Norme de scop de iluminat valori tehnice de iluminat. Indicatoare de iluminare de bază. Indicatoare de iluminare de calitate

Lumina are o natură complexă a undelor corpusculare și face parte din regiunea optică a spectrului. Radiația vizibilă a spectrului optic include radiația cu o lungime de undă de la 0,38 la 0,78 microni. În acest interval, undele (lumina monocromatică) provoacă senzația de culoare. Pentru evaluarea igienică a iluminatului, se folosesc următorii indicatori:

Fluxul luminos F – partea din fluxul radiant percepută de o persoană ca lumină caracterizează puterea radiației luminoase și se măsoară în lumeni (lm).

Un lumen este fluxul luminos emis de o sursă punctuală cu o intensitate luminoasă de 1 candela (cd) per unghi solid de 1 steradian (sr).

Intensitatea luminoasă J – densitatea fluxului luminos spațial, definită ca raportul fluxului luminos DF(lm) , care emană de la sursă și se răspândește uniform în interiorul unghiului solid elementar DW (steradian), la valoarea acestui unghi, măsurată în candela (cd):

Unghi solid - porțiunea de spațiu închisă într-o suprafață conică. Se măsoară prin raportul dintre suprafața tăiată de ea dintr-o sferă de rază arbitrară și pătratul acesteia din urmă.

Iluminare E – densitatea fluxului luminos de suprafață este definită ca raportul dintre fluxul luminos DF(lm) incident uniform pe suprafața iluminată și aria sa D S(m2), măsurată în lux (lx):

Un lux este iluminarea a 1 m2 de suprafață atunci când un flux luminos de 1 lm cade pe aceasta.

Luminozitatea L suprafețe la un unghi a față de raportul normal-intensitate luminoasă D J a(cd) emisă de suprafața luminoasă sau luminoasă în această direcție, către zona D S(m2) proiecția acestei suprafețe pe un plan perpendicular pe această direcție, măsurată în cd/m2:

unde un – unghiul dintre direcţiile intensităţii luminii şi verticală.

unu cd/m2 este luminozitatea unei suprafețe plane uniform luminoase care emite într-o direcție perpendiculară dintr-o zonă S = 1 m 2 intensitate luminoasă de 1 CD .

Luminozitatea este o cantitate percepută direct de ochi. Când iluminarea este constantă, cu cât un obiect este mai luminos, cu atât reflectivitatea acestuia este mai mare.

Factorul de lumină naturală(KEO) – raportul dintre iluminarea naturală creată la un anumit punct pe un plan dat în interiorul unei încăperi de lumina cerului (directă sau după reflexii) și valoarea simultană a iluminării orizontale exterioare creată de lumina unui cer complet deschis; exprimat ca procent:

Unde E B – iluminare într-un punct din interiorul încăperii, creată de lumina unei secțiuni de cer vizibilă prin deschiderea de lumină, lux; E n – iluminare în același moment de timp în afara camerei de producție, creată de lumina dispersată uniform de pe întreg cerul, lux.

Obiect de distincție– cel mai mic element al obiectului în cauză sau un defect care trebuie distins în timpul procesului de lucru (de exemplu, o linie, marcaj, fir, pată, marcaj, fisură, simbol etc.).

Fundal - suprafața adiacentă direct obiectului de discriminare pe care este privit. Se caracterizează printr-un coeficient de reflexie în funcție de culoarea și textura suprafeței.

Coeficientul de reflexie r este definit ca raportul dintre fluxul luminos Ф ref reflectat de la suprafață și fluxul luminos Ф pad incident pe aceasta:

Valorile coeficientului de reflexie sunt în intervalul 0,02...0,95. r > 0,4 ​​– fundalul este considerat ușor; r = 0,2…0,4 – medie; r< 0,2 – темным.

Contrastul obiectului cu fundalul k – gradul de diferență dintre obiect și fundal
caracterizat prin raportul dintre luminozitatea obiectului în cauză (puncte, linii, semne sau alte elemente) și fundalul:

k> 0,5 este considerat mare (obiectul iese puternic în evidență pe fundal);

k= 0,2...0,5 – medie (obiectul și fundalul diferă vizibil în luminozitate);

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

Coeficientul de pulsație al iluminării k E– criteriu pentru adâncimea fluctuațiilor de iluminare ca urmare a modificărilor în timp ale fluxului luminos al surselor de lumină utilizate:

Unde E max, E min și E cf – valorile maxime, minime și medii de iluminare pentru perioada de oscilație. k E = 15 – 65% pentru lămpile cu descărcare în gaz;
k E= 7% pentru lămpile incandescente convenționale; k E= 1% pentru lămpi cu halogen.

Pulsațiile de iluminare apar datorită puterii surselor de lumină cu tensiune alternativă. Ele sunt deosebit de importante atunci când se utilizează surse de lumină cu inerție redusă, care sunt lămpi fluorescente. Pulsațiile ușoare pe suprafața de lucru nu numai vederea anvelopei, ci pot provoca și o percepție inadecvată a obiectului observat din cauza apariției unui efect stroboscopic.

Valoarea mică a coeficientului de pulsație pentru lămpile cu incandescență se explică prin inerția termică mare a filamentului, care împiedică o scădere vizibilă a fluxului luminos al lămpii incandescente F ln în momentul trecerii valorii instantanee a tensiunii alternative a rețelei. prin 0
(Figura 3.1).

În același timp, lămpile cu descărcare în gaz (inclusiv lămpile fluorescente) au o inerție scăzută și își modifică fluxul luminos Fll aproape proporțional cu amplitudinea tensiunii din circuitul de alimentare. Valori standard k E pentru lămpile cu descărcare în gaz sunt prezentate în Tabelul 3.1.

Pentru a reduce coeficientul de pulsație de iluminare, lămpile fluorescente sunt aprinse în diferite faze ale unui circuit electric trifazat. Curba din dreapta jos din figura 3.1 arată natura modificării în timp a fluxului luminos total creat de trei lămpi fluorescente 3F LL, conectate în primul caz la o fază (faza A a rețelei), iar apoi la diferite faze de o rețea trifazată.

Ușoară este o condiție naturală a vieții umane, jucând un rol important în menținerea sănătății și a performanței ridicate. Are un efect pozitiv asupra stării emoționale a unei persoane, asupra metabolismului, asupra sistemului cardiovascular și asupra sistemului nervos central.

Analizatorul vizual uman este principala sursă de informații pe care o primește despre lumea exterioară.

Astfel, fiind cel mai important indicator al sănătății în muncă, iluminatul industrial este conceput pentru :

Îmbunătățirea condițiilor vizuale de lucru și reducerea oboselii;

Îmbunătățirea siguranței muncii și reducerea bolilor profesionale;

Creșterea productivității muncii și a calității produselor.

Lumina face parte din spectrul electromagnetic al radiațiilor vizibile (= 0,38-0,76 µm). Fiecare lungime de undă corespunde unei culori specifice: de la violet (380...450 nm) la roșu (620...760 nm).

Sensibilitatea ochiului în diferite părți ale spectrului vizibil nu este aceeași. Este maxim în regiunea verde a spectrului la o lungime de undă = 554 mm.

Iluminatul industrial se caracterizează prin indicatori cantitativi și calitativi. LA indicatori cantitativi raporta: flux luminos, intensitate luminoasă, iluminare, luminozitate și reflectanță. Flux luminos F numit flux de energie radianta, evaluat de ochi prin senzatia de lumina. Unitatea de măsură a fluxului luminos este lumen (lm) este fluxul luminos emis de o sursă punctiformă de lumină cu o intensitate de o candela plasată la un unghi solid de un steradian. Puterea luminii eu este densitatea spațială a fluxului luminos.

, kd,

unde ω este unghiul solid, steradian.

Iluminare E caracterizează densitatea de suprafață a fluxului luminos

unde S este aria suprafeței iluminate, m2.

Unitatea de iluminare este lux (lx).

De exemplu, iluminarea suprafeței Pământului într-o noapte cu lună este de aproximativ 0,2 lux, iar într-o zi însorită poate ajunge la 100.000 de lux.

Nivelul de percepție a luminii de către ochiul uman depinde de densitatea de suprafață a fluxului de lumină pe retină, semnificația principală este fluxul de lumină reflectat de această suprafață și care cade pe pupilă. Prin urmare, conceptul a fost introdus luminozitatea O persoană distinge obiectele din jur deoarece acestea au luminozitate diferită.

LuminozitateL– valoare egală cu raportul intensității luminii eu, emisă (reflectată) de un element de suprafață într-o direcție dată, către aria de proiecție a acestei suprafețe pe un plan perpendicular pe această direcție.

cd/m2,

Unde S negativ– aria suprafeței emise (reflectate), m2; α este unghiul dintre normală și direcția către o suprafață dată.

Coeficientul de reflexie La negativ caracterizează capacitatea unei suprafețe de a reflecta fluxul de lumină incident pe ea:

La principal indicatori de calitate iluminatul include: obiect de discriminare, fond, contrast obiect cu fundal, vizibilitate, luminozitate, coeficient de pulsație de iluminare.

Obiect de distincție– cel mai mic obiect din spațiul luat în considerare care trebuie să fie distins în timpul procesului de lucru.

fundal– suprafața imediat adiacentă obiectului de distincție, în raport cu care acesta este considerat.

Contrastul subiectului cu fundalulLA– raportul dintre valoarea absolută a diferenței dintre luminozitatea obiectului L o si fundal L f la luminozitatea fundalului.

.

Vizibilitate V d este o caracteristică universală a calității luminii, care caracterizează capacitatea ochiului de a percepe un obiect.

Strălucire– expunerea crescută la suprafețele luminoase, provocând afectarea funcțiilor vizuale, de ex. deteriorarea vizibilității obiectelor.

Coeficientul de pulsație de iluminareK p– criteriu de evaluare a amplitudinii relative a fluctuațiilor de iluminare atunci când se utilizează lămpi cu descărcare în gaz de curent alternativ:

,

unde Е ma х, E min, Е ср – valorile maxime, minime și medii de iluminare pentru perioada de fluctuație a acesteia, lux.

Mai jos sunt conceptele de bază și relațiile indicatoarelor de lumină.

Iluminatul este una dintre cele mai importante condiții pentru viața normală. Iluminatul aranjat corespunzător asigură o bună vizibilitate și creează condiții favorabile de lucru. Iluminarea slabă provoacă oboseală prematură, atenuează atenția lucrătorului, reduce productivitatea muncii, deteriorează indicatorii de calitate și poate provoca un accident. Iluminarea slabă pe o perioadă lungă de timp poate duce, de asemenea, la o vedere slabă.

Există trei tipuri de iluminat industrial: natural, artificial și combinat.

natural iluminarea incintelor cu luminozitate (directă sau difuză) care pătrunde prin deschideri de lumină din structurile exterioare ale clădirilor;

artificial iluminat cu surse de lumină electrică;

combinate iluminat, în care lumina naturală, insuficientă conform standardelor, este completată cu lumină artificială.

Radiația vizibilă (lumina) este radiația care lovește retina ochiului și poate provoca o senzație vizuală. Lumina face parte din radiația electromagnetică cu o lungime de undă de la 0,38 la 0,78 microni.

Valorile tehnice ale iluminatului care determină indicatorii iluminatului industrial se bazează pe o evaluare a percepției acestora de către ochiul uman. Există indicatori cantitativi și calitativi ai iluminatului.

1.1. Indicatori cantitativi

Spre indicatori cantitativi includ: fluxul luminos, intensitatea luminoasă, iluminarea, luminozitatea, reflectanța.

Flux luminos (F)- puterea fluxului luminos de radiație, estimată prin senzația vizuală de către ochiul uman. Dimensiunea fluxului luminos este lumen (lm).

Intensitatea luminii (J)- densitatea spațială a fluxului luminos într-o direcție dată, adică flux luminos pe unghi solid ω , în care este emis

Candela (cd),

Unde ω unghi solid în steradiani (sr).

Iluminare (E)- densitatea fluxului luminos pe suprafața pe care o luminează, fluxul luminos împărțit la aria suprafeței iluminate S, măsurat în m2, cu condiția ca acesta să fie distribuit uniform pe suprafață atunci când lumina de la sursă cade pe aceasta perpendicular

.

Luminozitate (V)- este o cantitate de lumină percepută direct de ochi. Este determinată de raportul dintre intensitatea luminii într-o direcție dată și aria de proiecție a suprafeței emitente pe un plan perpendicular pe direcția radiației

.

Valori ale valorilor maxime de luminozitate pe suprafața de lucru.

Reflectanta la suprafata r caracterizează capacitatea sa de a reflecta fluxul luminos incident asupra acestuia. Este determinată de raportul dintre fluxul de lumină reflectat și cel incident

Valorile coeficientului (r) pentru suprafețe de diferite tipuri.

1.2. Indicatori calitativi

Spre indicatorii de calitate iluminarea include: fundal, contrastul obiectului de discriminare cu fundalul, indicator de orbire, coeficient de pulsație de iluminare, indicator de disconfort.

fundal- o suprafata adiacenta direct obiectului de discriminare pe care este privit. Fondul este considerat lumină dacă reflectanța P este mai mare de 0,4; mediu la P = 0,2...0,4 și întunecat dacă P este mai mic de 0,2.

Contrastul obiectului discriminării cu fond K măsurată fotometric diferența de luminozitate a două zone. Este determinat de raportul dintre valoarea absolută a diferenței dintre luminozitatea obiectului și fundal și luminozitatea fundalului:

Contrastul este considerat ridicat atunci când K este mai mare de 0,5 (obiectul și fundalul diferă puternic în luminozitate), mediu când K = 0,2...0,5 (diferent semnificativ) și mic dacă K este mai mic de 0,2 (difer puțin).

Indicele de orbire 2 (P)- criteriu de apreciere a strălucirii unei instalaţii de iluminat, determinat de expresie

P = (S - 1) 1000,

unde S este coeficientul de strălucire, egal cu raportul dintre diferențele de luminozitate de prag în prezența și absența surselor de orbire în câmpul vizual.

Valori normalizate ale coeficientului R.

Coeficientul de pulsație de iluminare (Kp)- un criteriu de evaluare a profunzimii relative a fluctuațiilor de iluminare ca urmare a modificărilor în timp ale fluxului luminos al lămpilor cu descărcare în gaz atunci când sunt alimentate cu curent alternativ, exprimat prin formula

unde Emax, Emin și Eсr sunt, respectiv, valorile maxime, minime și medii ale iluminării pe perioada fluctuației sale, lux.

Valorile normalizate ale Kp.

Indicele de disconfort (M)- criteriu de evaluare a luminozității inconfortabile 1, care provoacă senzații neplăcute atunci când luminozitatea este distribuită neuniform în câmpul vizual. Determină gradul de tensiune vizuală suplimentară cauzată de prezența unei diferențe accentuate de luminozitate într-o cameră iluminată.

Acest indicator nu este standardizat pentru spații industriale; valorile sale normalizate sunt pentru spații rezidențiale, publice și administrative; există o formulă pentru determinarea indicelui de disconfort M.

Dintre indicatoarele de iluminare enumerate, următoarele sunt măsurate direct (numele dispozitivelor sunt indicate între paranteze):

Iluminare (luxmetri);

Luminozitatea (fotometre subiective și obiective).

Folosind aceste instrumente, este posibil să se determine valorile coeficienților de reflexie P și ale pulsației Kp ale contrastului obiectului de discriminare cu fondul K și indicele de orbire P.

Standarde de iluminare La alegerea tipului de lămpi, a cantității și a puterii acestora, este necesar să se țină cont de standardele de iluminare. Standardele dau trei valori pentru gradul de iluminare: scăzut, normal și ridicat. De obicei se folosește nivelul normal, dar în unele cazuri se recomandă alegerea unui nivel scăzut sau ridicat de iluminare.
Gradul de protecție a echipamentelor electrice Gradul de protecție este indicat de combinația IP XX. Primul număr este gradul de protecție împotriva prafului și blanii. influențe. Al doilea este gradul de protecție împotriva umezelii. Ca lămpi stradale la o înălțime de până la 0,5 m, pot fi utilizate lămpi cu clasa de protecție IP 44. Pentru instalarea pe catarge înalte (peste atingerea omului), clasa minimă de protecție este IP 23. Corpurile de iluminat montate la nivelul solului trebuie să fie impermeabile ( IP 67), iar corpurile de iluminat scufundate în apă (de exemplu, pentru iluminarea unui iaz) trebuie să aibă o clasă de protecție IP 68 (protecție împotriva pătrunderii apei sub presiune).
Clasa de protecție clasa 0 - nu există izolație completă dublă și ranforsată, nu există posibilitatea de împământare. Clasa I - există izolație completă și există posibilitatea de împământare. Clasa II - echipat cu izolatie dubla si ranforsata, fara posibilitate de impamantare. Clasa III - un corp de iluminat destinat conectării numai la o rețea de tensiune de protecție.
Unități de măsură Iată câteva mărimi fizice care caracterizează o sursă de lumină. Pot fi folosite atunci când alegeți lămpile și locația acestora. Intensitatea luminii (I). Unitatea de măsură este candela (cd).

Iluminare (E) - flux luminos pe unitatea de suprafață iluminată. Unitatea de măsură este lux (lx). 1 lx = 1cd*sr/m2, unde sr este unghiul solid (în steradiani). Luminozitatea (L) caracterizează strălucirea unei surse de lumină într-o direcție dată.

Luminozitatea unui element al unei suprafețe luminoase în orice direcție este determinată de raportul dintre intensitatea luminoasă a acestui element și aria de proiecție a elementului pe un plan perpendicular pe această direcție.

Temperatura de culoare (T). Se măsoară în grade Kelvin (K). Caracterizează compoziția spectrală a radiațiilor.

Iluminare: Lumina lunii 0,25 lx Soare prin nori 10.000 lx Lumina soarelui 100.000 lx Iluminat birou 300-2000 lx Iluminat drum 10-50 lx

Luminozitate: Lampă fluorescentă 0,8 cd/m2 Stradă bine luminată 2 cd/m2 Soare de la amiază 150.000 cd/m2 Intensitatea unei lumânări este de aproximativ 1 cd, iar lumina unui far poate ajunge la 2.000.000 cd.

Măsurarea parametrilor de iluminare. Principalul parametru utilizat în evaluarea luminii este iluminarea e, măsurată în lux.

Luxmetre de diferite tipuri sunt folosite pentru a măsura iluminarea.

Un exemplu de luxmetru analogic este dispozitivul Yu-116, al cărui principiu de funcționare se bazează pe fenomenul efectului fotoelectric.

Sub influența fluxului luminos incident asupra fotocelulei cu seleniu, într-un circuit închis apare un curent, a cărui mărime este proporțională cu fluxul luminos. Dispozitivul este calibrat în lux. Un avantaj semnificativ al fotocelulei cu seleniu în comparație cu alte tipuri de fotocelule este că curba de sensibilitate spectrală se potrivește cel mai bine cu curba de vizibilitate relativă a ochiului uman. La măsurarea iluminării, fotocelula este instalată în planul de lucru (orizontal sau vertical) la o anumită distanță de operatorul care efectuează măsurătorile pentru ca umbra să nu cadă pe fotocelula.

În prezent, dispozitivele analog-digitale sunt utilizate pe scară largă, făcând posibilă măsurarea nu numai a iluminării, ci și a altor parametri care caracterizează iluminarea, de exemplu, coeficientul de pulsație sau luminozitatea.

Un exemplu de dispozitiv analog-digital este luxmetrul de puls Argus-07, care este folosit pentru a măsura iluminarea și coeficientul de pulsație. Principiul dispozitivului se bazează pe conversia fluxului luminos creat de obiectele extinse într-un semnal electric continuu, proporțional cu iluminarea, care este apoi convertit de un convertor analog-digital într-un cod digital afișat pe afișajul digital al blocul indicator. Capul de măsurare conține un convertor primar de radiație - o fotodiodă de siliciu semiconductor cu un sistem de filtre de lumină care formează o sensibilitate spectrală corespunzătoare curbei de vizibilitate. Citirile coeficientului de pulsație sunt indicate ca procent, în timp ce dispozitivul determină valoarea maximă, minimă și medie a iluminării cu radiații pulsatorii și calculează valoarea coeficientului de pulsație folosind formula de mai sus.

Categoria K: Lucrari de instalare electrica

Cantități de lumină de bază

Principalele cantități luminoase includ: fluxul luminos, iluminarea și intensitatea luminoasă.

Puterea de radiație a unei lămpi, care este estimată prin senzația de lumină produsă de ochiul uman, se numește flux luminos și este exprimată în lumeni (lm). Căzând pe orice suprafață, fluxul luminos o luminează. Fluxul luminos al unei lumânări stearice obișnuite este de 10-15 lm, iar o lampă electrică cu incandescență cu o putere de 25 W și o tensiune de 220 V este de peste 200 lm.

Raportul dintre fluxul luminos al unei lămpi (lm) și puterea consumată de lampă (W), sau cantitatea de flux luminos obținut la 1 W de putere consumată, se numește eficiență luminoasă (ieșire luminoasă), care caracterizează eficiența de lămpi.

Fluxul luminos pe unitatea de suprafață iluminată se numește iluminare și se exprimă în lux: E = F/S (sau 1 lux = 1 lm/1 m2), unde F este fluxul luminos, lm, S este aria iluminată, m2 .

Densitatea fluxului luminos într-o direcție dată se numește intensitate luminoasă și este exprimată în candela (cd). Caracterizează distribuția fluxului luminos al unei surse de lumină.

Obiectele din jurul nostru sunt capabile să reflecte, să absoarbă sau să transmită lumina. Există trei tipuri de reflectare și transmitere a luminii de către corpuri: împrăștiată, direcțională (oglindă) și direcțională-împrăștiată.

Reflexia împrăștiată sau difuză este caracteristică obiectelor care strălucesc cu aceeași luminozitate în toate direcțiile, de exemplu ipsos, cretă, sticlă de lapte. Obiectele care împrăștie lumina care cade asupra lor și în același timp încep să strălucească, dar cu luminozitate neuniformă, au o reflexie difuză direcțională, de exemplu, sticlă mată, hârtie lucioasă. Materialele care reflectă difuz și transmit lumina sunt utilizate pe scară largă la fabricarea echipamentelor și dispozitivelor de iluminat.

Culorile deschise în încăperile cu echipamente instalate reflectă cât mai mult posibil lumina care cade asupra lor, ceea ce face posibilă crearea nivelului de iluminare necesar atunci când se utilizează surse de lumină de putere mai mică și cu un flux luminos mai mic în comparație cu culorile întunecate.

Iluminarea este standardizată pentru fiecare cameră și loc de muncă. Pe baza standardelor de iluminare stabilite, se proiectează iluminatul spațiilor industriale, instituțiilor, facilităților culturale și sociale și teritoriilor, în timp ce standardul de iluminare cu lămpi cu descărcare în gaz este de 1,5 - 3 ori mai mare decât cu lămpi cu incandescență. Iluminarea cerută de standarde este creată de iluminatul de lucru, iar în prezența iluminatului de urgență, de ambele tipuri de iluminat. Pentru a continua lucrul, iluminatul de urgență trebuie să creeze o iluminare de cel puțin 5% (2 lux) din standardul pentru iluminatul general, iar iluminatul de evacuare - cel puțin 0,5 lux pe podea de-a lungul pasajelor principale ale spațiilor și scărilor.

Cu iluminatul combinat, iluminarea necesară a locurilor de muncă se realizează în principal cu ajutorul iluminatului local, iar din lămpi de iluminat general - cel puțin 10% din standardul de iluminare.

- Cantități de lumină de bază