Лекция №5.
7.1. Основные светотехнические характеристики.
7.2. Классификация производственного освещения.
7.3. Основные требования и производственному освещению.
7.4. Нормирование производственного освещения.
7.5. Источники света и осветительные приборы.
Освещение является одним из важнейших производственных факторов. Правильно спроектированные и рационально выполненное производственное освещение оказывает положительное психо-физиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность. Поэтому освещенность производственных помещений устанавливается в соответствии с определенными нормами и правилами.
7.1. Основные светотехнические характеристики.
Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра. Электромагнитное излучение с длиной волны 0,01 – 0,38 мкм соответствует ультрафиолетовому излучению, 0, 77 – 340 мкм – инфракрасному излучению.
Носители электромагнитного излучения – фотоны.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.
Количественные показатели освещения.
Световой поток F – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеком как свет; измеряется в люменах (лм);
Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому было введено понятие силы света.
Сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dF к величине телесного угла dΩ, в котором он распространяется: J = dF / dΩ ; измеряется в канделах (кд);
Освещенность Е – характеризует поверхностную плотность светового потока; падающего на освещаемую поверхность: Е= dF / dS , измеряется в люксах (лк = лм/м 2);
Яркость L - характеризует поверхностную плотность светового потока, излучаемого поверхностью в направлении α (поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJ α , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению): L = dJ α / (dS cos α), измеряется в кд/м 2 .
Луна – Е как спутник и L – как фонарь.
Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущенном свете одинаковы во всех направлениях, называются диффузионными .
Качественные показатели освещения.
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.
Коэффициент отражения ρ - определяется как отношение отраженного от поверх-ности светового потока F отр к падающему на нее световому потоку F пад: ρ = F отр / F пад.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется коэффициентом отражения ρ. При ρ > 0,4 фон считается светлым; при ρ = 0,2...0,4 – средним и при ρ < 0,2 – темным .
Контраст объекта с фоном k – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или др.) и фона:
k = (L Ф – L О .) / L Ф , считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
При равенстве яркости фона и объекта, они могут отличаться по цветности.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. V= k / k пор , где k пор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст , при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне К ПОР = 0,01 – 0,015. Видимость резко снижается при появлении в поле зрения блестких источников света – эффект ослепленности -…
Показатель ослепленности Р о – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,
Р о = 1000 (V 1 / V 2 – 1),
где V 1 иV 2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п. Максимальное значение Р о не д.б. более 40.
Коэффициент пульсации освещенности k Е – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока
k Е = 100 (Е max – Е min )/ (2 Е ср )
где Е max , Е min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп k Е = 25...65 %, для обычных ламп накаливания k Е = 7 %, для галогенных ламп накаливания k Е = 1 %.
Пульсации освещенности вызывают утомление зрения, стробоскопический эффект , привести к травмам. Методы ограничения пульсаций : равномерное чередование питания ламп от разных фаз (3-х фазные сети), использование люминофоров с большим коэффициентом последействия, питание ламп токами повышенной частоты – 400 Гц, применение 2-х ламповых светильников, питаемых по схеме с расщепленной фазой.
Световой режим в помещениях зданий является одним из существенных факторов, определяющих качество окружающей человека среды. Освещение помещений обеспечивается естественным, искусственным и комбинированным светом.
Источником естественного света является лучистая энергия солнца, передаваемая путем электромагнитного излучения . Мощность лучистой энергии оценивается по производимому ею на нормальный глаз человека световому ощущению, называемому световым потоком . За единицу светового потока принят люмен (лм).
Искусственное освещение осуществляется при помощи электрических светильников различного типа с лампами накаливания, с разнообразными газоразрядными лампами, в том числе с люминесцентными и др. Во многих случаях свет этих источников заменяет или дополняет естественный свет и создает световую среду, отвечающую высоким требованиям эстетики и комфорта.
Комбинированное освещение представляет собой совокупность естественного и искусственного освещения.
Необходимое количество и качество естественного света в помещениях определяется их функциональным назначением.
Качество освещения принято оценивать по его характеристикам исходя из функций света в архитектуре, важнейшими из которых являются:
Информативно-зрительные, обеспечивающие зрителя информацией о пространственной среде и создающие зрительный образ;
Морфофункциональные, которые оказывают воздействие на человека либо непосредственно через кожный покров, либо через органы зрения в виде ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных излучений, не связанных с возникновением зрительных образов.
Косвенные, характеризующие воздействия света на материальную среду, на ее физические (температура, влажность), биологические (содержание вредных бактерий), и химические (фотосинтез, выцветание красок) параметры, которые в свою очередь нередко определяют состояние человека, его ощущение комфортности.
Количественными характеристиками света являются: освещенность, яркость, коэффициент естественного освещения (КЕО).
За единицу освещенности принимают люкс (лк), равный освещенности поверхности в 1 м 2 , на которой равномерно распределен световой поток в 1 лм. В связи с тем, что практически не представляется установить минимальные значения освещенности внутри помещения в люксах, из-за непостоянства природных условий освещения под открытым небом, освещенность в помещениях выражают не в абсолютных, а в относительных единицах в виде коэффициента естественной освещенности (КЕО).
В нормах по естественному освещению помещений для нормирования принята относительная величина КЕО, а по искусственному освещению помещений - освещенность на рабочей поверхности, а городских ансамблей - яркость или освещенность на дорожном покрытии и на фасадах объектов.
К качественным характеристикам, определяющим комфорт и эстетичность световой среды, относятся :
Распределение яркости в поле зрения и неравномерность освещенности на поверхностях объектов и в пространстве;
Насыщенность пространства светом;
Ослепленность и дискомфортная блескость;
Контрастность освещения и контраст светотени;
Направление световых потоков;
Спектральный состав излучения источников света, их цветопередача;
Динамика освещения.
Распределение яркости в поле зрения человека зависит от распределения освещенности по поверхностям объектов в интерьерах и открытых пространствах (потолок, стены, пол, оборудование, рабочие поверхности, здания, земля, зеленые насаждения и т.д.) и характеристик отражения этих поверхностей.
Неравномерность освещенности при искусственном освещении, характеризуется отношением максимального или среднего уровня освещенности к минимальному его значению, а неравномерность естественного освещения определяется соответственно через отношение среднего значения к наименьшему значению КЕО (е ср / е мин).
Неравномерность распределения яркости в пространстве может отрицательно влиять на зрительную работоспособность, поэтому необходимо знать характер распределения яркости. Достигнуть полной равномерности невозможно и не нужно, так как именно яркостные контрасты прежде всего позволяют различать предметы и детали и способствуют выявлению формы.
Ориентиром при выборе яркостей потолка, стен и пола в интерьерах могут служить распределения и соотношения, создаваемые природным освещением. Установлено, что при облачном небе, как правило, наибольшая яркость наблюдается в зенитной части неба; средняя характерна для панорамы у горизонта и наименьшая - на поверхности земли (при отсутствии снега). Соотношения усредненных яркостей между этими зонами 10:3:1 в южных районах страны и 5:3:1 в средней полосе. Таким образом, считается, что благоприятные условия для зрительной работы обеспечиваются при соотношениях яркостей потолка (зенитная часть), стен (у горизонта) и пола (земля) помещения, аналогичных природным.
В практике нормирования, расчета и проектирования освещения пользуются преимущественно уровнем освещенности на рабочей плоскости, который, однако, не характеризует ощущение насыщенности пространства светом.
Критерием насыщенности помещения светом является, так называемая, цилиндрическая освещенность на уровне глаз человека, представляющая собой отношение светового потока, падающего на боковую поверхность бесконечно малого вертикального цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю, к площади этой поверхности. В зависимости от световой насыщенности впечатление от интерьера может изменяться от торжественного и праздничного до унылого и мрачного.
При оценке качественной стороны освещения используется понятие блескости:
Прямая, проявляющаяся при наличии светящихся поверхностей (окон, светильников и др.) в направлениях, близких к направлению зрения;
Периферическая, возникающая от светящих поверхностей в направлениях, не совпадающих с направлением зрения;
Отраженная, вызванная наличием в поле зрения зеркальных отражений от светящихся источников и поверхностей.
Блескость действует в направлении глаз наблюдателя и способствует снижению видимости объекта вследствие чрезмерного увеличения яркости, снижающей контраст между объектом и фоном. Различают два вида блескости: дискомфортную, связанную с неприятным ощущением, но не всегда ухудшающую видимость и слепящую, сопровождающуюся резким нарушением видимости.
Критерием оценки дискомфортной блескости служит показатель дискомфорта, а слепящего действия - показатель ослепленности.
Явления отраженной блескости довольно часто имеют место при наличии в помещениях и в городских пространствах полированных зеркально отражающих поверхностей (каменных, металлических или стеклянных).
Существует несколько возможностей для устранения или ограничения отраженной блескости, к которым относятся:
Выбор такого направления света, при котором зеркально отражаемые лучи не попадают в глаз человека;
Ограничение яркости бликов путем увеличения размеров светящей поверхности светильника и уменьшения ее яркости;
Изменение светотехнических свойств отражающего материала или расположения бликующей поверхности.
Существенную роль в решении архитектурных задач по выбору объемной композиции, фактуры отделочных материалов, выявлению пластической формы предметов играют контрастность освещения и контраст светотени.
Контраст между затененными и освещенными поверхностями может быть достаточно большим, что ухудшает работу зрения и восприятия рассматриваемого объекта. В некоторых случаях тени отвлекают внимание и создают ложное впечатление о размере, форме и цвете объекта. Вместе с тем наличие собственных и падающих теней является залогом для различения рельефных объектов. Особенно это относится к мелким деталям, которые хорошо различимы только при образовании на них теней. Отсутствие теней делает архитектурные детали «нечитаемыми».
Наиболее благоприятными формообразующими свойствами обладает сочетание рассеянного освещения с направленным. Направление световых потоков (от одного или нескольких источников, падающих на рабочие места или отдельные поверхности) является важным качественным показателям освещения, так как с ним связаны тенеобразование, направление зеркального отражения и контрастность освещения. Направление света оценивается световым вектором. При рассеянном освещении объекты теряют свою объемность, кажутся плоскими. Направленный свет делает тени резкими, их очертания становятся четкими, яркостной контраст светотени возрастает.
Форма предмета в зависимости от направления падения света может восприниматься естественной или искаженной. Наиболее благоприятными формообразующими свойствами обладает сочетание рассеянного освещения с направленным. Контрастность и направленность освещения оказывают существенное влияние на эстетику освещения и, соответственно, на художественные качества архитектурной формы.
Существенным условием зрительного различения является контраст между фоном и рассматриваемым объектом. Контраст может быть яркостным (при монохроматическом освещении) и цветовым, а также по насыщенности тона.
Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности >0,4: средним - при =0,2-0,4: темным - при < 0,2.
Контраст объекта различения с фоном определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона.
Контраст считается большим при значении >0,5. (объект и фон резко отличаются по яркости); средним - при =0,2.-0,4 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым - при < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).
Спектральный состав излучения зависит от источников света. Спектры излучений естественных и искусственных источников света очень разнообразны, что обусловливает значительное различие их цветности и цветопередачи. Различие цветности отчетливо заметно на белых и серых поверхностях, цветопередачу же оценивают на цветных образцах.
Цвет является одним из главных характеристик световой среды, определяющим эстетику освещения, эмоциональное воздействие среды на человека. Разнообразие спектров источников искусственного света предопределило необходимость введения специальной характеристики качества их цветопередачи - общего индекса цветопередачи R а .
Динамика освещения характеризуется изменением интенсивности и спектрального состава света. Изменяя освещенность и другие характеристики освещения во времени, можно получить необходимый световой эффект среды, диктуемый функциональным назначением того или иного помещения.
Динамику искусственного света следует рассматривать как один из способов, с помощью которого можно компенсировать отсутствие или недостаток естественной освещенности, создавать благоприятный визуальный микроклимат в интерьере и в городе, поддерживать биологические ритмы организма. Гибкость искусственного освещения может быть достигнута за счет регулирования светового потока и применения различных осветительных приборов, С помощью которых можно изменять положение светового центра и направления светового потока, а также по заданным нормативным условиям организовать необходимый световой микроклимат в помещениях.
Человеческий глаз реагирует на изменения во времени яркости или освещенности, которые имеют место при освещении помещения газоразрядными источниками света. Для количественной оценки этого явления пользуется коэффициент пульсации, рассматриваемый как качественная характеристика освещения, регламентируемая СНиП 23-05-95*.
Свет является естественным условием жизнедеятельности человека, играющим важную роль в сохранении здоровья и высокой работоспособности. Он оказывает положительное влияние на эмоциональное состояние человека, обмен веществ, сердечно-сосудистую и центральную нервную систему.
Зрительный анализатор человека является главным источником информации, получаемой им о внешнем мире.
Таким образом, являясь важнейшим показателем гигиены труда, производственное освещение предназначено для :
Улучшения условий зрительной работы и снижения утомления;
Повышения безопасности труда и снижения профессиональных заболеваний;
Повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции.
Свет представляет собой часть электромагнитного спектра видимого излучения ( = = 0,38-0,76 мкм). Каждой длине волны соответствует определенный цвет: от фиолетового (380…450 нм) до красного (620…760 нм).
Чувствительность глаза на разных участках видимого спектра неодинакова. Она максимальна в зеленой области спектра при длине волны = 554 мм.
Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость и коэффициент отражения. Световым потоком Ф называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм) – световой поток, излучаемый точечным источником света силой в одну канделлу, помещенным телесного угла в один стерадиан. Сила света I – это пространственная плотность светового потока.
, кд,
где ω –телесный угол, стерадиан.
Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока
где S – площадь освещаемой поверхности, м 2 .
Единицей освещенности является люкс (лк).
Например освещенность поверхности Земли в лунную ночь составляет около 0,2 лк, а в солнечный день может достигать 100 000 лк.
Уровень ощущения света человеческим глазом зависит от поверхностной плотности светового потока на сетчатке глаза, то основное значение имеет световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок. Поэтому введено понятие яркости. Человек различает окружающие предметы потому, что они имеют различную яркость.
Яркость L – величина, равная отношению силы света I , излучаемого (отражаемого) элементом поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению.
кд/м 2 ,
где S отр – площадь излучаемой (отражаемой) поверхности, м 2 ; α – угол, между нормалью и направлением к данной поверхности.
Коэффициент отражения К отр характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:
К основным качественным показателям освещения относятся: объект различения, фон, контраст объекта с фоном, видимость, блесткость, коэффициент пульсации освещенности.
Объект различения – наименьший объект рассматриваемого пространства, который необходимо различить в процессе работы.
Фон – поверхность, непосредственно примыкающая к объекту различения, по отношению к которой он рассматривается.
Контраст объекта с фоном К – отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта L о и фона L ф к яркости фона.
.
Видимость V д – универсальная характеристика качества освещения, которая характеризует способность глаза воспринимать объект.
Блесткость – повышенная светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций, т.е. ухудшение видимости объекта.
Коэффициент пульсации освещенности К п – критерий оценки относительной величины колебаний величины освещенности при использовании газоразрядных ламп переменного тока:
,
где Е ma х, E min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.
20. Показатели, характеризующие качество освещения рабочего места.
К основным качественным показателям освещенияотносятсякоэффициент пульсации ,показатель ослеплённости идискомфорта ,спектральный состав света.
Величина освещенности должна быть постоянной во времени, чтобы не возникало утомления глаз за счет переадаптации. Характеристикой относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света является коэффициент пульсации освещенности Кп. Коэффициент пульсации характеризует изменение светового потока разрядного источника света во времени с частотой 100Гц при питании током промышленной частоты. Длительное пребывание в условиях освещения пульсирующим светом приводит к зрительной усталости, вызывает повышенное утомление, головные боли и т.д. Чем ближе значение коэффициента пульсации к нулю, тем лучше. Российскими нормами допускается коэффициент пульсации не более 10-15% для жилых и общественных помещений.
Кп (%) = 100· (Еmax - Emin)/2Еср,
где Еmax,Emin и Еср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания.
Ограничения на спектральные особенности , точнее - на цветопередачу, накладываются только в том случае, если речь идет о выполнении зрительных работ высокой точности. Правильную цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.
В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Прямая блескость связана с источниками света, отраженная возникает на поверхности с большим коэффициентом отражения или отражением по направлению глаза. Критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установки, является показатель ослепленности Ро, значение которого определяется по формуле
Ро = (S - 1) ·1000,
где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Критерием оценки дискомфортной блесткости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, является показатель дискомфорта.
Качествоестественногоосвещенияхарактеризуют коэффициентоместественной освещенности (КЕО). Он представляет собой отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах.
К количественным показателям относятся: световой поток ,сила света ,освещенность ияркость .
Часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф и измеряется в люменах (лм).
Световой поток Ф - поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения.
Единица светового потока - люмен (лм) - световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.
Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку ее измерение основывается на зрительном восприятии.
Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока - сила света I.
Сила света I определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телеcного угла, к величине этого угла.
За единицу величины силы света принята кандела (кд).
Одна кандела - сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/6·10 5 м 2 полного излучения (государственный эталон света) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па.
Освещенность Е - отношение светового потока dФ падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента
За единицу освещенности принят люкс (лк).
Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента есть отношение светового потока d2Ф к произведению телесного угла dΩ, β котором он распространяется, площади dS и косинуса угла?
L = d2Ф/(dΩ·dS·cos θ) = dI/(dS·cosθ),
где dI - сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении θ.
Коэффициент отражения характеризует способность отражать падающий на него световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр. к падающему на него потоку Фпад.
| " |
Что такое свет? С чем его “едят”?
Неудовлетворительное освещение в течение длительного времени может также привести к ухудшению зрения.
Различают три разновидности производственного освещения: естественное, искусственное и совмещенное.
- естественное - освещение помещений светом неба (прямым или рассеянным), проникающим через световые проемы в наружных конструкциях зданий;
- искусственное - освещение электрическими источниками света;
- совмещенное - освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Видимое излучение (свет) – излучение, которое попадая на сетчатую оболочку глаза, может вызвать зрительное ощущение. Свет – часть электромагнитного излучения с длиной волны от 0,38 до 0,78 мкм.
Светотехнические величины, определяющие показатели производственного освещения, основаны на оценке ощущения их глазом человека. Различают количественные и качественные показатели освещения.
1.1. Количественные показатели
К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения.
Световой поток (Ф) – мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом. Размерность светового потока – люмен (лм).
Сила света (J) – пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу ω , в котором он излучается
Кандела (кд),
где ω
– телесный угол в стерадианах (ср).
Освещенность (Е) – плотность светового потока на освещаемой им поверхности – световой поток, отнесенный к площади освещаемой поверхности S, измеряемой в м2, при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно
Яркость (В)
является световой величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Она определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения
Значения максимальных величин яркости на рабочей поверхности приведены в , табл.1, стр. 14.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток. Он определяется отношением отраженного светового потока к падающему
Значения коэффициента (r) для поверхностей различного характера приведены в табл. 12., прил. 1.
1.2. Качественные показатели
К качественным показателям освещения относятся: фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, показатель дискомфорта.
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым, если коэффициент отражения P больше 0,4; средним при P = 0,2...0,4 и темным, если P меньше 0,2.
Контраст объекта различения с фоном К– фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. Он определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона:
Контраст считается большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К = 0,2...0,5 (заметно отличаются) и малым, если К менее 0,2 (мало отличаются).
Показатель ослепленности2 (Р) – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением
Р = (S – 1) 1000,
где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Нормируемые значения коэффициента Р приведены в прил. 1, табл. 1.
Коэффициент пульсации освещенности (Кп) – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой
где Емакс, Емин, и Еср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.
Нормируемые значения Кп приведены в прил. 1, табл.1.
Показатель дискомфорта (М) – критерий оценки дискомфортной блесткости1, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. Он определяет степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей в освещенном помещении.
Этот показатель для производственных помещений не нормируется, его нормируемые величины для жилых, общественных и административно-бытовых помещений приведены в , табл. 2, стр. 7–8. Там же на стр. 25 имеется формула для определения показателя дискомфорта М.
Из перечисленных светотехнических показателей непосредственно измеряются следующие (в скобках указываются названия приборов):
– освещенность (люксметры);
– яркость (фотометры субъективные и объективные).
С помощью указанных приборов можно определить величины коэффициентов отражения P и пульсации Кп контраста объекта различения с фоном К и показателя ослепленности Р.
Нормы освещенности При выборе типа светильников, их количества и мощности необходимо учитывать нормы освещенности. В нормах даются три значения степени освещённости: малая, нормальная и высокая. Обычно используется нормальная степень, но в некоторых случаях целесообразен выбор малой или высокой степени освещенности. Степень защищенности электрооборудования Степень защищённости обозначается сочетанием IP ХХ. Первая цифра - степень защиты от пыли и мех. воздействий. Вторая - степень защиты от влаги. В качестве уличных светильников на высоте до 0,5 м можно употреблять светильники класса защиты от IP 44. Для установки на высоких мачтах (выше досягаемости человека) минимальный класс защиты IP 23. Монтируемые на уровне грунта светильники должны быть водонепроницаемыми (IP 67), а погружаемые в воду (например, для подсветки водоема) светильники должны иметь класс защиты IP 68 (защита от попадания воды под давлением). Класс защиты 0 класс - нет полной двойной и усиленной изоляции, отсутствует возможность заземления. I класс - имеется полная изоляция, и имеется возможность заземления. II класс - оснащен двойной и усиленной изоляцией, без возможности заземления. III класс - светильник, предназначенный для подключения только в сеть защитного напряжения. Единицы измерения Вот некоторые физические величины, характеризующие источник света. Они могут использоваться при выборе светильников, их расположения. Сила света (I). Единица измерения - кандела (cd).
Освещенность (Е) - световой поток, приходящийся на единицу освещяемой поверхности. Единица измерения - люкс (lx). 1 lx = 1cd*sr/m2, где sr - телесный угол (в стерадианах). Яркость (L) характеризует свечение источника света в данном направлении.
Яркость элемента светящейся поверхности в каком-либо направлении определяется соотношением силы света этого элемента к площади проекции элемента на плоскость, перпендикулярную данному направлению.
Цветовая температура (Т). Измеряется в градусах Кельвина (К). Характеризует спектральный состав излучения.
Освещенность: Лунный свет 0,25 lx Солнце сквозь облака 10 000 lx Солнечный свет 100 000 lx Освещение в офисе 300-2000 lx Дорожное освещение 10-50 lx
Яркость: Люминесцентная лампа 0,8 cd/м2 Хорошо освещённая улица 2 cd/м2 Полуденное солнце 150 000 cd/м2 Cила света свечи - около 1 cd, а свет маяка может достигать силы 2 000 000 cd.
Измерение параметров освещения . Основным параметром, используемым при оценке освещения, является освещенность е, измеряемая в лк.
Для измерения освещенности используются люксметры различных типов.
Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю – 116, принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку. Прибор проградуирован в люксах. Существенным преимуществом селенового фотоэлемента по сравнению с другими типами фотоэлементов является то, что его кривая спектральной чувствительности наиболее близко совпадает с кривой относительной видности человеческого глаза. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
В настоящее время нашли широкое применение аналого – цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Примером аналого – цифрового прибора может служить пульсметр-люксметр «Аргус-07», который применяется для измерения освещенности и коэффициента пульсации. Принцип прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналог – цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока. В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения – полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видности. Показания коэффициента пульсации индицируются в процентах, при этом прибор определяет максимальное, минимальное и среднее значение освещенности пульсирующего излучения и рассчитывает значение коэффициента пульсации по приведенной выше формуле.