21

Лабораторная работа № 5

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для создания нормальных условий освещенности на рабочих местах и в производственных помещениях пользуются тремя видами освещения – естественным, искусственным и совмещенным.

Естественное освещение – это освещение помещений светом неба, прямым или отраженным, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Оно может быть выполнено по системе бокового, верхнего или комбинированного освещения, а его качество оценивается

коэффициентом естественного освещения (КЕО).

Естественное освещение более благоприятно для глаза человека, оно оказывает положительное психологическое влияние, создает ощущение связи с окружающим миром. Оно не только положительно влияет на зрение, но и тонизирующе действует на организм человека в целом. В связи с этим все производственные помещения должны иметь естественное освещение.

Освещенность естественным светом вследствие его неравномерности в течение суток нормируется не по абсолютной величине, а по отношению освещенности – внутри помещения Евн к освещенности снаружи Ен, значение выражается в процентах:

КЕО = (Евн/ Ен)×100%

(5.1)

совмещенное – одновременное использование естественного и искусственного освещения.

Искусственное освещение может быть:

—общим, когда светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное оборудование);

—местным (дополнительным к общему), создаваемым светильниками непосредственно на рабочих местах;

—комбинированным, при котором к общему освещению добавляют местное.

По назначению искусственное освещение разделяется на рабочее,

аварийное, дежурное и эвакуационное.

При проектировании освещения объектов различного назначения, мест производства работ вне зданий, улиц, дорог и площадей населённых пунктов и городов следует руководствоваться нормативными требованиями к освещению СНиП П-4-79 "Естественное и искусственное освещение": Правилами устройства электроустановок, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей; Инструкциями и отраслевыми нормами по проектированию освещения.

22

Недостаточное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качество продукции и может быть причиной несчастного случая.

Световой поток (Ф) – мощность лучистой энергии излучения, оцениваемая по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Единица измерения светового потока – люмен (лм).

Сила света (I) – характеристика пространственной плотности светового потока в данном направлении. Единица измерения силы света – кандела (кд) – сила света точечного источника.

Освещенность (Е) – характеризует поверхностную плотность светового потока. Единица измерения освещенности – люкс (лк) – освещенность поверхности площадью 1 м2 световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным по этой поверхности. В случае точечного источника света

Е = I/R2 × cosА,

(5.2)

где, I – сила света;

R — радиус – вектор, проведенный из источника к элементу ∂S освещаемой поверхности, м;

A — угол между нормалью и направлением светового потока. При совпадении потока с нормалью cosA=1.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициентом отражения L, пропускания М, поглощения N, причем во всех случаях

L+M+N=1. (5.3)

В лабораторной работе нами используются непрозрачные материалы, поэтому М=0. При этом рассматривается влияние цвета окраски на коэффициенты отражения и поглощения. В этом случае

L= 1 – Есрав/Ебаз

(5.4)

N=1-L,

где, Ебаз – отраженная освещенность, лк; Есрав – отраженная освещенность сравниваемой поверхности, лк.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Схематическое изображение лабораторной установки приведено на рис. 5.1, которая включает стол для экспериментов 1, на котором нанесена специальная координатная сетка, лебёдку для управления светильником 2, два блока 3, светильник 4, тросик для управления светильником 5 и мерную рейку - шаблон 6. Установка размещена в специальной затемнённой комнате, которая имеет специальное рабочее освещение в виде настенного светильника дневного света.

23

Измерение освещённости производится люксметром Ю - 116. Контрастная окраска (белая, голубая, зелёная) поверхности моделируется отдельными окрашенными листами.

Рис. 5.1. Лабораторная установка

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ

Варианты заданий и другие данные, необходимые для выполнения лабораторной работы, приведены в табл. 5.1.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ					Таблица 5.1
ВАРИАНТЫ	1	2	3	4	5
Мощность лампы накаливания, Вт	40	60	80	100	150
Расстояние от стола до фотоэлемента,	15	20	30	35	40
h0 см
Расстояние от центра стола до точки,	20	25	30	40	40
S см

На лабораторной установке необходимо провести следующие измерения:

Измерить освещённость (Е) при заданной мощности лампы накаливания (Вт) на расстоянии (см) от освещаемой поверхности.

Вычислить по формуле (4.2) освещённость на этих расстояниях.

24

Построить график зависимости освещённости поверхности от расстояния до источника света по измеренным и вычисленным данным.

Построить фигуру равной освещённости.

Измерить отражённую освещённость поверхности при её различной окраске и вычислить коэффициенты отражения и поглощения по формулам

(5.4) и (5.5).

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Получить задание у преподавателя, установить в соответствии с вариантом задания в осветительную установку лампу накаливания и подготовить люксметр, для чего:

а) проверить наличие светофильтра в фотоэлементе и установить его коэффициент уменьшения;

б) подсоединить фотоэлемент к измерительному прибору, соблюдая полярность.

Включить посредством вилки осветительную установку и установить её на заданную высоту, пользуясь лебёдкой и мерительной рейкой. Затем с помощью люксметра измерить освещённость в центре стола и далее провести аналогично измерения при удалении источника света на расстояния, указанные в табл. 5.2. Туда же записать измеренные и вычисленные по формуле (5.2) значения освещения. При вычислениях исходить из положения, что при r = 1, Е = I (численно).

Таблица 5.2

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ

Расстояние, r (м)	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5
Освещенность, Е (лк)
Вычисленная освещенность,
Е (лк)

Установить светильник на высоте 1,0 м от стола и измерить освещенность в точке, отстоящей от центра стола на расстоянии S (см. табл. 5.1) по оси х. По полученному значению освещенности подобрать на других осях точки, равные освещенности, измеренные расстояния от центра до точек занести в табл. 5.3.

Таблица 5.3

РАССТОЯНИЯ ОТ ЦЕНТРА ДО ТОЧЕК РАВНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ

Освещенность в точке на	Расстояние от точки равной освещенности до
расстоянии S (лк)			центра по осям,		см
	X	Y	Z	X		Y	Z

Установить светильник на высоте 1,0 м от стола и, удерживая фотоэлемент чувствительной стороной нормально к поверхности стола на расстоянии h0 от него (см. табл. 5.1), измерьте отраженную освещенность базовой поверхности, окрашенной в черный цвет. Не меняя положение

25

светильника и фотоэлемента, поочередно подкладывая под фотоэлемент образцы, окрашенные в разные цвета, измерьте отраженную освещенность их поверхности. Результаты запишите в табл. 5.4.

Таблица 5.4

ОТРАЖЕННАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА

Цвет поверхности	черный	белый	зеленый	голубой
Освещенность, лк

Выключить установку и убрать рабочее место.

ТЕСТЫ К РАБОТЕ

ПУЛЬТ 06		ПРОГРАММА 1	Номер
ВОПРОС		ОТВЕТ	ответа
1		2	3
1. Что можно измерить люксметром ?	1. Энергию		5
	2.	Теплоту	4
	3.	Блескость	2
	4.	Освещенность	1
	5.	Яркость	3
2. Как называется единица измерения	1. Ватт		5
освещенности ?
	2.	Кандела	4
	3.	Люмен	1
	4.	Нит	2
	5.	Люкс	3
3. В какой последовательности необходимо	1. Кт-кр-км		1
устанавливать насадки на элемент для
ускорения поиска диапазона измерений ?
	2.	Км-кт-кр	3
	3.	Кр-км-кт	5
	4.	Км-кр-кт	2
	5.	Кр-кт-км
4. Какой физический эффект заложен в	1. Поглощения		5
основу работы люксметра ?
	2.	Термотока	1
	3.	Отражения	2
	4.	Фототока	4
	5.	Излучения	3
5. Чему равен максимальный диапазон	1. 50 1000000		1
измерений освещенности люксметром Ю-
116?
	2.	5×1000 – 100×1000	2
	3.	17×1000 - 1000000	3
	4.	17×1000 –	4
	30×1000000
	5.	5×1000 –	5
	30×1000000