L'éclairage Le but de la norme est l'éclairage des valeurs techniques. Les principaux indicateurs d'éclairage. Performances d'éclairage de haute qualité

La lumière a une nature onde-particule complexe et fait partie de la région optique du spectre. Le rayonnement visible du spectre optique comprend un rayonnement avec une longueur d'onde de 0,38 à 0,78 micron. Dans cette gamme, les ondes (lumière monochromatique) évoquent une sensation de couleur. Pour l'évaluation de l'hygiène de l'éclairage, les indicateurs suivants sont utilisés :

Flux lumineux Ф - la partie du flux radiant perçue par une personne sous forme de lumière caractérise la puissance du rayonnement lumineux, mesurée en lumens (lm).

Un lumen est le flux lumineux émis par une source ponctuelle avec une intensité lumineuse de 1 candela (cd) dans un angle solide de 1 stéradian (sr).

Intensité lumineuse J - densité de flux lumineux spatial, définie comme le rapport du flux lumineux DF (lm) , émanant de la source et s'étalant régulièrement à l'intérieur de l'angle solide élémentaire DW (stéradian), à la valeur de cet angle, se mesure en candelas (cd) :

Angle solide - partie de l'espace enfermé dans la surface conique. Elle se mesure par le rapport de l'aire qu'il découpe dans une sphère de rayon arbitraire au carré de cette dernière.

Éclairage E - la densité surfacique du flux lumineux est définie comme le rapport du flux lumineux DФ (lm), tombant uniformément sur la surface éclairée, à son aire D S(m 2), mesuré en lux (lux) :

Un lx est l'éclairement de 1 m 2 de la surface lorsqu'un flux lumineux de 1 lm tombe dessus.

Luminosité L surfaces à un angle a par rapport à la normale - le rapport de l'intensité lumineuse D J un(cd), émis par la surface éclairée ou lumineuse dans cette direction, vers la zone D S(m 2) la projection de cette surface sur un plan perpendiculaire à cette direction, mesurée en cd/m 2 :

où un – l'angle entre les directions de l'intensité de la lumière et la verticale.

Une cd/m2 La luminosité d'une surface plane uniformément lumineuse émettant dans la direction perpendiculaire à partir de la zone S = 1 m 2 intensité lumineuse en 1 CD .

La luminosité est une quantité qui est directement perçue par l'œil. Avec un éclairage constant, la luminosité de l'objet est d'autant plus grande que sa réflectivité est grande.

Taux de lumière naturelle(KEO) – le rapport de l'éclairement naturel créé en un point donné dans un plan donné à l'intérieur de la pièce par la lumière du ciel (directe ou après réflexions) à la valeur simultanée de l'éclairement horizontal extérieur créé par la lumière d'un ciel complètement ouvert ; exprimé en pourcentage :

où E B - éclairage en un point à l'intérieur de la pièce, créé par la lumière d'une partie du ciel visible à travers l'ouverture lumineuse, lx; E n - éclairage au même moment à l'extérieur de la salle de production, créé par une lumière uniformément diffusée de tout le firmament, lx.

L'objet de la discrimination- le plus petit élément de la pièce ou du défaut qu'il faut distinguer lors de l'exploitation (par exemple, un trait, un signe, un fil, une tache, un risque, une fissure, un symbole, etc.).

Fond - la surface adjacente directement à l'objet de discrimination, sur laquelle il est vu. Il se caractérise par un coefficient de réflexion qui dépend de la couleur et de la texture de la surface.

Coefficient de reflexion r est défini comme le rapport du flux lumineux F ref réfléchi par la surface au flux lumineux F pad incident sur celle-ci :

Les valeurs du coefficient de réflexion sont comprises entre 0,02 et 0,95. r> 0,4 ​​- le fond est considéré comme clair; r = 0,2 ... 0,4 - moyenne; r< 0,2 – темным.

Le contraste de l'objet avec le fond k - le degré de différence entre l'objet et l'arrière-plan
caractérisé par le rapport de la luminosité de l'objet considéré (points, lignes, risques ou autres éléments) et du fond :

k> 0,5 est considéré comme grand (l'objet ressort nettement sur l'arrière-plan) ;

k= 0,2 ... 0,5 - moyen (l'objet et l'arrière-plan ont une luminosité sensiblement différente);

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

Facteur d'ondulation d'éclairage k E- critère de la profondeur des fluctuations d'éclairement dues à l'évolution dans le temps du flux lumineux des sources lumineuses utilisées :

où E max, E min et E Mer - valeurs maximales, minimales et moyennes d'éclairage pour la période d'oscillation. k E = 15 – 65 % pour les lampes à décharge ;
k E= 7 % pour les lampes à incandescence classiques ; k E= 1% pour les lampes halogènes.

L'ondulation d'éclairage se produit en raison de l'alimentation de sources lumineuses à tension alternative. Ils sont particulièrement importants lors de l'utilisation de sources lumineuses à faible inertie, qui sont des lampes fluorescentes. Les pulsations lumineuses sur la surface de travail non seulement fatiguent les yeux, mais peuvent également provoquer une perception inadéquate de l'objet observé en raison de l'apparition de l'effet stroboscopique.

La faible valeur du facteur d'ondulation pour les lampes à incandescence s'explique par la grande inertie thermique du filament, qui empêche une diminution notable du flux lumineux de la lampe à incandescence Ф ln au moment de la transition de la valeur instantanée de la tension alternative de le réseau par 0
(Figure 3.1).

Dans le même temps, les lampes à décharge (y compris les lampes fluorescentes) ont une faible inertie et modifient leur flux lumineux Fll presque proportionnellement à l'amplitude de tension du circuit d'alimentation. Valeurs indicatives k E pour les lampes à décharge sont présentées dans le tableau 3.1.

Pour réduire le coefficient d'ondulation de l'éclairage, les lampes fluorescentes sont connectées à différentes phases d'un circuit électrique triphasé. La courbe en bas à droite de la figure 3.1 montre la nature de l'évolution dans le temps du flux lumineux total créé par trois lampes fluorescentes 3F LL, comprises dans le premier cas dans une phase (phase A du réseau), puis dans différentes phases de le réseau triphasé.

Léger est une condition naturelle de la vie humaine, jouant un rôle important dans le maintien de la santé et des performances élevées. Il a un effet positif sur l'état émotionnel d'une personne, le métabolisme, le système cardiovasculaire et le système nerveux central.

L'analyseur visuel d'une personne est la principale source d'informations qu'elle reçoit sur le monde extérieur.

Ainsi, étant l'indicateur le plus important de la santé au travail, l'éclairage industriel est destiné à :

Amélioration des conditions de travail visuel et réduction de la fatigue ;

Améliorer la sécurité au travail et réduire les maladies professionnelles ;

Augmentation de la productivité du travail et de la qualité des produits.

La lumière fait partie du spectre électromagnétique du rayonnement visible (= = 0,38-0,76 microns). Chaque longueur d'onde correspond à une certaine couleur : du violet (380 ... 450 nm) au rouge (620 ... 760 nm).

La sensibilité de l'œil dans différentes parties du spectre visible n'est pas la même. Elle est maximale dans la région verte du spectre à une longueur d'onde = 554 millimètres.

L'éclairage industriel est caractérisé par des indicateurs quantitatifs et qualitatifs. À indicateurs quantitatifs rapporter: flux lumineux, intensité lumineuse, éclairement, luminosité et réflectance. Flux lumineux F est appelé flux d'énergie rayonnante, évalué par l'œil par sensation lumineuse. L'unité de flux lumineux est lumen (lm) - flux lumineux émis par une source lumineuse ponctuelle avec une force d'une candelle, placée à un angle solide d'un stéradian. Le pouvoir de la lumière je Est la densité spatiale du flux lumineux.

, cd,

où est l'angle solide, stéradian.

Éclairage E caractérise la densité surfacique du flux lumineux

où S est l'aire de la surface éclairée, m 2.

L'unité d'éclairement est le lux (lx).

Par exemple, l'éclairement de la surface de la Terre une nuit au clair de lune est d'environ 0,2 lux, et par une journée ensoleillée, il peut atteindre 100 000 lux.

Le niveau de sensation de lumière par l'œil humain dépend de la densité surfacique du flux lumineux sur la rétine, alors le flux lumineux réfléchi par cette surface et atteignant la pupille est primordial. Par conséquent, le concept a été introduit luminosité. Une personne distingue les objets environnants car ils ont une luminosité différente.

LuminositéL- une valeur égale au rapport d'intensité lumineuse je, émis (réfléchi) par un élément surfacique dans une direction donnée, vers l'aire de projection de cette surface sur un plan perpendiculaire à cette direction.

cd/m2,

où S nég- la surface de la surface rayonnée (réfléchie), m 2; est l'angle entre la normale et la direction à la surface donnée.

Coefficient de reflexion K nég caractérise la capacité de la surface à réfléchir le flux lumineux incident sur elle :

Au principal indicateurs de qualité l'éclairage comprend : objet de discrimination, arrière-plan, contraste de l'objet avec l'arrière-plan, visibilité, brillance, coefficient d'ondulation lumineuse.

L'objet de la discrimination- le plus petit objet de l'espace considéré, qui doit être distingué dans le processus de travail.

Fond- la surface immédiatement adjacente à l'objet de discrimination, par rapport à laquelle il est regardé.

Contraste de l'objet avec l'arrière-planÀ- le rapport de la valeur absolue de la différence entre la luminosité de l'objet L à propos et fond L fà la luminosité de l'arrière-plan.

.

Visibilité V d est une caractéristique universelle de la qualité de l'éclairage, qui caractérise la capacité de l'œil à percevoir un objet.

Éclat- augmentation des surfaces lumineuses, provoquant une déficience visuelle, c'est-à-dire détérioration de la visibilité de l'objet.

Facteur d'ondulation d'éclairageKn– critère d'évaluation de l'amplitude relative des fluctuations de l'amplitude de l'éclairement lors de l'utilisation de lampes à décharge à courant alternatif :

,

où E ma х, E min, E cf - valeurs maximale, minimale et moyenne d'éclairement pour la période de sa fluctuation, lux.

Vous trouverez ci-dessous les concepts de base et les ratios des indicateurs lumineux.

L'éclairage est l'une des conditions les plus importantes pour une vie normale. Un éclairage bien agencé assure une bonne visibilité et crée un environnement de travail favorable. Un éclairage insatisfaisant provoque une fatigue prématurée, ternit l'attention du travailleur, réduit la productivité du travail, détériore les indicateurs de qualité et peut être la cause d'un accident. Un éclairage inadéquat à long terme peut également entraîner une déficience visuelle.

Il existe trois types d'éclairage industriel : naturel, artificiel et combiné.

Natureléclairage des locaux avec la lumière du ciel (directe ou diffuse), pénétrant par des ouvertures lumineuses dans les structures extérieures des bâtiments;

artificieléclairage avec des sources lumineuses électriques;

combinééclairage dans lequel une lumière naturelle insuffisante est complétée par de la lumière artificielle.

Rayonnement visible (lumière) Le rayonnement qui frappe la rétine de l'œil peut produire une sensation visuelle. La lumière est une partie du rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde de 0,38 à 0,78 micron.

Les valeurs d'éclairage qui déterminent les performances de l'éclairage industriel sont basées sur l'évaluation de leur sensation par l'œil humain. Distinguer les indicateurs quantitatifs et qualitatifs de l'éclairage.

1.1. Indicateurs quantitatifs

Vers les indicateurs quantitatifs comprennent : le flux lumineux, l'intensité lumineuse, l'éclairage, la luminosité, la réflectance.

Flux lumineux (F)- la puissance du flux lumineux du rayonnement, évaluée par la sensation visuelle de l'œil humain. La dimension du flux lumineux est le lumen (lm).

Intensité lumineuse (J)- la densité spatiale du flux lumineux dans une direction donnée, c'est-à-dire flux lumineux rapporté à l'angle solide ω dans lequel il est émis

Candela (cd),

où ω angle solide en stéradians (cf.).

Éclairage (E)- la densité du flux lumineux sur la surface éclairée par celle-ci, le flux lumineux rapporté à la surface de la surface éclairée S, mesuré en m 2, à condition qu'il soit uniformément réparti sur la surface lorsque la lumière de la source tombe dessus il perpendiculairement

.

Luminosité (B)- est une quantité lumineuse directement perçue par l'œil. Elle est déterminée par le rapport de l'intensité lumineuse dans une direction donnée à l'aire de projection de la surface émettrice sur un plan perpendiculaire à la direction du rayonnement

.

Les valeurs des valeurs de luminosité maximales sur la surface de travail.

Réflectance de surface r caractérise sa capacité à réfléchir le flux lumineux incident sur elle. Il est déterminé par le rapport entre le flux lumineux réfléchi et le flux incident

Valeurs de coefficient (r) pour des surfaces de nature diverse.

1.2. Indicateurs qualitatifs

Vers les indicateurs de qualité l'éclairage comprennent : le fond, le contraste de l'objet de discrimination avec le fond, l'indicateur d'éblouissement, le coefficient de pulsation d'éclairage, l'indicateur d'inconfort.

Fond- la surface adjacente directement à l'objet de discrimination, sur laquelle il est regardé. Le fond est considéré comme clair si la réflectance P est supérieure à 0,4 ; moyenne à P = 0,2 ... 0,4 et sombre si P est inférieur à 0,2.

Contraste de l'objet de la discrimination avec le fond K, la différence mesurée photométriquement de la luminosité des deux zones. Elle est déterminée par le rapport de la valeur absolue de la différence entre la luminosité de l'objet et de l'arrière-plan sur la luminosité de l'arrière-plan :

Le contraste est considéré comme grand à K supérieur à 0,5 (l'objet et l'arrière-plan diffèrent fortement en luminosité), moyen à K = 0,2 ... 0,5 (notablement différent) et petit si K est inférieur à 0,2 (différent peu).

Indice de cécité 2 (P)- le critère d'évaluation de l'éblouissement d'une installation d'éclairage, défini par l'expression

P = (S - 1) 1000,

où S est le facteur d'éblouissement, égal au rapport des différences de luminosité seuil en présence et en l'absence de sources d'éblouissement dans le champ de vision.

Valeurs normalisées du coefficient P.

Facteur d'ondulation d'éclairage (Kp) est un critère d'évaluation de la profondeur relative des fluctuations d'éclairement résultant du changement dans le temps du flux lumineux des lampes à décharge lorsqu'elles sont alimentées en courant alternatif, exprimée par la formule

où Emax, Emin et Eav sont les valeurs maximale, minimale et moyenne d'éclairage pour la période de sa fluctuation, lx, respectivement.

Valeurs normalisées de Kp.

Indice d'inconfort (M)- critère d'évaluation de la brillance inconfortable 1, provoquant des sensations désagréables avec une répartition inégale de la luminosité dans le champ de vision. Il détermine le degré d'intensité supplémentaire du travail visuel causé par la présence d'une forte différence de luminosité dans la pièce éclairée.

Cet indicateur pour les locaux industriels n'est pas standardisé, ses valeurs normalisées pour les locaux résidentiels, publics et administratifs, il existe une formule pour déterminer l'indicateur de gêne M.

Parmi les indicateurs d'éclairage répertoriés, les suivants sont mesurés directement (les noms des appareils sont indiqués entre parenthèses) :

Eclairage (luxmètres);

Luminosité (photomètres subjectifs et objectifs).

A l'aide de ces dispositifs, il est possible de déterminer les valeurs des coefficients de réflexion P et de l'ondulation Kp du contraste de l'objet à distinguer du fond K et de l'indice d'éblouissement P.

Normes d'éclairage Lors du choix du type de luminaires, de leur nombre et de leur puissance, il est nécessaire de prendre en compte les normes d'éclairage. Les normes donnent trois valeurs pour le degré d'éclairement : faible, normal et élevé. Habituellement, le degré normal est utilisé, mais dans certains cas, il est conseillé de choisir un éclairage faible ou élevé.
Degré de protection des équipements électriques Le degré de protection est indiqué par la combinaison IP XX. Le premier chiffre est le degré de protection contre la poussière et la fourrure. impacts. Le second est le degré de protection contre l'humidité. Comme luminaires publics jusqu'à une hauteur de 0,5 m, il est possible d'utiliser des luminaires de la classe de protection IP 44. Pour une installation sur de hauts mâts (au-dessus de la portée d'une personne), la classe de protection minimale est IP 23. Les luminaires montés au niveau du sol doivent être étanches (IP 67), et les luminaires immergés dans l'eau (pour éclairer un étang par exemple) doivent avoir un indice de protection IP 68 (protection contre la pénétration d'eau sous pression).
Classe de protection 0 classe - pas d'isolation complète double et renforcée, pas de possibilité de mise à la terre. Classe I - il y a une isolation complète et il y a une possibilité de mise à la terre. Classe II - équipé d'une isolation double et renforcée, sans possibilité de mise à la terre. Classe III - un luminaire conçu pour être connecté uniquement à un réseau de tension de protection.
Unités de mesure Voici quelques grandeurs physiques qui caractérisent une source lumineuse. Ils peuvent être utilisés lors du choix des luminaires et de leur emplacement. Intensité lumineuse (I). L'unité de mesure est la candela (cd).

Illumination (E) - flux lumineux par unité de surface éclairée. L'unité est le lux (lx). 1 lx = 1cd * sr / m2, où sr est l'angle solide (en stéradians). La luminance (L) caractérise la lueur d'une source lumineuse dans une direction donnée.

La luminosité d'un élément d'une surface lumineuse dans n'importe quelle direction est déterminée par le rapport de l'intensité lumineuse de cet élément à la surface de projection de l'élément sur un plan perpendiculaire à cette direction.

Température de couleur (T). Mesuré en degrés Kelvin (K). Caractérise la composition spectrale du rayonnement.

Éclairage : Clair de lune 0,25 lx Soleil à travers les nuages ​​10 000 lx Lumière du soleil 100 000 lx Éclairage de bureau 300-2000 lx Éclairage routier 10-50 lx

Luminosité : Lampe fluorescente 0,8 cd/m2 Rue bien éclairée 2 cd/m2 Soleil de midi 150 000 cd/m2 L'intensité de la lumière des bougies est d'environ 1 cd, et la lumière du phare peut atteindre 2 000 000 cd.

Mesure des paramètres d'éclairage. Le paramètre principal utilisé pour évaluer l'éclairement est l'éclairement e, mesuré en lux.

Des luxmètres de différents types sont utilisés pour mesurer l'éclairement.

Un exemple de posemètre analogique est le dispositif Yu-116, dont le principe est basé sur le phénomène de l'effet photoélectrique.

Sous l'influence du flux lumineux tombant sur la cellule photoélectrique au sélénium, un courant apparaît dans un circuit fermé dont la valeur est proportionnelle au flux lumineux. L'appareil est calibré en suites. Un avantage significatif d'une cellule photoélectrique au sélénium par rapport à d'autres types de cellules photoélectriques est que sa courbe de sensibilité spectrale correspond le plus étroitement à la courbe de visibilité relative de l'œil humain. Lors de la mesure de l'éclairement, la photocellule est installée dans le plan de travail (horizontal ou vertical) à une certaine distance de l'opérateur effectuant les mesures afin que l'ombre ne tombe pas sur la photocellule.

À l'heure actuelle, les appareils analogiques-numériques sont largement utilisés, ce qui permet de mesurer non seulement l'éclairage, mais également d'autres paramètres caractérisant l'éclairage, par exemple le coefficient d'ondulation ou la luminosité.

Un exemple d'appareil analogique-numérique est le compteur-luxmètre d'impulsions "Argus-07", qui est utilisé pour mesurer l'éclairement et le coefficient de pulsation. Le principe de l'appareil est basé sur la conversion du flux lumineux généré par les objets étendus en un signal électrique continu proportionnel à l'éclairement, qui est ensuite converti par un convertisseur analogique-numérique en un code numérique indiqué sur l'affichage numérique de l'indicateur unité. La tête de mesure a un convertisseur de rayonnement primaire - une photodiode en silicium à semi-conducteur avec un système de filtres de lumière qui forment une sensibilité spectrale correspondant à la courbe de visibilité. Les lectures du coefficient de pulsation sont indiquées en pourcentage, tandis que l'appareil détermine les valeurs maximale, minimale et moyenne de l'éclairage par rayonnement pulsé et calcule la valeur du coefficient de pulsation selon la formule ci-dessus.

Vers la catégorie : Travaux d'installation électrique

Quantités de lumière de base

Les principales grandeurs lumineuses comprennent : le flux lumineux, l'éclairement et l'intensité lumineuse.

La puissance de rayonnement d'une lampe, qui est estimée par la sensation de lumière produite par l'œil humain, s'appelle le flux lumineux et s'exprime en lumens (lm). Tombant sur n'importe quelle surface, le flux lumineux l'éclaire. Le flux lumineux d'une bougie stéarique ordinaire est de 10-15 lm, une lampe à incandescence d'une puissance de 25 W et d'une tension de 220 V - plus de 200 lm.

Le rapport du flux lumineux de la lampe (lm) à la puissance consommée par la lampe (W), ou la valeur du flux lumineux obtenu pour 1 W de puissance consommée, est appelé rendement lumineux (rendement lumineux), qui caractérise l'efficacité des lampes.

Le flux lumineux par unité de surface éclairée est appelé éclairement et s'exprime en lux : E = F / S (ou 1 lux = 1 lm / 1 m2), où F est le flux lumineux, lm, S est la surface éclairée, m2 .

Le flux lumineux dans une direction donnée est appelé intensité lumineuse et s'exprime en candelas (cd). Il caractérise la répartition du flux lumineux de la source lumineuse.

Les objets qui nous entourent sont capables de réfléchir, d'absorber ou de transmettre un flux lumineux. Il existe trois types de réflexion et de transmission de la lumière par les corps : diffusée, dirigée (spéculaire) et diffusée directionnellement.

La réflexion diffuse ou diffuse est caractéristique des objets qui brillent avec la même luminosité dans toutes les directions, par exemple le gypse, la craie, le verre à lait. Les objets qui diffusent la lumière incidente et commencent en même temps à briller d'eux-mêmes, mais avec une luminosité inégale, ont une réflexion diffuse directionnelle, par exemple, le verre dépoli, le papier glacé. Les matériaux qui réfléchissent et transmettent la lumière de manière diffuse sont largement utilisés dans la fabrication de dispositifs et dispositifs d'éclairage.

Les couleurs claires des salles de peinture avec des équipements installés reflètent au maximum la lumière incidente, ce qui permet de créer le niveau d'éclairage requis lors de l'utilisation de sources lumineuses de faible puissance et avec un flux lumineux inférieur par rapport aux couleurs sombres.

L'éclairage est standardisé pour chaque pièce et lieu de travail. Sur la base des normes d'éclairage établies, ils conçoivent l'éclairage des locaux industriels, des institutions, des équipements culturels et domestiques, des territoires, tandis que le taux d'éclairage des lampes à décharge est 1,5 à 3 fois supérieur à celui des lampes à incandescence. L'éclairage requis par les normes est créé par l'éclairage de travail, et en présence d'une urgence, les deux types d'éclairage. Pour continuer à fonctionner, l'éclairage de secours doit créer un éclairage d'au moins 5% (2 lux) de la norme pour l'éclairage général et l'éclairage d'évacuation - au moins 0,5 lux au sol le long des allées principales des locaux et des escaliers.

Avec un éclairage combiné, l'éclairage requis des lieux de travail est obtenu principalement à l'aide d'un éclairage local et de lampes d'éclairage général - au moins 10% du taux d'éclairage.

- Quantités de lumière de base