Файл: Лабораторная работа №9.doc

Лабораторная работа № 9

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы

Изучить принципы нормирования, расчета и контроля естественного и искусственного освещения помещений.

Содержание работы

1. Замерить освещенность в лаборатории при естественном и искусственном освещении.

2. Произвести нормирование искусственного освещения в соответствии со СНиП 23-05-95 и измерение фактической освещенности для заданных зрительных работ.

3. В соответствии с заданием выполнить расчет освещения. 

Основные светотехнические понятия и величины

Основными показателями, характеризующими свет, являются сила света, световой поток, освещенность и яркость.

Для качественной оценки визуального действия светового потока и характеристики его распределения по поверхности и в пространстве разработана система световых единиц. Исходной для построения системы световых единиц является единица силы света - кандела (кд), которая определяется как сила света, испускаемая с поверхности площадью 1/600000 м² эталонного излучателя (черного тела) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2042 К и давлении 101325 Па (760 мм. рт. ст).

Световой поток Ф определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, так как измерение ее основано на зрительном восприятии. Световой поток Ф - мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом в диапазоне длин волн 380-780 нм. Единицей измерения светового потока является люмен (лм). 1 лм - световой поток, испускаемый в единичном телесном угле (1 стерадиане) точечным источником при силе света 1 кд. Распределение светового потока реального источника излучения в окружающем пространстве обычно неравномерно. Поэтому пространственную угловую плотность светового потока характеризуют величиной силы света.

Сила света I является одной из основных величин Международной системы единиц СИ и определяется как отношение светового потока Ф к телесному углу w, в пределах которого световой поток распространяется и равномерно распределяется:

I_a = Ф/w , где I_a - сила света под углом a.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока на освещаемой площади S: Е=Ф/S. Единица освещенности - люкс (лк) - это освещенность поверхности площадью 1 м² световым потоком 1 лм.

 Яркость L поверхности определяется как отношение силы света светящейся поверхности в рассматриваемом направлении к ее проекции на плоскость, перпендикулярную этому направлению: L=I/(S cos a). Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м²) - специального названия не имеет. Человек различает окружающие предметы только благодаря тому , что они имеют разную яркость.

Уровень ощущения света человеческим глазом зависит от плотности светового потока на сетчатке глаза, поэтому основное значение для зрения имеет не освещенность какой-либо поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачек, т.е. яркость светящихся поверхностей обратно пропорциональна их площади, а яркость освещенных объектов зависит от их световых свойств, от степени освещенности и, в общем случае, от угла, под которым поверхность рассматривается. Поверхности, яркость которых в отраженном свете одинакова во всех направлениях, называются диффузными. Для них справедливо соотношение L=E r/p, где r = Ф_r / Ф - коэффициент отражения, определяемый отношением отраженного от поверхности светового потока Ф_r к падающему потоку Ф.

Виды и системы освещения

В зависимости от природы источника световой энергии различают естественное, искусственное и совмещенное освещение.

 Естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы (окна) в наружных стенах.

 Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое). Во всех производственных помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время следует предусматривать естественное освещение как более экономичное и совершенное с точки зрения медико-санитарных требований по сравнению с искусственным освещением. Особенность естественного освещения - чрезвычайно широкий диапазон изменения и непостоянство. Поэтому оценивать естественное освещение в абсолютных единицах освещенности - люксах не представляется возможным. В качестве нормируемой величины принята относительная величина - коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение естественной освещенности в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения (Е_вн) светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременно замеренной наружной горизонтальной освещенности (Е_нар), создаваемой светом полностью отрытого небосвода:

КЕО = (Е_вн / Е_нар)×100 %.

 Достаточность естественного освещения в помещении регламентируется нормами СНиП 23-05-95 (табл. 1.1), которыми установлены значения кео в зависимости от следующих четырех факторов:

1. точности или характера зрительной работы (разряда зрительной работы);

2. системы освещения (боковое, верхнее, комбинированное или совмещенное);

3. коэффициента светового климата, определяемого в зависимости от района расположения здания на территории России;

4. ориентации световых проемов здания по сторонам горизонта.

Для зданий, расположенных в центре Европейской части России независимо от их ориентации, коэффициенты светового климата равны единице.

В небольших помещениях с боковым односторонним освещением нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов: на 1,5 высоты помещения для работ I-IV разрядов;

на 2 высоты помещения для работ V-VII разряда;

на 3 высоты помещения для работ VIII разряда.

Установленные СНиП 23-05-95 нормируемые значения КЕО используются для проектирования производственных зданий (помещений). На стадии проектирования основной задачей светотехнических расчетов при естественном освещении является определение требуемой площади световых проемов.

  В том случае, если естественное освещение оказывается недостаточным, его дополняют искусственным. Такое освещение называют совмещенным.

Искусственное освещение применяется в часы суток, когда естественный свет недостаточен, или в помещениях, где он отсутствует. Существуют следующие виды искусственного освещения по функциональному назначению: рабочее, аварийное, охранное (для освещения в нерабочее время) и дежурное. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности (для продолжения работы) и эвакуационное. Искусственное освещение проектируется в виде двух систем - общее и комбинированное.

При общем освещении светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).

При комбинированном освещении к общему добавляется местное от светильников, концентрирующих световой поток непосредственно на рабочих местах. Искусственное освещение должно обеспечивать освещенность на рабочих местах в соответствии с нормами СНиП 23-05-95 (табл. 1.2 приведена также на стенде).

  В основу нормирования освещенности положены следующие показатели, характеризующие условия зрительной работы: размер объекта, фон, контраст объекта с фоном.

Таблица 1.1

Нормирование естественного освещения

Таблица 1.2

Нормирование искусственного освещения.