичка Ф ln в момента на преминаване на моментната стойност на променливото напрежение на мрежата през 0
(Фигура 3.1).

В същото време газоразрядните лампи (включително флуоресцентните) имат ниска инерция и променят светлинния си поток Fll почти пропорционално на амплитудата на напрежението на захранващата верига. Ориентировъчни стойности к Еза газоразрядни лампи са представени в таблица 3.1.

За да се намали коефициентът на пулсации на осветеност, флуоресцентните лампи са свързани към различни фази на трифазна електрическа верига. Долната дясна крива на фигура 3.1 показва естеството на промяната във времето на общия светлинен поток, създаден от три флуоресцентни лампи 3F LL, включени в първия случай в една фаза (фаза А на мрежата), а след това в различни фази на трифазната мрежа.

Светлинае естествено условие за човешкия живот, играе важна роля за поддържане на здравето и висока работоспособност. Има положителен ефект върху емоционалното състояние на човек, метаболизма, сърдечно-съдовата и централната нервна система.

Визуалният анализатор на човек е основният източник на информация, която той получава за външния свят.

По този начин, като най-важният показател за професионалното здраве, промишленото осветление е предназначено за :

Подобряване на условията за зрителна работа и намаляване на умората;

Подобряване на безопасността на труда и намаляване на професионалните заболявания;

Повишаване на производителността на труда и качеството на продуктите.

Светлината е част от електромагнитния спектър на видимото излъчване (= = 0,38-0,76 микрона). Всяка дължина на вълната съответства на определен цвят: от виолетово (380 ... 450 nm) до червено (620 ... 760 nm).

Чувствителността на окото в различните части на видимия спектър не е еднаква. Максимален е в зелената област на спектъра при дължина на вълната = 554 мм.

Индустриалното осветление се характеризира с количествени и качествени показатели. ДА СЕ количествени показатели свързани: светлинен поток, светлинен интензитет, осветеност, яркост и отражение. Светлинен поток Фсе нарича поток от лъчиста енергия, оценен от окото чрез светлинно усещане. Единицата за светлинен поток е лумен (lm) - светлинен поток, излъчван от точков източник на светлина със сила от една кандела, поставена под плътен ъгъл от един стерадиан. Силата на светлината азЕ пространствената плътност на светлинния поток.

, CD,

където ω е телесният ъгъл, стерадиан.

Осветяване Ехарактеризира повърхностната плътност на светлинния поток

където S е площта на осветената повърхност, m 2.

Единицата за осветеност е лукс (lx).

Например, осветеността на земната повърхност в лунна нощ е около 0,2 лукса, а в слънчев ден може да достигне 100 000 лукса.

Нивото на усещане за светлина от човешкото око зависи от повърхностната плътност на светлинния поток върху ретината, тогава светлинният поток, отразен от тази повърхност и достигащ до зеницата, е от първостепенно значение. Следователно концепцията беше въведена яркост.Човек различава околните обекти, защото имат различна яркост.

ЯркостЛ- стойност, равна на съотношението на интензитета на светлината аз, излъчвана (отразена) от повърхностен елемент в дадена посока, към проекционната площ на тази повърхност върху равнина, перпендикулярна на тази посока.

cd / m 2,

където S отр- площта на излъчваната (отразена) повърхност, m 2; α е ъгълът между нормалата и посоката към дадена повърхност.

Коефициент на отражение K негхарактеризира способността на повърхността да отразява падащия върху нея светлинен поток:

Към основното показатели за качество осветлението включва: обект на дискриминация, фон, контраст на обекта с фона, видимост, блясък, коефициент на светлинна вълна.

Обект на дискриминация- най-малкият обект на разглежданото пространство, който трябва да се разграничи в процеса на работа.

Заден план- повърхността, непосредствено съседна на обекта на дискриминация, по отношение на който се разглежда.

Контраст на обекта с фонаДА СЕ- съотношението на абсолютната стойност на разликата между яркостта на обекта Л околои фон L fкъм яркостта на фона.

.

Видимост V d е универсална характеристика на качеството на осветеност, която характеризира способността на окото да възприема обект.

блясък- повишени светещи повърхности, причиняващи зрително увреждане, т.е. влошаване на видимостта на обекта.

Коефициент на вълни на осветлениеK n– критерий за оценка на относителната величина на флуктуациите в големината на осветеността при използване на газоразрядни лампи с променлив ток:

,

където E ma х, E min, E cf - максимални, минимални и средни стойности на осветеност за периода на нейното колебание, лукс.

По-долу са основните понятия и съотношения на светлинните индикатори.

Осветлението е едно от най-важните условия за нормален живот. Правилно подреденото осветление осигурява добра видимост и създава благоприятна работна среда. Незадоволителното осветление причинява преждевременна умора, притъпява вниманието на работника, намалява производителността на труда, влошава качествените показатели и може да бъде причина за злополука. Продължителното неадекватно осветление също може да доведе до увреждане на зрението.

Има три вида индустриално осветление: естествено, изкуствено и комбинирано.

естественоосветление на помещения със светлина на небето (директна или разсеяна), проникваща през светлинни отвори във външните конструкции на сградите;

изкуствениосветление с електрически източници на светлина;

комбинираниосветление, при което недостатъчната естествена светлина се допълва от изкуствена светлина.

Видимото излъчване (светлина), което удря ретината на окото, може да предизвика визуално усещане. Светлината е част от електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 0,38 до 0,78 микрона.

Стойностите на осветлението, които определят производителността на индустриалното осветление, се основават на оценката на тяхното усещане от човешкото око. Правете разлика между количествени и качествени показатели за осветление.

1.1. Количествени показатели

Към количествените показателивключват: светлинен поток, светлинен интензитет, осветеност, яркост, отражение.

Светлинен поток (F)- мощността на светлинния поток на излъчване, оценена от зрителното усещане на човешкото око. Размерът на светлинния поток е лумен (lm).

Интензитет на светлината (J)- пространствената плътност на светлинния поток в дадена посока, т.е. светлинен поток, отнесен към телесен ъгъл ω в който се излъчва

Кандела (cd),

където ω плътен ъгъл в стерадиани (вж.).

осветление (E)- плътността на светлинния поток върху осветената от него повърхност, светлинният поток, отнесен към площта на осветената повърхност S, измерена в m 2, при условие че е равномерно разпределен по повърхността, когато светлината на източника пада върху то перпендикулярно

.

Яркост (B)- е светлинна величина, пряко възприемана от окото. Определя се от съотношението на интензитета на светлината в дадена посока към площта на проекцията на излъчващата повърхност върху равнина, перпендикулярна на посоката на излъчване

.

Стойностите на максималните стойности на яркостта на работната повърхност.

Повърхностно отразяване rхарактеризира способността му да отразява падащия върху него светлинен поток. Определя се от съотношението на отразения светлинен поток към падащия

Стойности на коефициента (r) за повърхности от различно естество.

1.2. Качествени показатели

Към показателите за качествоосветеността включва: фон, контраст на обекта на дискриминация с фона, индикатор за заслепяване, коефициент на пулсация на осветеност, индикатор за дискомфорт.

Заден план- повърхността в непосредствена близост до обекта на дискриминация, върху която се разглежда. Фонът се счита за светъл, ако коефициентът на отражение P е по-голям от 0,4; средно при P = 0,2 ... 0,4 и тъмно, ако P е по-малко от 0,2.

Контраст на обекта на дискриминацияс фона К, фотометрично измерената разлика в яркостта на двете зони. Определя се от съотношението на абсолютната стойност на разликата между яркостта на обекта и фона към яркостта на фона:

Контрастът се счита за голям при K повече от 0,5 (обектът и фонът се различават рязко по яркост), среден при K = 0,2 ... 0,5 (забележимо различен) и малък, ако K е по-малко от 0,2 (различават се малко).

Индекс на слепота 2 (P)- критерият за оценка на отблясъците на осветителна инсталация, определен от израза

P = (S - 1) 1000,

където S е коефициентът на заслепяване, равен на съотношението на разликите в праговата яркост при наличието и отсъствието на ослепителни източници в зрителното поле.

Нормализирани стойности на коефициента P.

Коефициент на вълни на осветеност (Kp)е критерий за оценка на относителната дълбочина на колебанията на осветеността в резултат на промяната във времето на светлинния поток на газоразрядните лампи при захранване от променлив ток, изразен по формулата

където Emax, Emin и Eav са максималните, минималните и средните стойности на осветеност за периода на нейното колебание, lx, съответно.

Нормализирани стойности на Kp.

Индекс на дискомфорт (M)- критерий за оценка на неудобния блясък 1, причиняващ неприятни усещания с неравномерно разпределение на яркостта в зрителното поле. Той определя степента на допълнителна интензивност на визуалната работа, причинена от наличието на рязка разлика в яркостта в осветената стая.

Този показател за промишлени помещения не е стандартизиран, неговите нормализирани стойности за жилищни, обществени и административни помещения, има формула за определяне на индикатора за дискомфорт M.

От изброените светлинни индикатори директно се измерват следните (имената на устройствата са посочени в скоби):

Осветеност (луксметри);

Яркост (субективни и обективни фотометри).

С помощта на тези устройства е възможно да се определят стойностите на коефициентите на отражение P и пулсацията Kp на контраста на обекта, който трябва да се разграничи от фона K и индекса на отблясъци P.

Стандарти за осветеност При избора на типа осветителни тела, техния брой и мощност е необходимо да се вземат предвид стандартите за осветеност. Стандартите дават три стойности за степента на осветеност: ниска, нормална и висока. Обикновено се използва нормалната степен, но в някои случаи е препоръчително да изберете ниска или висока осветеност.
Степен на защита на електрическото оборудване Степента на защита се обозначава с комбинацията IP XX. Първото число е степента на защита срещу прах и козина. въздействия. Втората е степента на защита срещу влага. Като улични осветителни тела на височина до 0,5 м могат да се използват осветителни тела със степен на защита IP 44. За монтаж на високи мачти (над обсега на човек) минималният клас на защита е IP 23. Осветителните тела, монтирани на нивото на земята, трябва да да бъдат водоустойчиви (IP 67), а осветителните тела, потопени във вода (например за осветяване на езерце), трябва да имат клас на защита IP 68 (защита срещу проникване на вода под налягане).
Клас на защита 0 клас - няма пълна двойна и подсилена изолация, няма възможност за заземяване. Клас I - има пълна изолация и има възможност за заземяване. Клас II - оборудван с двойна и подсилена изолация, без възможност за заземяване. Клас III - осветително тяло, предназначено за свързване само към мрежа със защитно напрежение.
Мерни единици Ето някои физически величини, които характеризират източник на светлина. Те могат да се използват при избора на осветителни тела и тяхното разположение. Интензитет на светлината (I). Мерната единица е кандела (cd).

Осветеност (E) - светлинен поток на единица осветена повърхност. Единицата е лукс (lx). 1 lx = 1cd * sr / m2, където sr е телесният ъгъл (в стерадиани). Яркостта (L) характеризира сиянието на източник на светлина в дадена посока.

Яркостта на елемент от светеща повърхност във всяка посока се определя от съотношението на интензитета на светлината на този елемент към проекционната площ на елемента върху равнина, перпендикулярна на тази посока.

Цветна температура (T). Измерва се в градуси Келвин (K). Характеризира спектралния състав на радиацията.

Осветеност: Лунна светлина 0,25 lx Слънце през облаци 10 000 lx Слънчева светлина 100 000 lx Офис осветление 300-2000 lx Пътно осветление 10-50 lx

Яркост: Флуоресцентна лампа 0,8 cd / m2 Добре осветена улица 2 cd / m2 обедно слънце 150 000 cd / m2 Интензитетът на светлината на свещта е около 1 cd, а светлината на фара може да достигне 2 000 000 cd.

Измерване на параметрите на осветлението.Основният параметър, използван при оценката на осветеността, е осветеността e, измерена в лукс.

За измерване на осветеността се използват различни видове луксметри.

Пример за аналогов светломер е устройството Ю-116, чийто принцип се основава на феномена на фотоелектричния ефект.

Под въздействието на светлинния поток, падащ върху селеновата фотоклетка, в затворена верига възниква ток, чиято стойност е пропорционална на светлинния поток. Устройството е калибрирано в апартаменти. Значително предимство на селеновата фотоклетка пред други видове фотоклетки е, че нейната спектрална крива на чувствителност най-точно съвпада с кривата на относителната видимост на човешкото око. При измерване на осветеността фотоклетката се монтира в работната равнина (хоризонтална или вертикална) на определено разстояние от оператора, който извършва измервания, така че сянката да не пада върху фотоклетката.

Понастоящем аналогово-цифровите устройства са намерили широко приложение, които позволяват измерване не само на осветеността, но и на други параметри, характеризиращи осветеността, например коефициент на пулсация или яркост.

Пример за аналогово - цифрово устройство е импулсният луксметър "Аргус-07", който се използва за измерване на осветеността и коефициента на пулсиране. Принципът на устройството се основава на преобразуване на светлинния поток, генериран от разширени обекти, в непрекъснат електрически сигнал, пропорционален на осветеността, който след това се преобразува от аналогово-цифров преобразувател в цифров код, показан на цифровия дисплей на индикатора. мерна единица. Измервателната глава има първичен радиационен преобразувател - полупроводников силициев фотодиод със система от светлинни филтри, които формират спектрална чувствителност, съответстваща на кривата на видимостта. Показанията на коефициента на пулсиране се показват в проценти, докато устройството определя максималните, минималните и средните стойности на осветеността на пулсиращата радиация и изчислява стойността на коефициента на пулсиране по горната формула.

Към категория: Електроинсталационни работи

Основни количества светлина

Основните светлинни величини включват: светлинен поток, осветеност и светлинен интензитет.

Силата на излъчване на лампата, която се оценява от усещането за светлина, произведена от човешкото око, се нарича светлинен поток и се изразява в лумени (lm). Падайки върху всяка повърхност, светлинният поток я осветява. Светлинният поток на обикновена стеаринова свещ е 10-15 lm, лампа с нажежаема жичка с мощност 25 W и напрежение 220 V - над 200 lm.

Съотношението на светлинния поток на лампата (lm) към мощността, консумирана от лампата (W), или стойността на светлинния поток, получен за 1 W от консумираната мощност, се нарича светлинна ефективност (светлинна ефективност), която характеризира ефективността на лампите.

Светлинният поток на единица осветена повърхност се нарича осветеност и се изразява в лукс: E = F / S (или 1 lux = 1 lm / 1 m2), където F е светлинният поток, lm, S е осветената площ, m2 .

Светлинният поток в дадена посока се нарича интензитет на светлината и се изразява в кандели (cd). Той характеризира разпределението на светлинния поток на източника на светлина.

Обектите около нас са способни да отразяват, абсорбират или предават светлинен поток. Има три вида отразяване и предаване на светлината от телата: разсеяно, насочено (огледално) и насочено разпръснато.

Дифузното или дифузното отражение е характерно за обекти, които светят с еднаква яркост във всички посоки, например гипс, тебешир, млечно стъкло. Обекти, които разпръскват падащата светлина и в същото време започват да светят сами, но с неравномерна яркост, имат насочено дифузно отражение, например матирано стъкло, лъскава хартия. Материалите, които дифузно отразяват и пропускат светлина, намират широко приложение при производството на осветителни устройства и устройства.

Светлите цветове на боядисването на помещения с инсталирано оборудване отразяват максимално падащата върху тях светлина, което ви позволява да създадете необходимото ниво на осветеност при използване на източници на светлина с по-ниска мощност и с по-нисък светлинен поток в сравнение с тъмните цветове.

Осветеността е стандартизирана за всяка стая и работно място. Въз основа на установените стандарти за осветеност те проектират осветлението на промишлени помещения, институции, културни и битови съоръжения, територии, докато степента на осветеност на газоразрядните лампи е 1,5 - 3 пъти по-висока от тази на лампите с нажежаема жичка. Осветеността, изисквана от стандартите, се създава от работно осветление, а при наличие на аварийна ситуация и двата вида осветление. Аварийното осветление за продължаване на работата трябва да създава осветеност най-малко 5% (2 lux) от нормата за общо осветление, а евакуационното осветление - най-малко 0,5 lux на пода по главните пътеки на помещенията и стълбите.

При комбинирано осветление необходимата осветеност на работните места се постига основно с помощта на локално осветление, а от лампи за общо осветление - най-малко 10% от осветеността.

- Основни количества светлина