Лаба №5 Освещение

Учебно-исследовательская лабораторная работа

Исследование эффективности и качества освещения

Цель работы: изучение количественных и качественных характеристик искусственного освещения, а так же оценка влияния источника света и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования осветительной установки (η).

Основные задачи исследования:

• Измерение освещенности, создаваемой различными источниками света и сравнение с нормируемыми значениями;

• Определение коэффициента использования осветительной установки (η);

• Измерение и сравнение коэффициентов пульсаций освещенности, создаваемой различными источниками света;

• Оценка зависимости коэффициента пульсаций освещенности от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети;

• Наблюдение стробоскопического эффекта.

1. Схема лабораторного стенда.

Рисунок 1. Внешний вид макета производственного помещения

Условные обозначения на рис. 1:

1. Каркас из алюминиевого профиля

2. Пол

3. Потолок

4. Боковые стенки

5. Задняя стенка (на заднюю и боковые стенки внутри макета помеще­ния могут устанавливаться накладки темного цвета)

6. Измерительная головка люксметра-пульсаметра

7. Люксметр-пульсаметр

8. Вентилятор для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы.

9. Лампа накаливания

10. Люминесцентная лампа типа КЛ9

11. Галогенная лампа

12. Люминесцентная лампа типа СКЛЭН с высокочастотным преобразовате­лем

На передней панели каркаса расположены органы управления и контроля, в том числе:

- лампа индикации включения напряжения сети;

- переключатель для включения вентилятора;

- ручка регулирования частоты вращения вентилятора;

- переключатели (1 – 7) для включения ламп.

Рисунок 2. Люксметр-пульсаметр

Условные обозначения на рис. 2:

1. Блок измерителя

2. Селеновый фотоэлемент

3. Насадки, имеющие коэффициенты ослабления 10, 100 и 1000, служат для расширения диапазонов измерений.

4. Панель с измерительной головкой

5. Кнопки выбора режима работы

6. Кнопки выбора диапазона измерения

7. Разъем для подключения фотоэлемента

8. Держатель сетевого предохранителя

9. Сетевой шнур с вилкой

10. Сетевой выключатель

2. Исследования. Обработанные результаты измерений и расчетов в таблицах, необходимые расчетные формулы. Выводы по каждому виду исследований.

Исследование светотехнических характеристик

Таблица 1. Исследование светотехнических характеристик

№ ламп	Освещенность Е в точках замера, лк						Eср, лк		Нормируемая освещенность, лк		Fфакт, лм		η
	1	2	3	4	5
А. Вариант с тёмной окраской стен
2	350	170	250	400	300	294		400		147		0,245
4	270	100	150	370	250	228		500		114		0,163
5	350	230	330	390	410	342		675		171		0,234
7	450	260	270	480	6100	1512		350		756		0,889
Б. Вариант со светлой окраской стен
2	370	250	300	430	340	338		350		169		0,282
4	300	150	200	400	260	262		400		131		0,187
5	420	300	300	450	450	384		675		192		0,263
7	520	410	400	550	6500	1676		350		838		0,986

E_ср =( E₁ + E₂ + E₃ + E₄ + E₅)/ 5

F_факт = E_ср∙S, S = 0,5 м²

η = F_факт/ F_ламп (F_ламп – суммарный световой поток: 2я лампа – 600 лм, 4ая – 700 лм, 5ая – 730 лм, 7ая лампа – 850 лм)

Вывод по исследованию:

При проведении исследований со светлой окраской стен, было выявлено, что освещенность, при прочих равных условиях выше, чем при проведении исследований с темной окраской стен. Преимущественно, во всех случаях при включенной галогенной лампе была самая высокая освещенность. Освещенность при включенных (поочередно) лампах 2, 4, 5 значительно ниже нормируемой освещенности. Поэтому, чтобы производительность не снижалась необходимо увеличить освещенность за счет включения нескольких ламп, либо за счет включения другой лампы, при которой освещенность выше. Галогенная лампа при темных и светлых стенках обеспечивала освещенность значительно выше нормируемой. Самый высокий коэффициент светового потока у лампы №7 (галогенная лампа). Самый низкий коэффициент светового потока у лампы №4 (Лампа люминесцентная СКЛЭН).

Исследование светоотдачи ламп

, лм/Вт

где 3,1 — пересчётный коэффициент;

Е — освещенность, создаваемая данной лампой, лк;

h — высота подвеса лампы над поверхностью, м (h=0,7 м);

Р — мощность лампы, Вт.

Таблица 2. Исследование светоотдачи ламп

Определяемая величина	Номер включаемой лампы
	2	4	5	7
	Мощность лампы, Вт
	9	11	60	50
Освещенность E, лк	340	250	450	6500
Светоотдача, СО лм/Вт	81,978	49,318	16,275	282,1

Вывод по исследованию:

Светоотдача — световой поток, излучаемый светильником, прихо­дящийся на 1 Вт затрачиваемой энергии и характеризует эффективность светиль­ника, иными словами, его экономичность. Самой эффективной является галогенная лампа, самой неэффективной является лампа

Исследование пульсации светового потока

Таблица 3. Исследование пульсации светового потока

Определяемая величина	Номера ламп
	1	1+2	1+2+3	5
Коэффициент пульсации Кп, %	18	19	11	10

Вывод по исследованию:

Коэффициент пульсации светового потока (Кп, %) — критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током. Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсации превышает критическую частоту слияния мельканий, но неблагоприятно влияет на биоэлектрическую активность мозга, вызывая повышенную утомляемость. Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины, появляется напряжение на глазах, усталость, трудность сосредоточения на сложной работе, головная боль. В данном исследовании самый высокий коэффициент пульсации светового потока наблюдается при одновременно включенных лампах 1 и 2.

Наблюдение стробоскопического эффекта

Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте f_всп = f _вращ, медленно вращающимся в обратную сторону при f_всп > f _вращ, медленно вращающимся в ту же сторону при f_всп < f _вращ, где f_всп и f _вращ – соответственно частоты вспышек и вращения диска. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызвать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.

Члены бригады: