МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра БЖД

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №17

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Эффективность и качество освещения

Студенты гр.
Преподаватель		Овдиенко Е.Н.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы.

Изучение количественных и качественных характеристик систем освещения;

Оценка влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока;

Ознакомление с нормативными документами, регламентирующими освещенность на рабочем месте;

Ознакомление с методикой оценки условий труда на рабочем месте по фактору “Освещение”

Изучение методик и технической базы для проведения измерений светотехнических параметров

Общие теоретические положения.

Освещение – получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов.

В зависимости от источника света освещение может быть 3 видов:

• естественное

• искусственное

• совмещенное (смешанное)

Для гигиенической оценки освещения используются светотехнические характеристики, принятые в физике.

Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне нанометровых длин волн от 380 до 780 нм (1нм =10^-9 м), регистрируемых человеческим глазом.

Световой поток Ф – мощность энергии.

Сила света , измеряемая в канделах (кд), - пространственная плотность светового потока в заданном направлении:

где dФ - световой поток(лм), равномерно распределяющийся в пределах телесного угла Ω (измеряется в стерадианах). C

Освещенность Е, измеряемая в люксах(лк), равна отношению светового потока к площади освещаемой поверхности S, на которую он падает и равномерно по ней распределяется:

Яркость поверхности L ( ) – отношение силы света излучающего элемента к площади его проекции на плоскость, перпендикулярную заданному направлению:

где α – угол между направлением излучения и плоскостью.

Важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности ,%:

Где Emax, Emin, Eср – соответственно, максимальное, минимальное и среднее значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности.

Краткое описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения, и люксметра-пульсметра для измерения значений освещенности и коэффициента её пульсации. Макет имеет каркас из алюминиевого профиля с полом (размером 0.7х0.7 м) и со стенками. Задняя и боковые стенки являются съёмными и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь в проемах каркаса с помощью магнитных защелок. Одна сторона стенок окрашена в светлые, а другая – в темные тона, при этом нижняя окрашенная половина стенки темнее верхней.

Передняя стенка жестко вмонтирована в каркас и выполнена из тонированного прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса предусмотрено окно для установки внутрь каркаса измерительной головки люксметра-пульсметра.

На полу находится вентилятор для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы (при длительном включении ламп во избежание их перегрева вентилятор следует включать).

На потолке размещены патроны, в которых установлены две лампы накаливания, три люминесцентные лампы типа КЛ 9, галогенная лампа и люминесцентная лампа типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем. Вертикальная проекция ламп отмечена на полу цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.

Рисунок 1. Характеристики ламп в установке

Обработка результатов эксперимента

Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты эксперимента

Тёмный фон
Тип лампы	Е1, лк	Е2, лк	Е3, лк	Е4, лк	Е5, лк			η
Люминесцентная 9 Вт	301,6	280,5	272,6	282,2	249,3	277,24	135,85	0,226
Люминесцентная 13 Вт	481,8	613,9	608,0	634,7	644,3	596,54	292,30	0,65
Светодиодная 12 Вт	621,5	914,4	1046,7	916,1	627,6	825,26	404,38	0,622
Лампа накаливания 60 Вт	369,4	467,6	535,0	492,9	400,0	452,98	221,96	0,313
Галогенная 50 Вт	444,6	2299,7	6588,2	3243,4	502,9	2615,76	1281,72	1,508
Светлый фон
Люминесцентная 9 Вт, №1	496,3	435,3	411,3	412,8	396,1	430,36	210,88	0,351
Люминесцентная 13 Вт, №4	765,1	890,2	920,6	972,8	971,1	903,96	442,94	0,984
Светодиодная 12 Вт, №5	910,9	1144,7	1282,8	1185,9	928,1	1090,48	534,34	0,822
Лампа накаливания 60 Вт, №6	519,3	622,0	676,6	645,7	575,2	607,76	297,80	0,419
Галогенная 50 Вт, №7	688,2	2836	6834	3188,4	698,4	2849	1396,01	1,642

Пример расчётов:

= * S = 277,24 * 0.49 = 135,85 (для люминесцентной лампы 9 Вт на темном фоне)

η = / Ф = 135,85 / 600 = 0,226 (для люминесцентной лампы 9 Вт на темном фоне), где Ф - значение светового потока конкретной лампы

Разряд зрительных работ: 3.

1. Анализ распределения освещенности разных ламп

Графики сравнения освещённости при светлом и тёмном фонах представлены далее.

Рисунок 2. Освещённость на светлом и тёмном фоне люминесцентной лампы №1, 9 Вт

На рис. 2 изображён график освещенности для люминесцентной лампы, которая показывает наиболее равномерное распределение света между 5 точками. Это связано с тем, что люминесцентные лампы дают намного более рассеянный свет, чем остальные виды ламп, так как лампа полностью и достаточно равномерно заполнена газом, который и дает свет.

Рисунок 3. Освещённость на светлом и тёмном фоне люминесцентной лампы №4, 13 Вт

На рис. 3 изображен график для люминесцентной лампы большей мощности. Изменение освещенности происходит менее равномерно, чем у предыдущей лампы, т.к. она состоит из 2 блоков U (исходя из ее описания), поэтому в центре освещенность значительно увеличивается, а в других местах не так сильно, т.к. один блок может загораживать другой и мешать прохождению света.

Рисунок 4. Освещённость на светлом и тёмном фоне светодиодной лампы №5, 12 Вт

Светодиодная лампа имеет больший разброс, чем у люминесцентных ламп, т.к. является точечным источником.

Рисунок 5. Освещённость на светлом и тёмном фоне лампы накаливания №6, 60 Вт

Лампа накаливания при значительно большей мощности дает меньшую освещенность. Разброс освещенности здесь меньше, но также наблюдается большая освещенность центральной точки (освещенность крайних точек угасает). Светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов, которые в комбинации дают рассеянный свет, а лампа накаливания имеет 1 нить, которая освещает всё вокруг себя. Нить по размеру гораздо больше светодиода, поэтому она и дает более рассеянный свет.

Рисунок 6. Освещенность на светлом и тёмном фоне галогенной лампы №7, 50 Вт

Галогенная лампа дает наибольшую освещенность и наименее равномерное распределение света от точки к точке, так как устройство данной лампы помимо источника света (элемента накаливания) имеет светоотражатели сферической формы, фокусирующие свет к центру.

Поскольку точки E1-E5 соответствуют точкам, расположенным на макете последовательно с левого края по правый, то заметная очевидная тенденция: большая освещённость соответствует меньшему удалению точки, где проводится измерение, от источника света.

Поскольку люминесцентные лампы поставлены относительно основы макета не в самом центре, то освещённость непосредственно под этими лампами будет больше, чем в других измеряемых точках (этим объясняется максимум на графике, который расположен не посередине).

На графиках всех ламп: люминесцентных ламп, светодиодной лампы, лампы накаливания и галогенной лампы можно заметить, что разница между освещённостью на тёмном фоне и светлом существенна. Эта разница находится в диапазоне примерно 150-300 лк. Использование светлых тонов значительно улучшает качество освещённости, поскольку оно содержит световой поток, который отражается от стен и потолка. Соответственно, если потолок или стены окрашены в чёрный цвет, то значительная часть света будет поглощаться, а не отражаться, что видно из графиков.