Методичка к лабе №9

12Лабораторная работа 9ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯЦель работы: Изучить принципы нормирования, расчета и контроля естественного и искусственного освещения помещений.Содержание работы1.Замерить освещенность в лаборатории при естественном и искусственном освещении.2.Произвести нормирование искусственного освещения в соответствии со СНиП 23-05-95 и измерение фактической освещенности для заданных зрительных работ.Основные светотехнические понятия и величиныОсновными показателями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.Для качественной оценки визуального действия светового потока и характеристики его распределения по поверхности и в пространстве разработана система световых единиц.

Исходной для построения системы световых единиц является единица силы света - кандела (кд), которая определяется как сила света,испускаемая с поверхности площадью 1/600000 м эталонного излучателя (черного тела) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2042 К и давлении 101325 Па (760 мм.рт.ст.).Световой поток Φ определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, так какизмерение ее основано на зрительном восприятии. Световой поток Φ - мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. Единицей измерения световогопотока является люмен (лм).

1 лм - световой поток, испускаемый в единичном телесном угле (1 стерадиане)точечным источником при силе света 1 кд. Распределение светового потока реального источника излученияв окружающем пространстве обычно неравномерно. Поэтому пространственную угловую плотность светового потока характеризуют величиной силы света. Сила света I является одной из основных величин Международной системы единиц СИ и определяется как отношение светового потока Φ к телесному углу ω , в пределах которого световой поток распространяется и равномерно распределяется:Iα= Φ/ω ,где Iα.

- сила света под углом α. Освещенность Е характеризует поверхностную плотность световогопотока на освещаемой площади S: Е=Φ/S. Единица освещенности - люкс (лк) - это освещенность поверхно2сти площадью 1 м световым потоком 1 лм. Яркость L поверхности определяется как отношение силы светасветящейся поверхности в рассматриваемом направлении к ее проекции на плоскость, перпендикулярную2ýòîмy направлению: L=I/(Scosα). Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м ) - специального названия не имеет. Человек различает окружающие предметы только благодаря тому, что они имеют разнуюяркость. Уровень ощущения света человеческим глазом зависит от плотности светового потока на сетчаткеглаза, поэтому основное значение для зрения имеет не освещенность какой-либо поверхности, а световойпоток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок, т.е.

яркость. Яркость светящихся поверхностей обратно пропорциональна их площади, а яркость освещенных поверхностей зависит от их световыхсвойств, от степени освещенности и, в общем случае, от угла, под которым поверхность рассматривается.Поверхности, яркость которых в отраженном свете одинакова во всех направлениях, называют диффузными.

Для них справедливо соотношение L=Eρ/π, где ρ — коэффициент отражения, определяемый отношением отраженного от поверхности светового потока Φρ к падающему потоку Φ.Виды и системы освещенияВ зависимости от природы источника световой энергии различают естественное, искусственное исовмещенное освещение. Естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникавшим через световые проемы (окна) в наружных стенах.Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее в комбинированное.

Во всех производственных помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время следует предусматривать естественное освещение как более экономичное и совершенное с точки зрения медикосанитарных требований по сравнению с искусственным освещением. Особенность естественного освещения - чрезвычайно широкий диапазон изменения и непостоянство. Поэтому оценивать естественноеосвещение в абсолютных единицах освещенности - люксах - не представляется возможным. В качественормируемой величины принята относительная величина - коэффициент искусственной освещенности е(КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точкевнутри помещения (Eвн).

к одновременно замеренной наружной освещенности (Eнар), создаваемой рассеянным светом всего небосвода: е = Eвн/Eнар⋅100%. Достаточность естественного освещения в помещения регламентируется нормами СНиП 23-05-95 (таблица приведена на стенде), которыми установлены значенияКВО в зависимости от следующих четырех факторов: I) характера или точности зрительной работы; 2) системы освещения; 3) коэффициента светового климата, определяемого в зависимости от района расположения здания на территория России; 4) коэффициента солнечности, зависящего от ориентации здания относительно света.

Для зданий, расположенных в центре Европейской части СССР, независимо от их ориентации,коэффициенты светового климата и солнечности равны единице. В помещениях с боковым одностороннимосвещением нормируется минимальное значение КЕО в точке на рабочей плоскости, наиболее удаленнойот светового проема.

Значение KЕO меняется в зависимости от точности зрительной работы и может бытьпри верхнем и комбинированном освещении от 2 до 10 %, при боковом - от 0,5 до 3,5 %. УстановленныеСНиПом нормируемые значения КЕО используются для проектирования производственных зданий (поме-щений). На стадии проектирования основной задачей светотехнических расчетов при естественном освещении является определение требуемой площади световых проемов.Методика расчета естественного освещения подробно изложена в СНиП 23-05-95. В том случае, если естественное освещение оказывается недостаточным, его дополняют искусственным.

Такое освещениеназывают совмещенным.Искусственное освещение применяется в часы суток, когда естественный свет недостаточен, или впомещениях, где он отсутствует. Существуют следующие виды искусственного освещения по функциональному назначению: рабочее, аварийное, эвакуационное в дежурное. Искусственное освещение проектируется двух систем - общим и комбинированным. Общее - при котором светильники размещаются вверхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположениюоборудования (общее локализованное освещение).

Комбинированное - к общему добавляется местное отсветильников, концентрирующих световой поток непосредственно на рабочих местах. Искусственное освещение должно обеспечивать освещенность на рабочих местах в соответствии с нормами СНиП 23-05-95(табл. приведена на стенде). В основу нормирования освещенности положены следующие показатели, характеризующие условия зрительной работы: размер объекта и его коэффициент отражения фон, контрастобъекта с фоном. 1) Размер объекта - наименьший размер, который необходимо выделить при проведенииработы. Например, при чтении текста - толщина линии буквы, при работе с приборами - толщина линии градуировки шкалы или толщина стрелки. Коэффициент отражения объекта (ρ0) различается по светлоте, также как и фон.

Объект может быть светлым при ρ0>0,4, средним при 0,2≤ρ0≤0,4 и темным при ρ0≤0,2. 2) Фон величина, определяемая коэффициентом отражения поверхности (ρф), на которой рассматривается объект(см. на стенде). 3) Контраст объекта с фоном (К) характеризуется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона или между их коэффициентами отражения к коэффициенту отражения фона (см. на стенде).

Контраст объекта с фоном (К) считается большим, средним или малым в зависимости от его численного значения (табл.1).Таблица 10,2≤К≤0,5К>0,5К<0,2Кобъект и фон резко разнятся объект и фон заметно отли- объект и фон мало отличапо яркостичаются по яркостиются по яркостиКонтраст объекта сБольшойСреднийМалыйфономВ некоторых случаях фон и контраст объекта с фоном можно определить визуально, например, при чертежных работах: фон - светлый, контраст - объекта с фоном - большой.При нормировании осветительных условий (определении уровня освещенности по СНиП 23-05-95)для заданной зрительной работы при искусственном освещении необходимо знать: I) разряд работы, который зависит от размера объекта различения, 2) подразряд работы, который зависит от контраста объекта сфоном и характеристики фона. Принимая во внимание параметры указанные выше, определяется нормируемое значение искусственного освещения.

Предусматриваемое СНиПом число разрядов для промышленных предприятий составляет 8, первые 5 разрядов имеют подразряды работ. В основу норм положена шкала со ступенями освещенности: 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000, 1250, 1500,2000, 2500, 3000, 4000, 5000 лк. Освещенность повышают на одну ступень по шкале освещенности в техслучаях, когда работа связана с повышенной опасностью, при непрерывной зрительной работе более 4 часов, отсутствии естественного света, в помещениях для работы и обучения подростков, при рассмотренииобъектов, расположенных от глаз далее чем на 0,5 м или движущихся поверхностях. В помещении должнабыть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности во избежание частоты переадаптации и утомления зрения.

В поле зрения должна отсутствовать прямая (от самих источников) и отраженнаяблескость.Расчет и контроль освещенияРасчет искусственного освещения может выполняться различными методами. Наиболее распространенным в проектной практике является расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока, который предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Расчетное уравнение методаФ= Eн⋅k⋅S⋅Z/(N⋅η) ,где Ф - световой поток каждой из ламп или каждого светильника в лм;Eн - нормируемая минимальная освещенность в лк;k - коэффициент запаса, учитывавший запыление светильников и износ источников света впроцессе эксплуатации (для помещений общественных зданий k=1,3-1,5);2S - площадь помещения в м ;Z - коэффициент неравномерности освещения (в большинстве случаев Z =1,1-1,2);N - выбранное число ламп или светильников;η - коэффициент использования излучаемого светильниками светового потока (в долях единицы).Определяют η по справочным данным в зависимости от типа светильников, коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности и индекса помещения i=А⋅В/h⋅(А+В) , где h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м; А и В - ширина и длина помещения, м.

По формуле, приведенной123выше, рассчитывается световой поток Ф в лм лампы (ламп) в светильнике, необходимый для создания нарабочих поверхностях освещенности Е не ниже нормируемой на все время эксплуатации осветительной установки. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку подбирается ближайшая стандартная лампа. Допускается отклонение светового потока лампы от расчетного не более чем на (10%)÷(+20%). При невозможности выбора ламп с таким приближением корректируют количество светильников.Чаще решается обратная задача, т.е. по известному световому потоку лампы (ламп) в светильникеопределяется необходимое число ламп или светильников N для получения требуемой нормированной освещенности Ен.Измерение и контроль освещенности осуществляется с помощью приборов, получивших названиелюксметров.