Osvetlenie Účelom normy sú svetelnotechnické hodnoty. Hlavné ukazovatele osvetlenia. Vysoko kvalitný svetelný výkon

Svetlo má komplexnú vlnovo-časticovú povahu a je súčasťou optickej oblasti spektra. Viditeľné žiarenie optického spektra zahŕňa žiarenie s vlnovou dĺžkou 0,38 až 0,78 mikrónu. V tomto rozsahu vlny (monochromatické svetlo) vyvolávajú farebný vnem. Na hygienické posúdenie osvetlenia sa používajú tieto ukazovatele:

Svetelný tok Ф -časť žiarivého toku vnímaná človekom ako svetlo charakterizuje silu svetelného žiarenia, meranú v lúmenoch (lm).

Jeden lúmen je svetelný tok vyžarovaný bodovým zdrojom so svietivosťou 1 kandela (cd) v priestorovom uhle 1 steradián (sr).

Svietivosť J - priestorová hustota svetelného toku definovaná ako pomer svetelného toku DF (lm) , vychádzajúce zo zdroja a rovnomerne sa šíriace vo vnútri elementárneho priestorového uhla DW (steradián), na hodnotu tohto uhla, sa meria v kandelách (cd):

Pevný uhol -časť priestoru uzavretého v kužeľovej ploche. Meria sa pomerom plochy, ktorú vyreže z gule s ľubovoľným polomerom, k druhej mocnine tejto gule.

Osvetlenie E - povrchová hustota svetelného toku je definovaná ako pomer svetelného toku DФ (lm), rovnomerne dopadajúceho na osvetlený povrch, k jeho ploche D S(m 2), merané v luxoch (luxoch):

Jeden lx je osvetlenie 1 m 2 plochy, keď na ňu dopadá svetelný tok 1 lm.

Svetlosť L plochy pod uhlom a k normále - pomer svietivosti D J a cd), vyžarované osvetleným alebo svietiacim povrchom v tomto smere, do oblasti D S(m 2) priemet tohto povrchu na rovinu kolmú na tento smer, merané v cd / m 2:

kde – uhol medzi smermi intenzity svetla a vertikálou.

Jeden cd/m2 Je jas rovnomerne svietiacej rovnej plochy vyžarujúcej v kolmom smere z oblasti S = 1 m 2 intenzita svetla v 1 cd .

Jas je veličina, ktorú oko priamo vníma. Pri konštantnom osvetlení je jas objektu tým väčší, čím väčšia je jeho odrazivosť.

Pomer prirodzeného svetla(KEO) – pomer prirodzeného osvetlenia vytvoreného v určitom bode v danej rovine vo vnútri miestnosti svetlom oblohy (priamym alebo po odrazoch) k súčasnej hodnote vonkajšieho horizontálneho osvetlenia vytvoreného svetlom úplne otvorenej oblohy; vyjadrené v percentách:

kde E B - osvetlenie v bode vnútri miestnosti, vytvorené svetlom časti oblohy viditeľnej cez svetelný otvor, lx; E n - osvetlenie v rovnakom čase mimo výrobnej miestnosti, vytvorené rovnomerne rozptýleným svetlom celej klenby, lx.

Predmet diskriminácie- najmenší prvok položky alebo chyba, ktorú je potrebné počas prevádzky rozlíšiť (napríklad čiara, znak, vlákno, škvrna, riziko, prasklina, symbol atď.).

Pozadie - povrch susediaci priamo s objektom diskriminácie, na ktorom je pozorovaný. Vyznačuje sa koeficientom odrazu, ktorý závisí od farby a štruktúry povrchu.

Koeficient odrazu r je definovaný ako pomer svetelného toku F ref odrazeného od povrchu k svetelnému toku F padajúcemu na povrch:

Hodnoty koeficientu odrazu sú v rozmedzí 0,02 ... 0,95. r> 0,4 ​​- pozadie sa považuje za svetlé; r = 0,2 ... 0,4 - priemer; r< 0,2 – темным.

Kontrast objektu s pozadím k - miera rozdielu medzi objektom a pozadím
charakterizované pomerom jasu uvažovaného objektu (body, čiary, riziká alebo iné prvky) a pozadia:

k> 0,5 sa považuje za veľký (objekt ostro vyniká na pozadí);

k= 0,2 ... 0,5 - stredná (jasnosť objektu a pozadia sa výrazne líši);

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

Faktor zvlnenia osvetlenia k E- kritérium kolísania hĺbky osvetlenia v dôsledku zmeny času svetelného toku použitých svetelných zdrojov:

kde E max, E min a E St - maximálne, minimálne a priemerné hodnoty osvetlenia za periódu oscilácie. k E = 15 – 65 % pre plynové výbojky;
k E= 7 % pre bežné žiarovky; k E= 1 % pre halogénové žiarovky.

Zvlnenie osvetlenia sa vyskytuje v dôsledku napájania svetelných zdrojov so striedavým napätím. Sú dôležité najmä pri použití svetelných zdrojov s nízkou zotrvačnosťou, ktorými sú žiarivky. Svetelné pulzácie na pracovnej ploche nielen unavujú oči, ale môžu spôsobiť aj nedostatočné vnímanie pozorovaného objektu v dôsledku objavenia sa stroboskopického efektu.

Nízka hodnota faktora zvlnenia pre žiarovky sa vysvetľuje veľkou tepelnou zotrvačnosťou vlákna, ktorá zabraňuje výraznému zníženiu svetelného toku žiarovky Ф ln v okamihu prechodu okamžitej hodnoty striedavého napätia sieť cez 0
(Obrázok 3.1).

Plynové výbojky (vrátane žiariviek) majú zároveň nízku zotrvačnosť a menia svoj svetelný tok Fll takmer úmerne amplitúde napätia napájacieho obvodu. Smerné hodnoty k E pre plynové výbojky sú uvedené v tabuľke 3.1.

Na zníženie koeficientu zvlnenia osvetlenia sú žiarivky pripojené k rôznym fázam trojfázového elektrického obvodu. Pravá spodná krivka na obrázku 3.1 znázorňuje charakter zmeny času celkového svetelného toku vytvoreného tromi žiarivkami 3F LL, zaradenými v prvom prípade do jednej fázy (fáza A siete), a potom do rôznych fáz trojfázová sieť.

Svetlo je prirodzenou podmienkou ľudského života, zohráva dôležitú úlohu pri udržiavaní zdravia a vysokej výkonnosti. Priaznivo pôsobí na emocionálny stav človeka, metabolizmus, kardiovaskulárny a centrálny nervový systém.

Vizuálny analyzátor človeka je hlavným zdrojom informácií, ktoré dostáva o vonkajšom svete.

Tým, že je najdôležitejším ukazovateľom zdravia pri práci, priemyselné osvetlenie je určené pre :

Zlepšenie podmienok pre zrakovú prácu a zníženie únavy;

Zlepšenie bezpečnosti práce a zníženie počtu chorôb z povolania;

Zvýšenie produktivity práce a kvality výrobkov.

Svetlo je súčasťou elektromagnetického spektra viditeľného žiarenia (= = 0,38-0,76 mikrónov). Každá vlnová dĺžka zodpovedá určitej farbe: od fialovej (380 ... 450 nm) po červenú (620 ... 760 nm).

Citlivosť oka v rôznych častiach viditeľného spektra nie je rovnaká. Maximum je v zelenej oblasti spektra pri vlnovej dĺžke = 554 mm.

Priemyselné osvetlenie sa vyznačuje kvantitatívnymi a kvalitatívnymi ukazovateľmi. TO kvantitatívnych ukazovateľov týkať sa: svetelný tok, svietivosť, osvetlenosť, jas a odrazivosť. Svetelný tok F sa nazýva tok žiarivej energie, ktorú oko hodnotí svetelným vnemom. Jednotkou svetelného toku je lumen (lm) - svetelný tok vyžarovaný bodovým zdrojom svetla o sile jednej kandely, umiestnený v priestorovom uhle jeden steradián. Sila svetla ja Je priestorová hustota svetelného toku.

, cd,

kde ω je priestorový uhol, steradián.

Osvetlenie E charakterizuje povrchovú hustotu svetelného toku

kde S je plocha osvetleného povrchu, m2.

Jednotkou osvetlenia je lux (lx).

Napríklad osvetlenie zemského povrchu počas mesačnej noci je asi 0,2 luxu a za slnečného dňa môže dosiahnuť 100 000 luxov.

Úroveň vnímania svetla ľudským okom závisí od povrchovej hustoty svetelného toku na sietnici, potom je prvoradý význam svetelný tok odrazený od tohto povrchu a dosahujúci zrenicu. Preto bol predstavený koncept jas.Človek rozlišuje okolité predmety, pretože majú rôzny jas.

JasL- hodnota rovnajúca sa podielu svietivosti ja, vyžarované (odrazené) povrchovým prvkom v danom smere, do priemetnej plochy tohto povrchu na rovinu kolmú na tento smer.

cd/m2,

kde S neg- plocha vyžarovaného (odrazeného) povrchu, m 2; α je uhol medzi normálou a smerom k danému povrchu.

Koeficient odrazu K neg charakterizuje schopnosť povrchu odrážať svetelný tok, ktorý naň dopadá:

K hlavnému ukazovatele kvality osvetlenie zahŕňa: objekt diskriminácie, pozadie, kontrast objektu s pozadím, viditeľnosť, brilancia, koeficient vlnenia svetla.

Predmet diskriminácie- najmenší objekt uvažovaného priestoru, ktorý treba v procese práce rozlíšiť.

Pozadie- povrch bezprostredne susediaci s predmetom diskriminácie, vo vzťahu ku ktorému sa naň pozerá.

Kontrast objektu s pozadímTO- pomer absolútnej hodnoty rozdielu medzi jasmi predmetu L o a pozadia L f na jas pozadia.

.

Viditeľnosť V d je univerzálna charakteristika kvality osvetlenia, ktorá charakterizuje schopnosť oka vnímať predmet.

Brilantnosť- zvýšené svietiace plochy, spôsobujúce zhoršenie zraku, t.j. zhoršenie viditeľnosti objektu.

Faktor zvlnenia osvetleniaK n– kritérium na posúdenie relatívnej veľkosti kolísania veľkosti osvetlenia pri použití striedavých výbojok:

,

kde E ma х, E min, E cf - maximálne, minimálne a priemerné hodnoty osvetlenia za obdobie jeho kolísania, lux.

Nižšie sú uvedené základné pojmy a pomery svetelných indikátorov.

Osvetlenie je jednou z najdôležitejších podmienok pre normálny život. Správne usporiadané osvetlenie zabezpečuje dobrú viditeľnosť a vytvára priaznivé pracovné prostredie. Nevyhovujúce osvetlenie spôsobuje predčasnú únavu, otupuje pozornosť pracovníka, znižuje produktivitu práce, zhoršuje ukazovatele kvality a môže byť príčinou úrazu. Dlhodobé nedostatočné osvetlenie môže viesť aj k zhoršeniu zraku.

Existujú tri typy priemyselného osvetlenia: prirodzené, umelé a kombinované.

prirodzené osvetlenie priestorov svetlom oblohy (priamym alebo rozptýleným), prenikajúcim cez svetelné otvory vo vonkajších konštrukciách budov;

umelé osvetlenie elektrickými svetelnými zdrojmi;

kombinované osvetlenie, pri ktorom je nedostatočné prirodzené svetlo doplnené umelým svetlom.

Viditeľné žiarenie (svetelné) žiarenie, ktoré dopadá na sietnicu oka, môže vyvolať zrakový vnem. Svetlo je časť elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou 0,38 až 0,78 mikrónu.

Hodnoty osvetlenia, ktoré určujú výkon priemyselného osvetlenia, sú založené na hodnotení ich vnímania ľudským okom. Rozlišujte medzi kvantitatívnymi a kvalitatívnymi ukazovateľmi osvetlenia.

1.1. Kvantitatívne ukazovatele

Ku kvantitatívnym ukazovateľom zahŕňajú: svetelný tok, svietivosť, osvetlenie, jas, odrazivosť.

Svetelný tok (F)- sila svetelného toku žiarenia, hodnotená zrakovým vnemom ľudského oka. Rozmer svetelného toku je lumen (lm).

Svietivosť (J)- priestorová hustota svetelného toku v danom smere, t.j. svetelný tok vztiahnutý na priestorový uhol ω v ktorom sa emituje

Candela (cd),

kde ω priestorový uhol v steradiánoch (porov.).

Osvetlenie (E)- hustota svetelného toku na ním osvetlenom povrchu, svetelný tok vztiahnutý na plochu osvetleného povrchu S, meraný v m 2 za predpokladu, že je rovnomerne rozložený po povrchu, keď naň dopadá svetlo zdroja to kolmo

.

Jas (B)- je svetelná veličina priamo vnímaná okom. Je určená pomerom intenzity osvetlenia v danom smere k ploche priemetu vyžarujúcej plochy na rovinu kolmú na smer žiarenia

.

Hodnoty maximálnych hodnôt jasu na pracovnej ploche.

Povrchová odrazivosť r charakterizuje jeho schopnosť odrážať svetelný tok naň dopadajúci. Je určený pomerom odrazeného svetelného toku k dopadajúcemu

Hodnoty koeficientu (r) pre povrchy rôzneho charakteru.

1.2. Kvalitatívne ukazovatele

K indikátorom kvality osvetlenie zahŕňa: pozadie, kontrast objektu diskriminácie s pozadím, indikátor oslnenia, koeficient pulzácie osvetlenia, indikátor nepohodlia.

Pozadie- povrch priliehajúci priamo k predmetu diskriminácie, na ktorom je pozorovaný. Pozadie sa považuje za svetlo, ak je odrazivosť P väčšia ako 0,4; priemer pri P = 0,2 ... 0,4 a tmavý, ak je P menšie ako 0,2.

Kontrast objektu diskriminácie s pozadím K, fotometricky nameraný rozdiel jasu dvoch zón. Je určený pomerom absolútnej hodnoty rozdielu medzi jasom objektu a pozadia k jasu pozadia:

Kontrast sa považuje za veľký pri K viac ako 0,5 (objekt a pozadie sa výrazne líšia jasom), za priemerný pri K = 0,2 ... 0,5 (znateľne odlišné) a za malý, ak je K menšie ako 0,2 (líši sa málo).

Index slepoty 2 (P)- kritérium hodnotenia oslnenia osvetľovacieho zariadenia, definované výrazom

P = (S - 1) 1 000,

kde S je faktor oslnenia, ktorý sa rovná pomeru prahových rozdielov jasu v prítomnosti a neprítomnosti oslňujúcich zdrojov v zornom poli.

Normalizované hodnoty koeficientu P.

Faktor zvlnenia osvetlenia (Kp) je kritérium na posúdenie relatívnej hĺbky kolísania osvetlenia v dôsledku zmeny času svetelného toku plynových výbojok pri napájaní striedavým prúdom, vyjadrené vzorcom

kde Emax, Emin a Eav sú maximálne, minimálne a priemerné hodnoty osvetlenia za obdobie jeho kolísania, lx, resp.

Normalizované hodnoty Kp.

Index nepohodlia (M)- kritérium hodnotenia nepríjemného lesku 1, spôsobujúceho nepríjemné pocity s nerovnomerným rozložením jasu v zornom poli. Určuje stupeň dodatočnej intenzity vizuálnej práce spôsobenej prítomnosťou ostrého rozdielu jasu v osvetlenej miestnosti.

Tento ukazovateľ pre priemyselné priestory nie je štandardizovaný, jeho normalizované hodnoty pre obytné, verejné a administratívne priestory, existuje vzorec na určenie ukazovateľa nepohodlia M.

Z uvedených indikátorov osvetlenia sa priamo merajú tieto (názvy zariadení sú uvedené v zátvorkách):

Osvetlenie (lux metre);

Jas (subjektívne a objektívne fotometre).

Pomocou týchto zariadení je možné určiť hodnoty koeficientov odrazu P a zvlnenia Kp kontrastu objektu, ktorý sa má odlíšiť od pozadia K a indexu oslnenia P.

Normy osvetlenia Pri výbere typu svietidiel, ich počtu a výkonu je potrebné brať do úvahy normy osvetlenia. Normy uvádzajú tri hodnoty pre stupeň osvetlenia: nízky, normálny a vysoký. Zvyčajne sa používa normálny stupeň, ale v niektorých prípadoch je vhodné zvoliť nízke alebo vysoké osvetlenie.
Stupeň ochrany elektrických zariadení Stupeň ochrany je udávaný kombináciou IP XX. Prvým číslom je stupeň ochrany proti prachu a srsti. dopady. Druhým je stupeň ochrany proti vlhkosti. Ako pouličné svietidlá vo výške do 0,5 m je možné použiť svietidlá triedy ochrany IP 44. Pre inštaláciu na vysoké stožiare (nad dosahom osoby) je minimálna trieda ochrany IP 23. Svietidlá namontované na úrovni terénu musia byť vodotesné (IP 67) a svietidlá ponorené do vody (napríklad na osvetlenie jazierka) musia mať triedu ochrany IP 68 (ochrana proti prenikaniu vody pod tlakom).
Trieda ochrany 0 - žiadna úplná dvojitá a zosilnená izolácia, žiadna možnosť uzemnenia. Trieda I - je tu úplná izolácia a existuje možnosť uzemnenia. Trieda II - vybavená dvojitou a zosilnenou izoláciou, bez možnosti uzemnenia. Trieda III - svietidlo určené len na pripojenie k sieti ochranného napätia.
Jednotky merania Tu sú niektoré fyzikálne veličiny, ktoré charakterizujú svetelný zdroj. Môžu byť použité pri výbere svietidiel a ich umiestnenia. Intenzita svetla (I). Mernou jednotkou je kandela (cd).

Osvetlenie (E) - svetelný tok na jednotku osvetlenej plochy. Jednotka je lux (lx). 1 lx = 1cd * sr / m2, kde sr je priestorový uhol (v steradiánoch). Jas (L) charakterizuje žiaru svetelného zdroja v danom smere.

Jas prvku svetelnej plochy v ľubovoľnom smere je určený pomerom svietivosti tohto prvku k projekčnej ploche prvku na rovinu kolmú na tento smer.

Teplota farby (T). Merané v stupňoch Kelvina (K). Charakterizuje spektrálne zloženie žiarenia.

Osvetlenie: Mesačné svetlo 0,25 lx Slnko cez mraky 10 000 lx Slnečné svetlo 100 000 lx Osvetlenie kancelárie 300-2000 lx Osvetlenie cesty 10-50 lx

Svietivosť: Žiarivka 0,8 cd / m2 Dobre osvetlená ulica 2 cd / m2 Poludňajšie slnko 150 000 cd / m2 Intenzita svetla sviečky je asi 1 cd a svetlo majáku môže dosiahnuť 2 000 000 cd.

Meranie parametrov osvetlenia. Hlavným parametrom používaným pri hodnotení osvetlenia je osvetlenie e, merané v luxoch.

Na meranie osvetlenia sa používajú luxmetre rôznych typov.

Príkladom analógového expozimetra je zariadenie Yu-116, ktorého princíp je založený na fenoméne fotoelektrického efektu.

Vplyvom svetelného toku dopadajúceho na selénovú fotočlánku vzniká v uzavretom okruhu prúd, ktorého hodnota je úmerná svetelnému toku. Zariadenie je kalibrované v suitách. Významnou výhodou selénovej fotobunky oproti iným typom fotobuniek je, že jej krivka spektrálnej citlivosti sa najviac zhoduje s krivkou relatívnej viditeľnosti ľudského oka. Pri meraní osvetlenia je fotobunka inštalovaná v pracovnej rovine (horizontálnej alebo vertikálnej) v určitej vzdialenosti od operátora, ktorý meria, aby na fotobunku nedopadal tieň.

V súčasnosti našli široké uplatnenie analógovo-digitálne zariadenia, ktoré umožňujú merať nielen osvetlenie, ale aj ďalšie parametre charakterizujúce osvetlenie, napríklad koeficient zvlnenia alebo jas.

Príkladom analógovo - digitálneho zariadenia je pulzný merač-luxmeter "Argus-07", ktorý sa používa na meranie osvetlenia a koeficientu pulzácie. Princíp zariadenia je založený na premene svetelného toku generovaného vysunutými predmetmi na spojitý elektrický signál úmerný osvetleniu, ktorý je následne prevedený analógovo-digitálnym prevodníkom na digitálny kód indikovaný na digitálnom displeji indikátora. jednotka. Meracia hlava má primárny prevodník žiarenia - polovodičovú kremíkovú fotodiódu so systémom svetelných filtrov, ktoré tvoria spektrálnu citlivosť zodpovedajúcu krivke viditeľnosti. Hodnoty pulzačného koeficientu sú uvedené v percentách, pričom prístroj určuje maximálne, minimálne a priemerné hodnoty pulzujúceho žiarenia a vypočítava hodnotu pulzačného koeficientu podľa vyššie uvedeného vzorca.

Do kategórie: Elektroinštalačné práce

Základné svetelné množstvá

Medzi hlavné svetelné veličiny patria: svetelný tok, osvetlenie a svietivosť.

Sila žiarenia lampy, ktorá sa odhaduje na základe pocitu svetla produkovaného ľudským okom, sa nazýva svetelný tok a vyjadruje sa v lúmenoch (lm). Svetelný tok, ktorý dopadá na akýkoľvek povrch, ho osvetľuje. Svetelný tok bežnej stearovej sviečky je 10-15 lm, žiarovka s výkonom 25 W a napätím 220 V - nad 200 lm.

Pomer svetelného toku svietidla (lm) k výkonu spotrebovaného svietidlom (W), alebo hodnota svetelného toku získaná na 1 W spotrebovaného výkonu, sa nazýva svetelná účinnosť (svetelná účinnosť), ktorá charakterizuje účinnosť svietidiel.

Svetelný tok na jednotku osvetlenej plochy sa nazýva osvetlenosť a vyjadruje sa v luxoch: E = F / S (alebo 1 lux = 1 lm / 1 m2), kde F je svetelný tok, lm, S je osvetlená plocha, m2 .

Svetelný tok v danom smere sa nazýva svietivosť a vyjadruje sa v kandelách (cd). Charakterizuje rozloženie svetelného toku svetelného zdroja.

Objekty okolo nás sú schopné odrážať, pohlcovať alebo prepúšťať svetelný tok. Existujú tri typy odrazu a prenosu svetla telesami: rozptýlené, smerované (spekulárne) a smerovo rozptýlené.

Difúzny alebo difúzny odraz je charakteristický pre predmety, ktoré žiaria rovnakým jasom vo všetkých smeroch, napríklad sadra, krieda, mliečne sklo. Predmety, ktoré rozptyľujú dopadajúce svetlo a zároveň začnú samy žiariť, no s nerovnomerným jasom, majú smerový difúzny odraz, ako napríklad matné sklo, lesklý papier. Pri výrobe osvetľovacích zariadení a zariadení sa široko používajú materiály, ktoré difúzne odrážajú a prepúšťajú svetlo.

Svetlé farby maliarní s inštalovaným zariadením maximálne odrážajú svetlo na ne dopadajúce, čo umožňuje vytvoriť požadovanú úroveň osvetlenia pri použití svetelných zdrojov s nižším výkonom a nižším svetelným tokom v porovnaní s tmavými farbami.

Osvetlenie je štandardizované pre každú miestnosť a pracovisko. Na základe stanovených noriem osvetlenia navrhujú osvetlenie priemyselných priestorov, inštitúcií, kultúrnych a domácich zariadení, území, pričom svietivosť plynových výbojok je 1,5 - 3-krát vyššia ako u žiaroviek. Osvetlenie požadované normami je vytvorené pracovným osvetlením av prípade núdze oboma typmi osvetlenia. Núdzové osvetlenie na pokračovanie v práci musí vytvárať osvetlenie najmenej 5% (2 lux) normy pre všeobecné osvetlenie a evakuačné osvetlenie - najmenej 0,5 luxu na podlahe pozdĺž hlavných uličiek priestorov a schodísk.

Pri kombinovanom osvetlení sa požadované osvetlenie pracovísk dosahuje najmä pomocou miestneho osvetlenia a zo svietidiel všeobecného osvetlenia - najmenej 10% intenzity osvetlenia.

- Základné svetelné množstvá