Естественное и искусственное освещение, их нормирование и методики расчета

1. Для создания благоприятных условий труда важное значение имеет рациональное освещение рабочих мест, т.к. неудовлетворительная освещенность затрудняет проведение работ, ведет к снижению производительности труда, может явиться причиной несчастных случаев и заболеваний глаз. Многие работы требуют и нормальное различение цветов. Установлено, что расстройство цветоощущения может быть врожденным или возникать при некоторых профессиональных заболеваниях, например, при отравлении свинцом, метиловым алкоголем и даже при излишнем курении. Световое излучение оказывает воздействие на весь организм и, в частности, может вызвать изменение частоты пульса, интенсивность обмена веществ, оказывать влияние на общее нервнопсихическое состояние.

Глаз, как и другие рецепторы, подчиняется закону Вебера-Фехнера, т.е. ощущение является логарифмической функцией интенсивности падающего на сетчатку света и основной характеристикой зрительного аппарата является острота зрения. Острота зрения это способность глаз раздельно воспринимать две точки расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Установлено, что от уровня освещенности зависит устойчивость ясного видения, которая значительно возрастает при освещенности 130 150 люкс. При дальнейшем увеличении освещенности да 400 500 лк, повышается и скорость различения. Однако, скорость и точность различения зависят также от яркости объекта и фона, на которой он рассматривается. Объектом различения считается рассматриваемый предмет, отдельная его часть или различаемый дефект. Фон же это поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым, если коэффициент отражения его поверхности равен 0,4; средним 0,2-0,4; темным – менее 0,2.

Контраст объекта различения с фоном определяется по формуле:

;

где и - соответственно яркости объекта различения и фона.

Контраст считается большим если К>0,5; средним при К=0,2 0,5; малым К<0,2. Это означает, что чем меньше освещенность, тем больший контраст необходим для различения объектов.

Т.о. освещенность в помещении должна быть такой, чтобы работающий мог длительное время вести наблюдение за всеми операциями без напряжения и утомления зрения и, при этом, сохранялась нормальная работоспособность.

2. Известно, что светотехнические величины основаны на оценке ощущений вызываемых световым излучением в глазном яблоке и основной светотехнической величиной является сила света, измеряемая в канделах. 1 кд – это сила света испускаемая с поверхности площадью 1/600000 светового эталона в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания пластины (2046,56 ).

Яркость – это та светотехническая величина на которую непосредственно реагирует глаз. Яркостью поверхности источника света называется отношение силы света данной поверхности в перпендикулярном направлении к площади этой поверхности и измеряется в нитах (нт).

Световой поток – это произведение силы света на пространственный угол, в котором этот световой поток распространяется. Единицей измерения служит люмен (лм).

Освещённость – это отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности и измеряется в люксах (лк).

3. Первичным источником естественного освещения является солнце, излучающее мощный поток лучистой энергии, часть которой, пройдя через атмосферу, достигает поверхности земли. Часть этой энергии, вследствие многократного отражения, рассеивается и создает диффузный свет небосвода. Т.о. естественное освещение на земле создаётся прямым солнечным светом и диффузным светом небосвода. Однако, прямой солнечный свет, из-за его непостоянства, в расчетах не учитывается.

Основным показателем нормирования естественного освещения, согласно СНиП II-4-79, служит коэффициент естественного освещения. К.е.о. - это отношение естественного освещения в помещении к одновременному значению нарушенной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода:

Значение к.е.о. зависит от разряда зрительной работы, определяемого степенью точности последней и наименьшими размерами объекта различия. Нормированное значение к.е.о. с учётом характера зрительной работы и светового климата в районе расположения здания определяется по формуле:

;

где е – к.е.о. по таблице СНиП;

m – коэф. светового климата;

С – коэф. солнечности, значение, которого зависит от пояса светового климата и ориентации оконных проёмов по сторонам горизонта.

Размеры световых проёмов определяют в соответствии с значениями с точностью до 10% по следующей упрощённой формуле:

где - площадь оконного проёма, ;

– площадь пола помещения, ;

- световая характеристика окна;

- коэф., учитывающий повышение к.е.о. при боковом освещении благодаря свету отражённому от поверхностей помещения и прилегающего к зданию подстилающего слоя.

– общий коэф. светопропускания светового проёма, равный:

где - коэф. светопропускания материала остекления;

- потери света в переплётах проёма;

- потери света в слое загрязнения остекления;

- потери света в несущих конструкциях;

- потери света в солнцезащитных устройствах.

Все коэффициенты необходимые для расчета приведены в СНиП ΙΙ-4-79.

Искусственное освещение применяется в тёмное время суток и в местах без достаточного естественного освещения. Искусственные источники света характеризуются номинальными значениями напряжения, мощности, светового потока и линейными размерами. Важной характеристикой ламп является световая отдача, которая составляет 18 лм/Вт для ламп накаливания, а для люминесцентных эта величина в 3 4 раза выше. В зависимости от метода освещения рабочей зоны искусственные источники света подразделяются на 3 категории:

1) создающие прямой свет – когда на рабочую поверхность падает 90 100% светового потока. Недостатком являются яркостные контрасты, тени и блёскость.

2) создающие отражённый свет – равномерное распределение света без теней и блёскости, когда 90-100% света направлено на потолок и верхние части стен.

3) создающие рассеянный свет с помощью полупрозрачных рефлекторов, но появляются тени.

Искусственные источники света должны располагаться в светильниках, которые по исполнению бывают открытые, защищённые, уплотнённые, влагозащищённые, пыленепроницаемые, повышенной надежности против взрыва.

К искусственным источникам света предъявляются следующие основные требования:

1. Достаточная освещённость рабочих поверхностей;

2. Ограничение прямой блёскости, рациональное направление света и его диффузность;

3. Постоянство освещённости во времени;

4. Надежность, бесперебойность и длительность работы осветительных установок в данных условиях среды;

5. Пожарная и электрическая безопасность;

6. Удобство управления осветительными установками;

7. Экономичность сооружения и эксплуатации.

Любое производство должно иметь систему аварийного освещения с независимым источником питания. Для продолжения работ в случае ЧС аварийное освещение должно создавать на рабочих поверхностях освещённость не менее 5% от принятых норм общего освещения. Для эвакуации людей аварийное освещение должно создавать в проходах и лестничных маршах освещённость не менее 0,5% от норм, а на открытых территориях 0,2%.

В настоящее время для расчёта искусственного освещения пользуются тремя методами:

— по коэф. использования светового потока;

— по удельной мощности;

— точечный, для индивидуального освещения.

Методики расчёта изучить самостоятельно по:

1. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. – Л: 1976.

2. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. – Л: 1981.

Поиск по сайту: