Исследование и оценка производственного освещения

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Лабораторная работа 5

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы: освоить основные положения по оценке, измерению и нормированию производственного освещения, овладеть навыками работы с приборами для определения освещённости в производственных условиях.

5.1. Основные теоретические положения

В зависимости от источника света производственное освещение может быть трех видов: естественное, создаваемое светом неба (прямым и отражённым), искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещенное, при котором недостаточное естественное освещение в светлое время суток дополняется искусственным.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема, иллюстрирующая основные светотехнические понятия.

1. Световой поток F – это мощность светового видимого излучения, которая оценивается глазом человека по световым ощущениям. Единицей светового потока является люмен (лм) – световой поток от эталонного точечного источника в одну канделу (международную свечу), расположенного в вершине телесного угла в один стерадиан.

2. Сила света I – величина, оценивающая пространственную плотность светового потока и представляющая собой отношение светового потока F к телесному углу w, в пределах которого световой поток распространяется:

. (5.1)

За единицу силы света принята кандела (кд) – сила света точечного источника, излучающего световой поток в 1 лм, который равномерно распределяется внутри телесного угла в 1 стерадиан.

3. Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока, представляет собой отношение светового потока F, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента S:

. (5.2)

За единицу освещенности принят люкс (лк) – уровень освещённости поверхности площадью 1 м², на которую падает равномерно распределяясь, световой поток в 1 лм.

4. Яркостью поверхности В в данном направлении называется отношение силы света, излучаемой поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

, (5.3)

где I – сила света, излучаемая поверхностью S в заданном направлении;

S – площадь поверхности;

a – угол между нормалью к элементу поверхности S и направлением, для которого определяется яркость.

Единицей яркости является нит (нт) – яркость светящейся поверхности, от которой в перпендикулярном направлении излучается свет силой в 1 канделу с площади в 1 м².

5. Коэффициент отражения r определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока F_отр к падающему на неё световому потоку F_пад:

. (5.4)

К основным качественным показателям освещения относятся: фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности и дискомфорта, коэффициент пульсации.

При оценке качественных показателей освещения используют понятие объект различения, т.е. рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различить в процессе работы.

Фон r – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается:

светлым – при коэффициенте отражения поверхности более 0,4;

средним – при коэффициенте отражения поверхности от 0,2 до 0,4;

тёмным – при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.

Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно, трещина или другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона определяется по формуле:

, (5.5)

где В_о, В_Ф – яркость объекта и фона соответственно, (нт).

Контраст объекта различения с фоном считается:

большим – при значении К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);

средним – при значении К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

малым – при значении К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект при освещенности от 0,1 до 100000 лк; зависит от освещённости, размера рассматриваемого объекта, его яркости, контраста объекта с фоном.

Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

, (5.6)

где К – контраст объекта с фоном; К_пор – пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.

Показатель ослеплённости Р – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, значение которого определяется по формуле:

, (5.7)

где V₁ и V₂ – видимость объекта наблюдения соответственно при экранировании и при наличии блёстких источников в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещённости К_п – критерий оценки относительной глубины колебаний освещённости в результате изменения во времени светового потока.

5.2. Общие характеристики естественного
и искусственного освещения

Обеспечение достаточной естественной освещенности связано с устройством светопропускающих проемов. Конструктивно проемы могут быть различными по исполнению и по местонахождению. Поэтому и характер естественного освещения имеет свои особенности: оно может быть боковым, если световые проемы (окна) расположены в боковых наружных стенах; верхним, если световые проемы устроены в крыше; верхнее освещение осуществляется и через фонари – специальные строительные конструктивные детали на крышах или в местах перепадов высот смежных зданий. Возможно и устройство комбинированного естественного освещения путем сочетания бокового и верхнего или фонарного освещения в помещении через световые проёмы в перекрытии и через световые проёмы в стенах.

Естественное освещёние зависит от времени года, времени дня и облачности.

В ночное время отсутствует достаточная освещенность поля зрения работающего. Поэтому необходимо создавать искусственное освещение, при котором суммарный световой поток от всех установленных в рабочей зоне светильников был бы равномерным.

На промышленных предприятиях используют две системы искусственного освещения – общее и комбинированное.

Общее освещение – это такое, при котором освещается всё помещение, включая рабочие поверхности, проходы и т. д., с помощью равномерно расположенных светильников.

Комбинированное освещение – это такое освещение в помещении, когда помимо общего, устанавливается местное освещение.

Местное освещение создаёт необходимый уровень и направление света непосредственно на рабочем месте. Местное освещение используется как переносное, так и стационарное.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение предусматривается на случай отключения рабочего освещения. Согласно ПУЭ светильники аварийного освещения устанавливаются в производственных помещениях, где оборудование продолжает работать в темноте. Светильники аварийного освещения для продолжения работы должны быть присоединены к независимому источнику питания (аккумуляторные батареи, резервные электростанции) с автоматическим включением. Освещённость на рабочих местах при аварийном освещении должна быть не менее 10% от норм, установленных для рабочего освещения.

Эвакуационное освещение следует предусматривать для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работает более 50 человек. Эта система освещения должна создавать освещенность 0,5 лк в зданиях и 0,2 лк вне их.

В нерабочее время, совпадающее с тёмным временем суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.

5.3. Нормирование производственного освещения

Освещение промышленных предприятий регламентируется СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

Нормы освещённости устанавливаются в зависимости от степени напряжения зрительной работы по восьми разрядам. Нормы искусственного освещения устанавливаются в зависимости от следующих параметров:

- характеристики зрительной работы: наименьшего размера объекта различения, контраста объекта с фоном, характеристики фона;

- системы освещения;

- типа источника освещения.

Для системы искусственного освещения в строительных нормах и правилах СНиП II-4-79 оговариваются дополнительные показатели освещения (помимо основного – освещенности Е): яркость В, коэффициент пульсации К_п, показатели ослепленности Р и дискомфорта.

Различают восемь разрядов освещенности в зависимости от характеристики зрительной работы. Первые семь разрядов классифицируются по размерам объекта различения, последний (в прил. А.5 табл. 5.1 не показан) не учитывает размеров различения, поскольку работы, предусмотренные этим разрядом, требуют общего наблюдения за ходом производственного процесса.

Первые пять разрядов подразделяют на четыре подразряда каждый в зависимости от контраста объекта различения с фоном и характеристики фона (прил. А.5, табл. 5.1).

В указанной таблице приводятся значения минимальной освещенности, необходимые для проектирования систем искусственного освещения.

Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различить в процессе работы: нить ткани, точка, риска, линия чертежа, линия, образующая букву или иной контур, например, ржавчину, трещину в изделии и т.д.

Нормирование естественной освещенности различается по расположению проемов и в определенной степени зависит от конструктивных особенностей самих проемов и рядом расположенных строений.

Помещения с постоянным пребыванием людей в светлое время суток должны иметь, как правило, естественное освещение. Естественное освещение характеризуется отношением естественной освещенности, создаваемой внутри помещения светом неба (непосредственным или отраженным), к значению наружной (горизонтальной) освещенности земной поверхности, исходящей от всего небосвода, выраженное в процентах. Это отношение принято называть коэффициентом естественной освещенности КЕО (е).

При нормировании естественного освещения учитывают:

- разряд зрительной работы;

- систему освещения;

- пояс светового климата;

- вид светового проёма;

- ориентацию светового проёма по азимуту.

Нормированные значения КЕО (е_н ) для зданий, расположенных в I, II, IV и V поясах светового климата, следует определять по формуле:

, (5.8)

где – нормативное значение КЕО в зависимости от разряда зрительных работ для III пояса светового климата, исчисляется в % (табл. 5.1);

m – коэффициент светового климата (табл. 5.2);

С – коэффициент солнечности климата (табл. 5.3).

Полученные по формуле (5.7) значения следует округлять до десятых долей.

При экспериментальном определении КЕО требуется производить замеры освещенности внутри и снаружи здания одновременно. Точку для измерения наружной освещенности выбирают на открытом участке. Для определения КЕО в нескольких точках помещения обычно пользуются базовой точкой, расположенной на уровне условной рабочей поверхности (горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола), для которой КЕО определены значением е_б . Как правило, место этой точки должно быть хорошо освещено естественным светом. Чтобы определить КЕО другой точки, измеряют освещенность в базовой точке Е_б и в другой выбранной точке Е_х .

Тогда КЕО для новой точки можно определить по формуле:

е_х-=е_б·Е_x/Е_б (5.9)

При совмещенном естественном освещении КЕО определяют по формуле:

е_совм. = е_бок. + е_верхн., (5.10)

где е_б и е_в – КЕО соответственно при боковом и верхнем освещении.

5.4. Устройство прибора контроля освещения

Для измерения освещенности применяются люксметры различных модификаций, фотометры, измерители видимости и комплексные измерители светотехнических величин.

Рис. 5.2. Люксметр Ю-116.

1 – фотоэлемент; 2 – поглощающая насадка; 3 – поглотитель;