9. Основные светотехнические величины. Действие света на человека.

Освещение – это использование световой энергии Солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира

Около 90% всей информации о внешнем мире человек получает зрительным путем, поэтому главной задачей производственного освещения является создание наилучших условий для видения

Часть электромагнитного спектра с длинами волн 10-340000 нм называется оптической областью спектра (1 нм =10^–9 м)

10- 380 нм – ультрафиолетовое излучение

380-760 нм – видимое излучение

760-340000 нм – инфракрасное излучение

Свет обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Наиболее благоприятен для человека естественный свет, причём в отличие от искусственного, он содержит гораздо больше ультрафиолетовых лучей.

При недостаточной освещённости у человека появляется ощущение дискомфорта, снижается активность функций ЦНС, повышается утомляемость.

При недостаточной освещённости развивается близорукость.

При чрезмерной яркости светящейся поверхности может наступить снижение видимости объектов различения из-за слепящего эффекта.

Основные светотехнические величины.

Видимое излучение характеризуют такие величины как световой поток, сила света, освещенность и яркость,

Световой поток F – лучистая энергия, которая воспринимается человеком как свет. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 лм, а люминесцентная лампа мощностью 40 Вт – 3200 лм.

Свечение источника света в некотором направлении характеризует сила света.

Сила света I - пространственная плотность светового потока F, численно равная отношению светового потока dF, исходящего от точечного источника, к величине телесного угла dw, в пределах которого он распространяется.

За единицу силы света принята кандела (кд) Средняя сила света лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет около 100 кд.

Освещенность Е[лк(люкс)] – поверхностная плотность светового потока, численно равная отношению светового потока dF, равномерно падающего на освещаемую поверхность, к площади этой поверхности dS.

В природных условиях освещенность поверхности Земли в лунную ночь составляет примерно 0,2 лк, а в солнечный день доходит до 100 000 лк.

Яркость L –сила света , излучаемого поверхностью dА в направлении a.

Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом человека.

Единицей измерения яркости является кандела на 1 м² (кд/м²).

Яркость солнца - около миллиарда кд/м², а люминесцентной лампы – 5- 11 тысяч кд/м². Лист белой бумаги, освещенный настольной лампой мощностью 60 Вт, имеет яркость 30…40 кд/м².

9. Расчет искусственного освещения по коэффициенту использования светового потока.

Задачей расчета является определение мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности.

Выбрать тип источника света – газоразрядные лампы или лампы накаливания.

Выбрать тип светильников с учетом светораспределения, условий среды, требований взрыво-пожаробезопасности

Распределить светильники и определить их количество.

Для обеспечения равномерного распределения освещенности наибольшее расстояние между центрами светильников L при расположении светильников в прямоугольном порядке, м,

L = Н_с´ (1,4…2,0),

Н_с – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

Н_с = Н– h_р,

 Н – высота помещения, м,

h_р – высота рабочей поверхности, для рабочих столов принимают 0,8 м.

Необходимое минимальное количество светильников, шт., 

N = S/L²,

где S – площадь освещаемого помещения, м²

Определить норму освещенности на рабочем месте.

Для этого необходимо установить характер выполняемой работы по наименьшему размеру объекта различения (разряд работ), контрасту объекта с фоном и фону на рабочем месте (подразряд работ).

В соответствии с выбранной системой освещения (комбинированное или общее) и источником света (газоразрядные лампы или лампы накаливания) найти минимальную нормируемую освещенность по СНиП 23-05-95.

Световой поток лампы F_л (лм) от одной лампы накаливания или группы ламп светильника из люминесцентных ламп рассчитывают по формуле

 F_л = 100 Е_н S z k /(N h)

Где Е_н—нормированная минимально допустимая освещенность, лк;

S — площадь освещаемого помещения, м²;

z — коэффициент неравномерности освещения, равный отношению Е_ср/Е_min,

для ламп накаливания - 1,15, для люминесцентных ламп —1,1;

k — коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и снижение светоотдачи в процессе эксплуатации (обычно k =1,3…1,8);

N — число светильников в помещении;

h — коэффициент использования светового потока, зависящий от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρ_п и стен ρ_с , высоты подвеса светильников и индекса помещения i.

Индекс помещения определяется по формуле:

 i = АВ/Н_с (А + В),

где А и В — длина и ширина помещения:

H_с— высота светильников над рабочей поверхностью.

Если при расчетах индекс больше 5, его значение принимают равным 5, а при значениях меньше 0.5 - равным 0,5.

Подсчитав по приведенной выше формуле световой поток лампы F_л, по ГОСТ 2239-79 «Лампы накаливания общего назначения. Технические условия»

ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения»

подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной системы.

В практике допускается отклонение светового потока выбранной лампы F_ст от расчетного F_л до -10% и +20%.

В противном случае выбирают другую схему расположения светильников, их тип и повторяют расчет.