Производственное освещение

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РЫБИНСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ
АВИАЦИОННАЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени П. А. Соловьева
Н.А. Михайлова
Л.А. Смирнова
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Учебно - методическое пособие для практических
лабораторных работ и дипломного проектирования
по курсу « Безопасность жизнедеятельности»
Рыбинск , 2007
УДК
Оглавление
1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
2.
2.1.
2.2.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
4.
5.
Введение
Основные теоретические положения
Особенности работы зрительного анализатора
Характеристики освещения и световой среды
Системы и виды освещения
Нормирование производственного освещения
Требования к производственному освещению
Источники света, осветительные приборы
Светильники
Системы освещения бытовых помещений
Расчет и проектирование систем искусственного освещения
Метод светового потока
Точечный метод
Экспериментальное исследование качества производственного
освещения
Описание люксметра и порядок работ с ним
Л/р «Искусственное освещение»
Л/р «Естественное освещение»
Контрольные вопросы к отчетам по лаб. раб.
«Производственное освещение»
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Требования к освещению на рабочих
местах, оборудованных ПЭВМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Освещение помещений производственных
и складских зданий.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Аварийное (освещение безопасности и
эвакуационное), охранное и дежурное освещение.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.Схема размещения контрольных точек при
исследовании освещенности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.Таблица нормированных значений
освещенности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Энергосбережение при разработке и
проектировании систем искусственного освещения.
Библиографический список
3
4
5
6
9
13
19
21
24
29
33
33
42
52
52
54
56
57
58
60
63
66
67
70
78
Введение
Российская Федерация в 2001 году подписала Европейскую
социальную партию, засвидетельствовав этим факт, что приоритетным
направлением
внутренней
государственной
политики
является
обеспечение российским гражданам достойного жизненного уровня и
прежде всего повышения качества трудовой жизни.
Сегодня нельзя рассматривать и решать проблемы сохранения
здоровья трудящихся, снижения уровня производственного травматизма и
профессиональной заболеваемости в отрыве от решения вопросов по
созданию условий труда.
Улучшения условий труда способствует повышению безопасности
труда. Необходимо направлять усилия на предотвращение несчастных
случаев и профессиональных заболеваний.
Одним из факторов, обеспечивающих гигиену труда является
освещение.
Кроме того, освещение создает комфортные условия, прежде всего
для отпуска, занятий спортом; позволяет обеспечивать необходимый
уровень безопасности для предотвращения чрезвычайных ситуаций и
ликвидации из и последствий.
Цель работы – изучение нормативно–технических требований к
освещению; принципов нормирования; практических навыков по
экспериментальной оценке качества освещения, по проектированию и
расчету систем искусственного освещения.
1. Основные теоретические положения
Свет – это электромагнитное излучение определенной длины волны
от 0,38 до 0,76 мкм.
Свет – это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать
форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Освещение
исключительно важно для человека. С помощью зрения человек получает
до 90% информации, поступающей из окружающего мира. Свет
обеспечивает нашу способность видеть, оценивать форму, цвет
перспективу окружающих нас предметов.
Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение
производственных помещений оказывает положительное воздействие на
работающих, способствует повышению эффективности и безопасности
труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую
работоспособность.
Естественное
освещение
в
сравнении
с
искусственным является более качественным, его отсутствие
отрицательно влияет на здоровье и настроение человека, поэтому
недопустимо в дневное время
заменять естественное освещение
искусственным.
Правильно спроектированное освещение, цветовое оформление
производственных
помещений,
селитебной
зоны
способствует
повышению производительности труда, созданию комфортного
самочувствия человека. С точки зрения безопасности труда
неудовлетворительное освещение может стать причиной снижения
производительности труда, причиной травм т.к. длительное пребывание в
таких условиях приводит к отвлечению внимания, уменьшению
сосредоточенности, к зрительному и к общему утомлению, ошибкам из –
за трудности распознавания предметов и осознания степени риска,
связанного с обслуживанием техники.
1.1. Особенности работы зрительного анализатора
Основное назначение освещения состоит в создании условий,
позволяющих глазу человека выполнять необходимую зрительную работу
– обнаружить какой–либо предмет, определить его форму.
Зрение – сложный процесс. Химические и электрические явления в
сетчатке глаза, передача нервных импульсов по зрительному нерву,
деятельность клеток в зрительных зонах мозга – все это сложные части
процесса, называемого зрением.
Глаз представляет собой сложную оптическую систему. Оптическая
часть глаза в основном состоит из двояковыпуклой линзы – хрусталика.
Рис. 1.1. Глаз как оптическая система:
1– сетчатка; 2– зрачок; 3– хрусталик
Непосредственно перед хрусталиком находится радужная оболочка с
круглым отверстием для зрачка, регулирующего, входящий в глаз
световой поток хрусталика создает на светочувствительной поверхности
сетчатки, устилающей глазное дно действительное, уменьшенное и
обратное изображение фиксируемых глазом предметов.
Сетчатка имеет сложное строение и состоит из приемников света –
палочек и колбочек и нервных клеток. Свет, проникающий в глаз,
воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки и
различает его.
Светочувствительное вещество, обнаруженное в палочках, обладает
высокой чувствительностью к излучениям в видимой области спектра.
Колбочки содержат светочувствительное вещество, обладающее меньшей
чувствительностью к излучениям работают при относительно высоких
уровнях яркости. Колбочки реагируют не только на свет, но и на
цветность. Это является причиной существования дневного, ночного и
сумеречного зрения.
1.2. Характеристики освещения и световой среды
Освещение характеризуется количественными и качественными
показателями. К количественным показателям относятся:
световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая
человеком как свет; характеризует мощность светового излучения,
измеряется в люменах (лм);
 сила света I – пространственная плотность светового потока;
определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от
источника
и
равномерно
распространяющегося
внутри
элементарного телесного угла dΩ, к величине этого угла; I = dФ / dΩ;
измеряется в канделах (кд);
 освещенность Е – поверхностная плотность светового потока;
определяется как отношение светового потока dФ, равномерно
падающего на освещаемую поверхность dS (м2), к ее площади:
Е = dФ /dS , измеряется в люксах (лк);
 яркость L – поверхности под углом α к нормали – это
отношение силы света dIα, излучаемой, освещаемой или светящейся
поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой
поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому
направлению; L = dIα / (dS cos α), измеряется в (кд · м2).

Для качественной оценки условий зрительной работы используют
такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент
пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав
света.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение
объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать
падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент
отражения ρ) определяется как отношение отраженного от
поверхности светового потока Фотр к падающему на нее световому
потоку Фпад; ρ = Фот / Фпм.
В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения
коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; 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 – степень различения объекта и
фона характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого
объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других
элементов) и фона; k = (Lор – Lо) / Lор 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).

Коэффициент пульсации освещенности kE – это критерий
глубины колебаний освещенности в результате изменения во
времени светового потока

kE= 100(Еmax – Еmin ) / (2Еcp ),
где Еmin, Еmax, Еср – минимальное, максимальное и среднее значения
освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kE = 25...65%,
для обычных ламп накаливания kE = 7%, для галогенных ламп
накаливания kE = 1%.
Показатель ослепленности Ро – критерий оценки слепящего
действия, создаваемого осветительной установкой,

Po=1000(V1 / (V2–1)),
где V1 и V2 – 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.
Видимость V – характеризует способность глаза воспринимать
объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости,
контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость
определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с
фоном, т.е. V = k / kпор, где kпор – пороговый или наименьший
различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого
объект становится неразличим на этом фоне.

Важной характеристикой, от которой зависит требуемая
освещенность на рабочем месте является размер объекта различения
– минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной
его части или дефекта, которые необходимо различать при
выполнении работы.
Размер объекта различения определяет
характеристику работы и ее разряд. Например, при размере
объекта различения менее 0,15 мм разряд работы наивысшей
точности (1 разряд); при размере 0,15…0,3 мм – разряд очень
высокой точности (2 разряд); 0,3...0,5 мм – разряд высокой точности
(3 разряд) и т.д. При размере более 0,5 мм – грубая работа.
Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд
работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором
выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места,
и наоборот.

1.3. Системы и виды освещения
При освещении производственных помещений используют
естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и
рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от
географической широты, времени года и суток, степени облачности и
прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое
электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при
котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют
искусственным.
Естественное освещение разделяется на боковое (световые проемы в
стенах), верхнее (прозрачные перекрытия и световые фонари на крыше) и
комбинированное (наличие световых проемов в стенах и перекрытиях
одновременно) (рис.1.2). Величина освещенности Е в помещении от
естественного света небосвода зависит от времени года, времени дня,
наличия облачности, а также доли светового потока Ф от небосвода,
которая проникает в помещение. Эта доля зависит от размера световых
проемов (окон, световых фонарей), светопроницаемости стекол (сильно
зависит от загрязненности стекол), наличия напротив световых проемов
зданий, растительности, коэффициентов отражения стен и потолка
помещения (помещениях с более светлой окраской естественная
освещенность лучше) и т.д.
Рис. 1.2. Распределение КЕО при различных
видах естественного освещения:
а – одностороннее боковое освещение;
б – двустороннее боковое освещение;
в – верхнее освещение;
г – комбинированное освещение;
1 – уровень рабочей поверхности.
Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем
искусственный свет, создаваемый любыми источниками свет. Кроме того,
чем лучше естественное освещение в помещении, тем меньше времени
приходится пользоваться искусственным светом, а это приводит к
экономии электрической энергии. Для оценки использования
естественного света введено понятие коэффициента естественной
освещенности (КЕО) и установлены минимально допустимые значения
КЕО – это отношение освещенности Ев внутри помещения за счет
естественного света к наружной освещенности Ен от всей полусферы
небосклона, выраженное в процентах:
КЕО = (Ев / Ен) 100%
(1.1)
КЕО не зависит от времени года и суток, состояния небосвода, а
определяется геометрией оконных проемов, загрезняемостью стекол,
окраской стен помещений ит.д. Чем дальше от световых проемов, тем
меньше значение КЕО.
Минимально допустимая величина КЕО определяется разрядом
работы: чем выше разряд работы, тем больше минимально допустимое
значение КЕО.
При недостатке освещенности от естественного света используют
искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками
света. По своему конструктивному использованию искусственное
освещение может быть общим, общим, локализованным и
комбинированным (рис.1.3).
Искусственное освещение по конструктивному исполнению может
быть двух видов – общее и комбинированное. Систему общего освещения
применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные
работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в
административных, конторских и складских помещениях. Различают
общее равномерное освещение (световой поток распределяется
равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и
общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).
При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных,
токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие,
резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы,
гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют
местное. Совокупность местного и общего освещения называют
комбинированным освещением. Применение одного местного освещения
внутри производственных помещений не допускается, поскольку
образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность
производственного травматизма.
Рис. 1.3. Виды искусственного освещения
а – общее; б – общее локализованное;
в – комбинированное.
При общем освещении все места в помещении получают свет от
общей осветительной установки. В этой системе источники света
распределены равномерно без учета расположения рабочих мест.
Средний уровень освещенности должен быть равен уровню
освещенности, требуемому для выполнения предстоящей работы. Эти
системы используются главным образом на участках, где рабочие места
не являются постоянными.
Общая локализованная система освещения предназначена для
увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим
поверхностям. Светильники при таком освещении часто дают блики, и их
рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они
убирали источник света из прямого поля зрения рабочего. Например, они
могут быть направлены вверх.
Комбинированное освещение наряду с общим включает местное
освещение (местный светильник, например, настольная лампа),
сосредоточивающее световой поток непосредственно на рабочем месте.
Использование местного освещения совместно с общим рекомендуется
применять при высоких требованиях к освещенности.
Кроме естественного и искусственного освещения, может
применяться их сочетание, когда освещенности за счет естественного
света недостаточно для выполнения той или иной работы. Такое
освещение называется совмещенным. Для выполнения работы наивысшей,
очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное
освещение так как, как правило, естественной освещенности
недостаточно.
По функциональному назначению искусственное освещение
подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть
охранным, дежурным, эвакуационным, зрительным, бактерицидным и др.
Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального
выполнения производственного процесса, прохода людей, движения
транспорта и является обязательным для всех производственных
помещений.
Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех
случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и
связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования
могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение
технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих
поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 %
нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.
Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации
людей из производственного помещения при авариях и отключении
рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей:
на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных
помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная
освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при
эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых
территориях – не менее 0,2 лк.
Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий,
охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в
ночное время 0,5 лк.
Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон;
оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.
Условно к производственному освещению относят бактерицидное и
эритемное облучение помещений.
Бактерицидное
облучение
(«освещение»)
создается
для
обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания.
Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые
лучи с λ = 0,254...0,257мкм.
Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где
недостаточно солнечного света (северные районы, подземные
сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают
электромагнитные лучи с λ = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ,
кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.
1.4. Нормирование производственного освещения
Естественное и искусственное освещение в помещениях
регламентируется нормами СНиП 23–05–95 «Естественное и
искусственное освещение», СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические
требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению
жилых
и
общественных
зданий»,
СанПиН
2.2.2/2.4.1340–03
"Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным
машинам и организации работы" в зависимости от характера зрительной
работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.
Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером
объекта различения (например, при работе с приборами – толщиной
линии градуировки шкалы, при чертежных работах – толщиной самой
тонкой линии). В зависимости от размера объекта различения все виды
работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь
разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста
объекта с фоном делятся на четыре подразряда.
Искусственное
освещение
нормируется
количественными
(минимальной освещенностью Еmin) и качественными показателями
(показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации
освещенности kE).
Принято раздельное нормирование искусственного освещения в
зависимости от применяемых источников света и системы освещения.
Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих
равных условиях из – за их большей светоотдачи выше, чем для ламп
накаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения
должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина
должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп
накаливания.
Для ограничения слепящего действия светильников общего
освещения в производственных помещениях показатель ослепленности не
должен превышать 20...80 единиц в зависимости от продолжительности и
разряда зрительной работы. При освещении производственных
помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током
промышленной частоты 50 Гц, глубина пульсации не должна превышать
10...20 % в зависимости от характера выполняемой работы.
При определении нормы освещенности следует учитывать также ряд
условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещенности,
выбранного по характеристике зрительной работы. Увеличение
освещенности следует предусматривать, например, при повышенной
опасности травматизма или при выполнении напряженной зрительной
работы I...IV разрядов в течение всего рабочего дня. В некоторых случаях
следует снижать норму освещенности, например, при кратковременном
пребывании людей в помещении.
Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая
освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года,
метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки
естественного освещения принята относительная величина – коэффициент
естественной освещенности КЕО, не зависящий от вышеуказанных
параметров.
При одностороннем боковом естественном освещении нормируется
минимальное значение КЕО в точке расположенной на расстоянии 1 м от
глухой стены на пересечении вертикальной плоскости характерного
разреза помещения и условной рабочей поверхности, т. е. на высоте 0,8 м
от пола. При двухстороннем боковом освещении нормируется
минимальное значение КЕО в точке посередине помещения на
пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и
условной рабочей поверхности.
При верхнем и комбинированном естественном освещении
нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на
пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и
условной рабочей поверхности. Первая и последняя точки принимаются
на расстоянии 1 м от поверхности стен.
Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением
(зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним
освещением; нормирование и расчет освещения в таком случае
производится отдельно в каждой зоне.
Кроме значения КЕО нормируется также неравномерность
естественного освещения производственных помещений и общественных
зданий с верхним и боковым освещением и основных помещений для
детей и подростков при боковом освещении. Она не должна превышать
3:1. Неравномерность естественного освещения не нормируется для
производственных помещений с боковым освещением, а также для
помещений для выполнения работ VII и VIII разрядов при любом
естественном освещении.
Нормированные значения КЕО еН для зданий, расположенных в I, II,
IV, V поясах светового климата следует определять по формуле
еН I , II , IV ,V  еН III  m  c , т. е.
(1.2.)
где m – коэффициент светового климата, соответственно равный 1,2; 1,1;
0,9; 0,8; с – коэффициент солнечности светового климата, зависит от
ориентации окон; его значение находится по таблице 3.
Город Рыбинск относится ко II поясу светового климата.
Совмещенное освещение допускается для производственных
помещений, в которых выполняются зрительные работы I и II разрядов;
для производственных помещений, строящихся в северной климатической
зоне страны; для помещений, в которых по условиям технологии
требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды
(участки
прецизионных
металлообрабатывающих
станков,
электропрецизионного оборудования). При этом общее искусственное
освещение помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами,
а нормы освещенности повышаются на одну ступень.
Согласно СНиП 23–05–95 помещения с постоянным пребыванием
людей, как правило, должны иметь естественное освещение.
Наименьшие размеры объекта различения установлены при его
расположении от глаз на расстоянии не более 0,5 мм.
Таблица 1
Норма коэффициента естественного освещения
по СНиП 23-05-95 (извлечение)
Характеристика
зрительной работы
наивысшей
точности
очень
высокой
точности
высокой точности
средней точности
малой точности
грубая (очень малой
точности)
работа со
светящимися
материалами и
изделиями в
горячих цехах
общее
наблюдение за
ходом
производственного
процесса:
а) постоянное;
б) периодическое при
постоянном
пребывании;
в) периодическое при
периодическом
пребывании.
Наименьший
размер объекта
различения, мм.
Разряд
зрительной
работы
при верхнем
и
комбинированном
освещении
КЕО еНIII , %
при боковом
в зоне с
на
устойчиостальной
вым
территоснежным
рии
покровом
менее 0,15
I
10
2,8
3,5
от 0,15 до 0,3
II
7
2
2,5
от 0,3 до 0,5
от 0,5 до 1,0
от 1,0 до 5,0
III
IV
V
5
4
3
1,6
1,2
0,8
2
1,5
1
более 5
VI
2
0,4
0,5
более 0,5
VII
3
0,8
1
0,2
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
1
VIII
0,7
0,5
Таблица 2
Норма освещенности Е при искусственном освещении
по СНиП 23-05-95 (извлечение)
Характеристики
зрительной
работы
Наим.
размер
объекта
различения,
мм
Разряд
зрительной
рабо
ты
Подразряд
зрительной
работы
1
2
3
4
а
Наивысшей
точности
менее 0,15
б
I
в
г
а
от 0,15 до 0,3
б
Очень
высокой
точности
II
в
г
Высокой
точности
Свыше 0,3 до 0,5
а
б
III
в
г
Средней
точности
Свыше 0,5 до 1,0
а
б
IV
в
г
Контраст
Характеобъекта с ристики
фоном
фона
5
малый
малый
средний
малый
средний
большой
средний
большой
малый
малый
средний
малый
средний
большой
средний
большой
малый
малый
средний
малый
средний
большой
средний
большой
малый
средний
малый
малый
средний
большой
средний
большой
6
темный
Средний
темный
светлый
средний
темный
светлый
средний
темный
средний
темный
светлый
средний
темный
светлый
средний
темный
средний
темный
светлый
средний
темный
светлый
средний
темный
темный
средний
светлый
средний
темный
светлый
средний
Искусственное
освещение
При
комби- При общем
нированном
освещении
освещении
Освещенность, лк
7
5000
8
1500
4000
1250
2500
750
1500
400
4000
1250
3000
750
2000
500
1000
300
2000
500
1000
700
750
300
400
200
750
300
500
200
400
200
300
150
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
5
малый
малый
средний
малый
средний
большой
средний
большой
Малой точности
Свыше 1 до 5
а
б
V
в
г
6
темный
средний
темный
светлый
средний
темный
светлый
средний
7
300
8
200
200
150
-
150
-
100
VI
-
Независимо от
фона и контраста
-
150
Работа
со
светящимися
материалами
или изделиями
в горячих цехах
VII
-
Независимо от фона и
контраста
-
200
Более 0,5
Более 5
Грубая
(очень малой точности)
Общее наблюдение
за ходом
производственного
процесса:
а
Постоянное
V
периодическое
при
постоянном пребывании
периодическое
при
периодическом
пребывании
III
б
-
Независимо
от
характеристики фона,
контраста объекта с
фоном
Независимо
от
характеристики
фона,
контраста
объекта с фоном
Независимо
от
характеристики фона,
контраста объекта с
фоном
75
-
50
-
30
Таблица 3
Коэффициент солнечности при расчете естественного освещения
Пояс
светового
климата
Коэффициент солнечности с
При световых, ориентированных по сторонам горизонта
(азимут в градусах)
в наружных стенах
в прямоугольных и
в фонарях
трапециевидных фонарях
«шед»
136 - 225 226-315 316-45 69-113
24-68
159-203 316-45
46-135
249-293
20-248
При
зенитных
фонарях
339-23
114-158
294-338
II
0,85
0,9
1,0
0,95
1,0
1,0
1,0
1,0
1.5. Требования к производственному освещению
Основной
задачей
производственного
освещения
является
поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей
характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей
поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости,
увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на росте
производительности труда. Так, при выполнении отдельных операций на
главном конвейере сборки автомобилей при повышении освещенности с
30 до 75 лк производительность труда повысилась на 8 %. При
дальнейшем повышении до 100 лк – на 28 % (по данным проф. А. Л.
Тарханова). Дальнейшее повышение освещенности не дает роста
производительности.
При организации производственного освещения необходимо
обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и
окружающих предметах. Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо
освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ведет к
утомлению зрения и соответственно к снижению производительности
труда. Для повышения равномерности естественного освещения больших
цехов осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска
потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению
яркостей в поле зрения работающего.
Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле
зрения работающего резких теней. Наличие резких теней искажает
размеры и формы объектов, их различение, и тем самым повышает
утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны
движущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо
смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими
молочными стеклами, при естественном освещении, используя
солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки и др.).
Для улучшения видимости объектов в поле зрения работающего
должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость – это
повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение
зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости
объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркости источника
света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением
высоты подвеса светильников, правильным направлением светового
потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона
рабочей поверхности. Там, где это возможно, блестящие поверхности
следует заменять матовыми.
Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные, например,
резким изменением напряжения в сети, обусловливают переадаптацию
глаза, приводя к значительному утомлению. Постоянство освещенности
во времени достигается стабилизацией плавающего напряжения, жестким
креплением светильников, применением специальных схем включения
газоразрядных ламп.
При организации производственного освещения следует выбирать
необходимый спектральный состав светового потока. Это требование
особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в
отдельных случаях для усиления цветовых контрастов. Оптимальный
спектральный состав обеспечивает естественное освещение. Для создания
правильной цветопередачи применяют монохроматический свет,
усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.
Осветительные установки должны быть удобны и просты в
эксплуатации,
долговечны,
отвечать
требованиям
эстетики,
электробезопасности, а также не должны быть причиной возникновения
взрыва или пожара. Обеспечение указанных требований достигается
применением защитного зануления или заземления, ограничением
напряжения питания переносных и местных светильников, защитой
элементов осветительных сетей от механических повреждений и т.п.
1.6. Источники света, осветительные приборы
Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят
на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы
накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое
излучение в них получается в результате нагрева электрическим током
вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического
диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в
атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений
люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение
преобразует в видимый свет.
При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются
следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В),
электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый
лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача
ψ = Ф / Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее
электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав
света.
Лампы накаливания имеют небольшую световую
отдачу (7 – 20 лм/Вт), спектр сдвинутый в сторону
красного и оранжевого излучения, но они просты в
эксплуатации и могут работать независимо от
температуры воздуха. Их рекомендуется использовать
для освещения помещений, в которых нормированы
низкие и средние уровни освещения (до 100 лм).
Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой
инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых
устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при
различных метеорологических условиях окружающей среды лампы
накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с
отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и
существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего
назначения ψ = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5
тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно
отличает их спектральный состав от солнечного света.
В последние годы все большее распространение получают
галогеновые лампы – лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в
колбе паров иода позволяет повысить температуру накала нити, т.е.
световую отдачу лампы (до 40 лм / Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с
нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на
вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и
увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения
галогеновой лампы более близок к естественному.
Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами
накаливания является большая световая отдача 40... 110 лм / Вт. Они
имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов
ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить
световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим
образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектральному
составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного
света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ),
теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).
Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация
светового потока, что может привести к появлению стробоскопического
эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При
кратности или совпадении частоты пульсации источника света и
обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения
нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает
невозможным выполнение производственных операций и ведет к
увеличению опасности травматизма.
К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также
длительный период разгорания, необходимость применения специальных
пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость
работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные
лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует
специальных устройств. Однако у люминесцентных ламп нижняя граница
зоны зрительного комфорта выше, чем у ламп накаливания (150 – 200
против 30 – 50), что дает «эффект сумеречности» при незначительных
уровнях освещения. Кроме того, в спектре люминесцентных ламп
недостаточно красных и сине–зеленых излучений, что ухудшает
цветопередачу. При комбинированном
освещении этот недостаток
устраняется использование ламп накаливания в местных светильниках.
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные) следует применять для освещения
высоких
цехов
металлургической
и
машиностроительной
промышленности, работа в которых не требует правильной
цветопередачи.
Внедрению ксеоновых ламп типа ДКсТ мешает большая мощность
(2,5; 10; 20; 50; 100 кВт), избыток ультрафиолетового излучения и
большая пульсация светового потока. Однако уже сейчас эти лампы могут
использоваться для освещения очень высоких цехов. Осваивается выпуск
ксеоновых ламп типа ДКсТЛ с уменьшенным ультрафиолетовым
излучением.
Натриевые лампы ДНаТ обладают большой световой отдачей до 140
лм/Вт, но дает плохую цветопередачу, поэтому рекомендуется для
освещения дорог и для декоративного освещения.
При выборе источников света для производственных помещений
необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать
предпочтение газоразрядным лампам как энергетически более
экономичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения
первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их
эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы
наименьшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения.
Создание в производственных помещениях качественного и
эффективного освещения невозможно без рациональных светильников.
1.7 Светильники
Электрический светильник – это совокупность источника света и
осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения
излучаемого источником светового потока в требуемом направлении,
предохранения глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов
источника света, защиты источника от механических повреждений,
воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения.
Степень предохранения глаз работников от слепящего действия
источника света определяют защитным углом светильника. Защитный
угол– это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала
(поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Защитный
угол светильника:
а – с лампой накаливания;
б – с люминесцентными
лампами.
Рис. 1.5. Основные типы
светильников:
а – "Универсаль";
б – "Глубокоизлучатель";
в – "Люцета";
г – "Молочный шарик";
д – взрывобсзопасный типа ВЗГ;
е – типа ОД;
ж – типа ПВЛП.
Важной характеристикой светильника является его коэффициент
полезного действия – отношение фактического светового потока
светильника Фф к световому потоку помещенной в него лампы Фп, т.е.
ηсв = Фф / Фп.
По распределению светового потока в пространстве различают
светильники прямого, преимущественно
прямого, рассеянного,
отраженного и преимущественно отраженного света.
Конструкция светильника должна надежно защищать источник света
от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро–,
пожаро – и взрывобезопасность, стабильность светотехнических
характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и
обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям. В зависимости
от конструктивного исполнения различают светильники открытые,
защищенные,
закрытые,
пыленепроницаемые,
влагозащитные,
взрывозащищенные, взрывобезопасные.
Для правильной организации производственного освещения
осветительная установка выполняется по специально разработанному
проекту, в котором имеются светотехническая, электрическая и сметнофинансовая части.
Осветительная установка должна обеспечивать бесперебойность и
безопасность действия и соответствующие санитарные требованиям
освещение.
При выборе системы освещения следует учитываться следующее.
Системы комбинированного освещения (общее и местное) рекомендуются
при выполнении зрительных работ I, II, III и IV разрядов, а также работ с
оборудованием, создающим глубокие резкие тени (прессы, штампы) или
требующих изменения направления света для освещения вертикальных и
наклонных поверхностей.
Система общего освещения рекомендуется при высокой плотности
расположения оборудования, если оно не создает резких теней, в
помещениях с однотипными работами по всей площади (литейные цеха), в
помещениях, относящихся к V и ниже разрядам. Общее освещение бывает
местным и локализованным.
Выбор источников света, системы освещения и нормируемого
освещения производится одновременно, т.к. это вопросы взаимосвязаны.
Выбор типа светильника производится по условиям среды
помещения,
характеристикам
светораспределения,
блеклости
и
экономическим показателям.
Светильники для ламп накаливания.
«Универсаль» (У) – для ламп до 500 Вт. Основной светильник для
нормальных помещений при небольших (400) и небольших (до 400)
значений
E  k  h2 ,
где E – норма освещенности; k – коэффициент; h – высота подвеса.
Применим для общего и местного освещения «Глубокоизлучатель»
со средней концентрацией поток (ГС) – для ламп 500, 1000, 1500 Вт.
Светильник устойчив к среде с повышенной химической активностью,
требует регулярной чистки, рекомендуется в цехах типа прокатных.
«Кососвет» (КС) – предназначен для освещения вертикальных
поверхностей при локализованном общем и местном освещении.
«Шар молочного стекла» (ШМ) – для ламп до 1000 Вт,
рекомендуется для нормальных помещений с большим отражением
потолка и стен (помещения точной сборки, конструкторские).
«Промышленный уплотненный светильник» (ПУ) у – для ламп до
300 Вт, предусмотрен для сырых и пыльных помещений.
«Светильник для химически активной среды» (СХ) – для ламп до
500 Вт.
Взрывозащитные светильники Н4Б–300, В4А–300, В3ГХ.
Светильники для люминесцентных ламп.
Открытые двухламповые ОД, ОДОР – для нормальных помещений с
хорошим отражением потолков и стен при умеренной влажности и
запыленности.
Светильники МЛ – для местного освещения с увеличенным
защитным углом, мощность ламп 2 · 20 Вт.
Светильник ПВ – I является пылевлагозащитным, мощность ламп
2 · 40 Вт, пригоден для помещений класс П-II, П-IIA.
Светильник НОГЛ является взрывозащитным, мощность ламп
1 · 40Вт, 1 · 80 Вт.
Для ДРЛ могут применяться те же светильники, что и для ламп
накаливания, т.к. формы их колб сходны. Кроме того выпускаются
специальные светильники для ДРЛ, например, С34ДРЛ – зеркальный,
мощностью до 1000 Вт.
Современное световое оборудование
Светильники направленного света с галогенными лампами
Разнообразие форм и дизайна светильников направленного
света позволяет использовать их для освещения
общественных, жилых, торговых, выставочных помещениях
и помещениях музеев. Благодаря простой системе
установки, с помощью пружинных или сдвижных клипс они
легко устанавливаются в подвесной потолок. Достоинством,
устанавливаемых в данные светильники галогенных ламп являются
неизменно яркий свет, великолепная цветопередача, обеспечивающая
красивые, "сочные" оттенки и возможность создания любых световых
эффектов. Галoгeнныe лампы – компактные иcтoчники cвeта, c выcoкoй
cвeтoвoй oтдачeй. В oтличиe от oбычныx ламп накаливания в этих лампах
пpимeняeтcя cпeциальный газ, пoзвoляющий им сиять яpчe без
coкpащeния cpoка cлужбы. Применяя лампы с различным углом
рассеивания отражателя можно добиться требуемого результата.
Светильники
направленного
света
с
металлогалогенными лампами
Светильники
с
металлогалогенными
лампами
наибольшее применение нашли в освещении торговых и
выставочных площадей, офисов и даже музеях.
Светильники легко монтируются в подвесной потолок и
световой поток, благодаря специальному устройству
может быть ориентирован (для поворотных моделей) в нужном
направлении и имеют самые разнообразные варианты дизайна. В этих
осветительных приборах используются металлогалогенные лампы,
световой поток которых формируется с разным углом рассеивания
специальными, входящими в состав светильников отражателями.
Металлогалогенные
лампы
обладают
выcoкoй
энepгeтичecкoй
эффeктивнocтью и надeжнocтью в тeчeниe длитeльнoгo cpoка.
Светильники с компактными люминесцентными лампами
Компактная люминесцентная лампа находит все больше
применение в освещении помещений. Благодаря
длительному
сроку
службы,
эффективности
и
энергосберегающим качествам эти источники света
являют собой оптимальнейшее решение для оснащения
общим освещением как больших, так и малых площадей. Светильники,
представленные в этой группе также относятся к светильникам
направленного света, т.к. оснащены отражателями и просты в установке и
обслуживании.
Светильники для подвесных потолков
Семейство наиболее распространенных светильников
устанавливаемых в подвесные, модульные потолки и
потолки
грильято.
Светильники
этой
группы
представлены несколькими типами: светильники для
потолков грильято, растровые светильники, светильники
отраженного и комбинированного света, светильники с ассиметричным
отражателем и рассеивателями. В данных используются линейные
люминесцентные лампы Т8, в наиболее
применяются люминесцентные лампы Т5.
современных
моделях
Люминесцентные светильники для линейных ламп Т8
Семейство наиболее популярных светильников под
люминесцентную лампу Т8, диаметром 26 мм с цоколем
G13. Представленные модели выполнены в разном стиле
и с помощью различных материалов с открытыми и
закрытыми рассеивателями лампами, но объединяет их
все наличие электронного ПРА. Именно с помощью электронного
пускорегулирующего устройства, которое заменяет прежние дроссель,
конденсатор и стартер, возможно, добиться наибольшего качества света,
экономии энергии и увеличения срока службы лампы. Светильники этой
группы находят самое разное применение и в интерьерах помещений и
даже в мебели.
Люминесцентные светильники для линейных ламп Т4
Производство
более
компактных
линейных
люминесцентных ламп, по сравнению с лампами Т8, а
также использование электронных ПРА позволило
производителям сделать светильник еще меньше и
дополнить
его
различными
устройствами,
что
существенно расширило его использование в мебели и мебельных
конструкциях. Благодаря установленным на торцах разъемам, появилась
возможность соединять несколько светильников в единую линию,
подключая только с одной стороны. Установленные же на светильниках
микровыключатели существенно упростили эксплуатацию. Корпус
светильников выполнен из термостойкого пластика и изготавливается с
открытой, либо закрытой специальным рассеивателем лампой.
Светильники с высокой степенью защиты для линейных
люминесцентных ламп
Группа специальных светильников. Производственные
помещения,
склады,
прачечные,
больницы,
промышленные кухни, душевые и другие помещения в
повышенной влажностью и запыленностью, именно здесь рекомендовано
использование светильников с более высокой степенью защиты. Защита
светильника препятствует проникновению влаги и пыли благодаря
специальным уплотнителям и соединениям деталей светильника, а также
благодаря специальной муфте защищающей отверстие для питающего
кабеля. Светильники могут устанавливаться непосредственно на потолок,
на магистральные короба и на специальные подвесные конструкции.
1.8. Системы освещения бытовых помещений
Освещение квартир
В квартирах широко используются системы как общего, так и
комбинированного освещения. Система общего освещения применяется
для малых помещений с кратковременным пребыванием в них человека и
работами, не требующими высокой точности исполнения (проходов,
коридоров, кладовых и т.д.).
Системой общего освещения экономически нецелесообразно
создавать
уровни
освещённости,
обеспечивающие
комфортное
выполнение напряжённых зрительных работ. Для этого используется
комбинированное освещение. Дополнительное освещение рабочих
поверхностей и отдельных объектов создаются осветительным прибором
местного освещения, устанавливаемым в непосредственной близости от
рабочей поверхности.
Для освещения квартир наиболее рациональным является принцип
зонального освещения, который основывается на использовании общего,
комбинированного и местного освещения отдельных участков в квартире.
Кроме основного назначения, освещение в квартире несёт эстетическую и
декоративную нагрузку.
Освещение
должно
обеспечивать
уровень
освещённости,
соответствующий
сложности
выполняемых
зрительных
работ,
исключение из поля зрения наиболее ярких частей осветительных
приборов и незащищённых источников света, вызывающих ощущение
дискомфорта. В таблице 4 приведены уровни освещённости в квартире.
В кабинете, домашней мастерской, в которых человек может
выполнять зрительные работы различного разряда более точно
минимальные значения требуемой освещённости можно определить по
нормативным требованиям.
Обычные лампы накаливания (ЛН) являются наиболее широко
применимыми источниками света в жилых помещениях. При
необходимости создания высокого уровня освещения в сочетании с
бережливым
расходом
электроэнергии
могут
применяться
люминесцентные лампы (ЛЛ).
Таблица 4
Нормированные уровни освещенности квартир
Вид помещения и выполняемой
работы в жилых помещениях
Наименьшая освещённость
рабочей поверхности*, лк
Приём пищи
Приготовление пищи
Занятия
работа за письменным столом
чтение в кресле
ориентирование ночью
Отдых
чтение
рукоделие шитьё, вязание и т.п.)
приём гостей, беседы, игры
Туалет и косметика
Туалет в ванной
умывание, бритьё
мытьё, стирка
Внешний осмотр, косметика в
передней у зеркала
Хозяйственные работы
ручное шитьё
кройка, шитьё на швейной машине
глажение
Любительский труд
слесарные и столярные работы
моделирование и рисование
игра
на
музыкальных
инструментах
200 / 100
200 / 100
300 / 150
200 / 100
5/5
200 / 100
100 / 50
100 / 50
200 / 100
200 / 100
150 / 100
200 / 100
400 / 200
400 / 200
300 / 150
300 / 150
500 / 300
300 / 150
Применение люминесцентных источников света в быту всё более
расширяется. Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для
освещения кухонь, ванных, прихожих, а также в комнатах с преобладанием
холодных тонов в отделке интерьера, особенно в районах с жарким климатом.
Их рекомендуется применять для организации местного освещения на рабочих
местах, так как ЛЛ дают меньшее тепловое излучение, лучшую цветопередачу
и при той же электрической мощности значительно более высокий уровень
освещённости.
Удачное соединение утилитарных, психологических и эстетических задач
освещения – залог успеха в создании комфортной окружающей обстановки,
обеспечивающей хорошее самочувствие человека, высокую работоспособность
и полноценный отдых.
Ниже приведём некоторые примеры организации рационального
освещения в квартире.
Чаще всего освещение прихожей осуществляется одним настенным или
потолочным осветительным прибором с высотой подвеса не менее 3 м.
Жёстких светотехнических требований к осветительным приборам в прихожей
не предъявляется, т.к. помещение рассчитано на кратковременное пребывание
людей.
Общая комната квартиры
обычно освещается одним общим
светильником в середине помещения и дополнительными осветительными
устройствами для освещения каждой функциональной зоны комнаты.
Желательно, чтобы люстра общего освещения имела возможность
подключения различного количества ламп (2 и 5; 3 и 6). При включении ламп
создаваемая освещённость должна стимулировать активную деятельность; при
выключении части ламп снижение освещённости должно обеспечивать
создание обстановки интимности, спокойствия и отдыха.
Можно рекомендовать такой приём освещения, как объединение функций
общего освещения комнаты и обеденной зоны. Для этого нужно использовать
осветительное устройство с переменной оптической частью. Такое решение
обеспечит общее освещения комнаты и комфортные зрительные условия за
столом во время приёма пищи или выполнения работ, требующих
значительного зрительного напряжения – кройки, шитья, черчения и т.д.
Осветительный прибор в зависимости от требуемого уровня освещения
поднимают или опускают.
Функциональное назначение зоны отдыха и семейного общения общей
комнаты очень разнообразно – от сна и просмотра телепередач до длительного
чтения и тонкого рукоделия. Освещение этой зоны нужно делать
комбинированным с использованием либо большой настольной лампы, либо
напольного осветителя – торшера. Желательно применять световой прибор со
светорегулятором, позволяющим изменять освещённость в зависимости от вида
выполняемой работы или при отдыхе.
Прикроватное освещение в спальной должно быть выполнено так, чтобы
светом мог пользоваться один человек. Световой поток должен быть направлен
на рабочую поверхность (газету, книгу). Осветительный прибор закрепляется
на высоте 1,2…1,3 м от пола. Возможны и другие варианты освещения.
При освещении зоны туалета и косметики осветительный прибор должен
располагаться так, чтобы хорошо освещалось лицо, а сам прибор оставался в
зеркале.
Особенно важна правильная организация освещения на рабочем месте.
Уровни освещённости рабочей поверхности, приведённые в табл. 4 рассчитаны
на нормальное зрение. При недостатках зрения уровни освещённости могут
быть повышены в 1,5 – 3 раза.
При организации освещения места нужно следовать следующим
рекомендациям:
 осветительный прибор должен располагаться так, чтобы свет,
отражённый от поверхности, не попадал бы в глаза работающего;
 работать следует при включённом внешнем освещении; резкие тени от
помещения и человека не должны попадать на рабочую поверхность;
 поверхность стола должна быть матовой; пониженный контраст между
фоном и объектом можно компенсировать увеличением освещённости.
Особенно серьезное внимание должно быть уделено освещению рабочего
места пользователя компьютера, ибо работа за монитором – это очень
напряжённая и вредная зрительная работа.
При организации освещения в квартире очень важно соблюдать цветовое
соответствие элементов, образующих «цветовую гамму».
Заключение
Таким образом, правильная организация освещения на производстве и в
быту – залог здоровья, высокой производительности труда, комфортного
эмоционального и психологического состояния человека. Правильная
организация освещения предусматривает не только соблюдение нормативных
требований по уровню освещённости и по ряду других показателей, но и учёт
ряда качественных показателей – световой насыщенности, равномерности и
однородности освещения, тенеобразования, цветовой гаммы, цветовой среды и
т.д. Рассмотренные вопросы дают самые основные и общие представления об
освещении и принципах организации световой среды. Более подробные
сведения об освещении и методах создания комфортной световой среды можно
найти в специальной литературе.
2. Расчет и
освещения
проектирование
систем
искусственного
Задача расчета искусственного освещения – определение потребной
мощности электрической осветительной установки для создания в
производственном помещении заданной освещенности.
При проектировании осветительной установки необходимо решить
следующие вопросы.
1. Определить нормированное значение освещенности на рабочем
месте.
2. Выбрать тип источника света.
3. Определить систему освещения.
4. Выбрать
тип
светильников
с
учетом
характеристик
светораспределения.
5. Определить количество светильников и распределить их.
6. Подсчитать потребную мощность осветительной установки.
Для расчета осветительных установок применяют метод светового
потока и точечный метод.
2.1. Метод светового потока
Метод светового потока (метод коэффициента использования
светового потока) применяется для расчета общего освещения при
горизонтальной рабочей поверхности. Расчет производится по формуле:
ФЛ 
100  Е Н  S  Z  k
,
N 
(2.1.)
S – площадь
где ЕН – выбранная по табл. 2 освещенность, лк;
помещения; Z – коэффициент минимальной освещенности принимается в
пределах 1,1 – 1,5; k - коэффициент запаса применяется по специальной
таблице, для условий лаборатории k = 1,5 при люминесцентных лампах,
k = 1,3 при лампах накаливания;
N – число ламп в помещении,
принимается из предварительного решения;  – коэффициент
использования светового потока ламп относительно данной плоскости (в
долях единицы).
Величина коэффициента  зависит от коэффициента полезного
действия светильника, коэффициентов отражения рабочих поверхностей
 р , стен  c , потолка  п и индекса помещения, определяемого по формуле:
i
А В
,
Н р  А  В
где А, В, Нр – соответственно длина, ширина помещения и высота подвеса
светильника.
Таблица 5
Коэффициент использования светового потока ламп, 
Лампы люминесцентные
Тип
светильника
rП , %
rС , %
70 50 30 70 50 30 70 50 30 70 50 30 70 50 30 70 50 30
50 50 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 50 30 50 50 30
i
Значение коэффициента использования, %
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0
ДР и
ПВЛ-6
ОД
30
34
38
41
45
47
50
53
57
60
62
64
65
67
69
70
72
25
29
33
36
39
42
44
48
52
54
57
59
60
63
65
66
69
20
25
29
33
35
38
40
43
47
51
54
56
57
60
62
64
66
28
32
35
38
41
44
46
48
52
54
56
58
60
62
63
64
65
24
27
30
33
36
38
41
44
47
50
52
54
55
58
59
61
62
21
24
27
29
32
34
36
39
43
46
49
51
52
55
57
58
60
ОДО
29
32
36
40
42
46
48
51
54
59
61
63
65
67
69
70
72
21
26
29
33
36
38
41
44
48
51
53
55
56
59
61
62
65
ОДОР
26
30
34
37
40
42
45
48
51
54
56
58
59
61
63
64
66
26
30
34
37
40
42
45
48
51
54
56
58
59
61
63
64
66
20
24
28
31
33
35
37
40
43
46
48
50
51
53
55
56
58
ШОД
17
20
23
26
28
30
33
35
38
41
43
45
46
48
50
51
53
22
28
32
35
38
41
43
46
50
53
55
57
59
61
63
65
67
16
21
24
27
30
32
34
37
40
43
45
47
48
50
52
54
56
ШЛП
14
18
21
24
27
29
31
34
37
40
42
44
45
48
50
51
53
22
27
30
33
35
37
39
42
45
47
48
50
51
53
55
56
58
20
25
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
47
49
51
52
53
17
21
24
27
29
31
32
34
37
40
42
43
44
46
48
49
51
По рассчитанному световому потоку Ф выбирают тип лампы по табл. 6 из
группы стандартных (типовых) источников света.
Таблица 6
Типовые источники света
Параметры ламп
Лампы накаливания,
220 В
Тип и
Световой
мощность поток, лм
В-15
105
В-25
220
Б-40
400
БК-40
460
Б-60
715
БК-60
790
Б-100
1350
Г-150
2000
Г-200
2800
Б-200
2920
Г-300
4600
Г-500
8300
Г-750
13100
Г71000
18600
Люминесцентные лампы
Тип
Ф, лм
Тип
Ф, лм
Тип
Ф, лм
ЛДЦ 15-4
ЛД 15-4
ЛХБ 15-4
ЛТБ 15-4
ЛБ 15-4
ЛДЦ 20-4
ЛД 20-4
ЛХБ 20-4
ЛТБ 20-4
ЛБ 20-4
475
650
640
665
720
780
870
890
925
1120
ЛДЦ 30-4
ЛД 30-4
ЛХБ 30-4
ЛТБ 30-4
ЛБ 30-4
ЛДЦ 40-4
ЛД 40-4
ЛХБ 40-4
ЛТБ 40-4
ЛБ 40-4
1375
1560
1605
1635
1995
1995
2225
2470
2450
2850
ЛДЦ 65-4
ЛД 65-4
ЛХБ 65-4
ЛТБ 65-4
ЛБ 65-4
ЛДЦ 80-4
ЛД 80-4
ЛХБ 80-4
ЛТБ 80-4
ЛБ 80-4
ЛБ 80
ЛД 80
2900
3390
3630
3780
4320
3380
3865
4220
4300
4960
5220
4070
Порядок расчета:
1. На основании данных варианта из табл. 8 на стр. 39 – 41 определить
норму освещенности Е Н по табл. 2 стр. 17.
2. Выбрать источник света (люминесцентные лампы, лампы накаливания
или ДРЛ) и тип лампы (ЛДЦ, ЛБ, ЛД, ЛХБ) на основании рекомендаций,
приведенных выше.
3. Выбрать светильник для установленного вида источника света и типа
лампы, исходя из выше приведенных рекомендаций выбора.
4. Вычертить в масштабе план помещения.
5. Принять решение по размещению светильников на плане (при общем
равномерном освещении светильники с люминесцентными лампами можно
располагать рядами, параллельными станам с окнами, с лампами накаливания и
ДРЛ в шахматном порядке или по углам прямоугольников как показано на
рис. 2.1.).
Рис. 2.1 План помещения с размещением:
а) люминесцентных ламп;
б) ламп накаливания или ДРЛ по углам квадрата;
в) в шахматном порядке.
Расстояние между лампами накаливания при размещении по углам
прямоугольника лучше принимать равным ( La  L ), при расположении ламп
в шахматном порядке ( L  3 ). Величину L для люминесцентных ламп и
ламп накаливания определить из оптимального отношения
L
 ,
h
где h – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, минимальные
значения приведены в табл.7, при расчете освещенности принимать
h  Н  h р  hc ; где Н– высота помещения; h р – высота рабочей поверхности


( ≈ 0,8м); hc – расстояние от потолка до светильника ( ≈ 0,2м);  – оптимальное
отношение расстояния, различают оптимальное светотехническое расстояние
c  и энергетическое э  , их значение принимать по табл.7, в зависимости от
принятого светильника. Расстояние от стен до светильников принимать
1
L.
3
Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется размещать или
сплошными рядами или с разрывом 0,25 – 0,5м (рис. 2.1.). В каждом ряду
располагается по одному или два светильника. Длина люминесцентных ламп
зависит от их мощности: 20 Вт – 920мм; 40,65 Вт – 1300 мм; 80 Вт – 1530 мм.
6. Определить количество светильников на плане N.
7. Принятые предварительно решения проверить расчетом, при котором
определяется нужный световой поток одной лампы (методом светового потока)
по формуле (1).
8. В соответствии с полученным значением подбирают ближайшую
стандартную лампу по табл. 6. При этом допускается отклонение светового
потока выбранной лампы от расчетного на – 10 % и + 20 %. В противном
случае меняется схема расположения и число ламп, т.е. расчет повторяется.
9. Определить мощность всей осветительной установки по формуле:
P  PЛ  n1 ,
где РЛ – мощность одной приятой лампы, Вт; n1 – общее число ламп.
Таблица 7
Характеристики светильников с условной лампой
I
ГС
В
продольной
КС
В поперечной
Тип светильника
ШМ
ПУ с СХ Н4Б–300
отр.
с отраж.
В4Б–200 с
отраж.
ОД
ОДОР
ПВЛ–I
В попереч. плоскости
С3–ДРЛ
плоскости
КПД, %
Защит.
угол
Высота
подвеса
λС
λЭ
75
15
84
30
плоскости
7
–
3–4
3–4
–
–
2,5 – 3
3
4
3
4
3,5
3,5 – 4
–
3,5–4,5
1,5
1,9
0,9
1,1
–
–
–
–
2,0
2,8
1,4
1,8
1,4
1,8
1,4
1,8
1,4
1,8
1,4
–
1,5
–
1,5
–
–
–
70
–
67
15
75
15
80
15
60
15
48
15
65
15
68
15
68
–
–
–
Таблица 8
Варианты заданий для расчета искусственного освещения
Габаритные размеры
помещения, м
Наименьший размер
объекта
различения
Контраст
объекта
различения с
фоном
Характеристика
помещения по
условиям
среды
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Вариант
Производственное освещение
01
Вычислительный центр
60
30
5
0,4
Малый
Светлый
02
Вычислительный центр
40
20
5
0,45
Средний
Средний
03
Дисплейный зал
35
20
5
0,35
Малый
Средний
04
Дисплейный зал
20
15
5
0,32
Большой
Темный
05
Архив хранения
носителей
информации
25
10
5
0,5
Средний
Светлый
06
Лаборатория
технического
обслуживания
ЭВМ
25
12
5
0,31
Средний
Средний
07
Аналитическая
лаборатория
20
10
5
0,48
Средний
Средний
08
Литейное
производство;
участок
подготовки
шихты
36
12
5
0,49
Большой
Средний
Большая
запыленность
09
Участок плавки
металла
Светлый
Небольшая
запыленность
длина
А
60
шири- высона
та
В
Н
24
8
0,5
Средний
Характеристика фона
Продолжение таблицы 8
10
Механизированный участок
получения
заготовок
46
24
8
0,5
Средний
Светлый
11
Участок
шлифовальных
станков
40
18
6
0,4
Большой
Светлый
12
Участок
полировальных
станков
50
24
6
0,38
Средний
Светлый
90
24
6
0,28
Средний
Светлый
36
18
5
0,3
Средний
Светлый
54
12
5
0,35
Большой
Средний
13
14
15
Механический
цех;
металлорежущие
станки
Прецизионные
металлообрабатывающие
станки
Прецизионные
металлообрабатывающие
станки
16
Станки с ЧПУ
60
24
5
0,2
Средний
Светлый
17
Автоматические
линии
80
36
5
0,34
Большой
Светлый
18
Инструментальный цех
60
18
5
0,18
Средний
Светлый
19
Инструментальный цех
76
24
6
0,23
Большой
Средний
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность,
высокая
влажность
Небольшая
запыленность,
высокая
влажность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Окончание таблицы 8
20
Участок сборки
50
18
6
0,25
Большой
Светлый
21
Участок сборки
56
24
5
0,28
Большой
Средний
22
Производство
печатных плат,
гальванический
цех: ванны
(травление,
мойка, металлопокрытие)
65
18
8
0,45
Большой
Средний
23
Автоматические
линии
металлопокрытий
60
24
8
0,48
Средний
Средний
24
12
5
0,46
Средний
Светлый
24
25
26
27
28
29
30
Участок
контрольноизмерительных
приборов
Рабочие места
ОТК с
визуальным
контролем
качества
изделий
Участок сварки
Участок
контроля
сварных
соединений
Участок
импульснодуговой сварки
Участок
автоматизированных
установок
Лаборатория для
металлографических
исследований
30
40
12
12
5
7
0,2
0,4
Большой
Средний
Средний
Средний
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Высокая
влажность,
небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность,
высокая
влажность
Небольшая
запыленность
Небольшая
запыленность
Средняя
запыленность
Небольшая
запыленность
Средняя
запыленность
66
18
5
0,35
Большой
Средний
56
18
8
0,4
Средний
Светлый
90
24
8
0,45
Большой
Средний
Средняя
запыленность
Средний
Небольшая
запыленность
36
12
5
0,49
Средний
2.2. Точечный метод
Точечный
метод используется для расчета локализованного и
комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных
плоскостей и для проверки равномерного общего освещения, когда
отражаемым световым потоком можно пренебречь.
Освещенность рабочей поверхности рассчитывается по формуле:
J   cos3 
,
(2.2.)
Е
k  h2
где Е – освещенность, лк; h – высота подвеса светильника, м;  – угол
между нормалью к рабочей поверхности и направлением на источник
света из данной точки; k – коэффициент запаса; J  – сила света под
углом α, кд.
Для нескольких некогерентных источников света освещенность
суммируется.
Расчет прямой составляющей освещенности от точечных излучателей
с симметричным светораспределением
Рассмотрим общий случай расчета освещенности от светильника с
симметричным светораспределением, характеризуемым зависимостью
I  f ( ) . Для определения освещенности необходимо знать значение
направленной к освещаемой площадке силы света I (расстояние l от
светильника значительно превышает его размеры); расстояние l от
освещаемой поверхности S до излучателя и угол падения света β (угол
между лучом и нормалью к площадке, рис. 2.2).
Строя элементарный телесный угол d , угол опирающийся на dS , и
считая, что в этом угле излучается световой поток dФ , получим
E  dФ / dS ; dФ  Id ; d  (dS cos ) / l 2
и окончательно
E  ( I  cos ) / l 2 ,
(2.3.)
где I  – сила света светильника по направлению к точке А; β – угол между
направлением силы света в точку А и нормалью к элементу dS ; l –
расстояние от светильника до расчетной точки поверхности.
Рис. 2.2. К расчету освещенности от точечного
светящего элемента с симметричным
светораспределением
Преобразуем приведенное уравнение к виду, более удобному для
практических расчетов. Из рис. 2.2 имеем: cos   OB / l . В свою очередь
OB  hp cos  p  sin 
,
откуда
OB 
h p cos   p sin 
.
l
Подставляя h p в уравнение (2.2), будем иметь
I
(h p cos   p sin ) .
(2.4.)
l3
Так как l  h p / cos  , то окончательное расчетное уравнение для
EA 
определения освещенности на наклонной поверхности примет вид
I  cos 3 
p
EA 
(cos


sin ) ,
hp
h p2
(2.5.)
где  – угол наклона расчетной плоскости по отношению к плоскости,
перпендикулярной оси симметрии светильника (горизонтальная
плоскость);  – угол между направлением силы света к расчетной точке и
осью симметрии светильника; h p – высота светильника над
горизонтальной плоскостью, проходящей через расчетную точку; p –
кратчайшее расстояние от проекции оси симметрии светильника на
горизонтальную плоскость, проходящую через точку расчета, до следа
пересечения с расчетной плоскостью.
Для упрощения расчета освещенности на поверхности, произвольно
ориентированной в пространстве, Е. Н. Яковлевым предложена
p
номограмма зависимости cos   sin  от p / h p для различных значений
hp
  const (рис. 2.3). Определяя предварительно по чертежу значения p, h p
и  , из графиков находим выражение cos  
или cos  
p
sin  (сплошные кривые)
hp
p
sin  (пунктирные кривые).
hp
Проектирование осветительных установок чаще всего связано с
расчетом освещенности на поверхности, перпендикулярной или
параллельной оси симметрии светильника; расчет освещенности на
наклонной плоскости встречается значительно реже.
Рис. 2.3. Номограмма для расчета
освещенности
на наклонной плоскости
В производственных и общественных зданиях принято размещать
светильники так, что их ось симметрии располагается вертикально,
перпендикулярно расчетной горизонтальной плоскости (рис. 2.4).
Согласно этому рисунку угол   0 и уравнение (2.4.) примет вид
E Г  ( I  cos 3 ) / h p2 ,
(2.6.)
где E Г – освещенность горизонтальной плоскости в точке А.
Рис. 2.4. К расчету освещенности
на горизонтальной плоскости
Рис. 2.5. К расчету освещенности
на вертикальной плоскости.
Освещенность наклонной плоскости можно
освещенность горизонтальной плоскости из уравнения
p
Е А  Е Г (cos   sin ) .
hp
получить
через
При оси симметрии светильника, параллельной расчетной плоскости
(рис.2.5.), угол    / 2 , и уравнение, определяющее освещенность,
преобразуется к виду
I  cos3  p
p
ЕВ 

 ЕГ  ,
(2.7.)
2
hp
hp
hp
где E B – освещенность вертикальной плоскости в точке А; p –
наименьшее расстояние от проекции оси симметрии светильника на
горизонтальную плоскость, проходящую через точку расчета, до следа
пересечения вертикальной и горизонтальной плоскостей.
Уравнения (2.6.) и (2.7.) позволяют сформулировать общее правило,
справедливое для любого точечного источника: отношение значений
освещенности двух плоскостей в одной и той же точке равно отношению
длин перпендикуляров, опущенных на эти плоскости из точки
расположения источника света.
При расчете освещенности от симметричных светильников
необходимо соблюдать такую последовательность:
По отношению d / h p определяют tg , а следовательно, и угол  и
cos3  ( d – расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии
светильника на плоскость, ей перпендикулярную в проходящую через
расчетную точку).
По кривой силы света выбранного светильника и углу  находят силу
света I  .
По уравнениям (2.6.), (2.7.), (2.5.) рассчитывают освещенность в
горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскостях.
Пример 1. Помещение площадью 10·10 м2 и высотой 5 м освещается
четырьмя светильниками типа УПД ДРЛ с лампами ДРЛ мощностью 400
Вт ( FЛ – 19000 лм). Светильника располагают по углам квадрата со
стороной 5 м. Высота подвеса светильников h p = 4,5 м. Определить
освещенность горизонтальной, вертикальной и наклонной (под углом
  60 ) плоскостей, расположенных на пересечении диагоналей поля
светильников (рис. 2.6).
Рис. 2.6. К примеру расчета освещенности
от симметричных светильников
общего освещения.
Расчет
освещенности
ведем,
последовательности
1. Определяем tg (см. рис. 2.2.)
придерживаясь
намеченной
tg  d / h p  2,52  2,52 / 4,5  3,54 / 4,5  0,786 .
3
2. Определяем угол  и cos  :
cos 3   0,49 .
  38  ;
3. По таблице приложения 1 находим силу света под углом 38 ° для
светильника УПД ДРЛ с условной лампой I  1000 =214 кд (интерполируем
между значениями силы света для угла   35 и 45°):
Фактическая сила света
19000
I   214
 4066 кд.
1000
4. Подсчитаем освещенность горизонтальной плоскости. Принимая
коэффициент запаса k  1,5 , от одного светильника имеем.
I  cos3  4066  0,49
Er

 65,5 лк.
h p2 k
4,52  1,5
Так как каждый из четырех светильников создает в точке расчета
одинаковую освещенность, то, следовательно, суммарная освещенность
Er  4  Er  4  65,6  263 лк.
5. Подсчитаем освещенность вертикальной плоскости.
Так как расчетная точка, лежащая в вертикальной плоскости,
освещается только двумя светильниками, то освещенность вертикальной
плоскости
p
2,5
E B  2 Er 
 2  65,5 
 73 лк.
hp
4,5
6. Подсчитываем освещенность в наклонной плоскости:
p
E A  2 E Ar  (cos   sin ),
hp
2,5
sin 60)  129 лк.
4,5
Рассчитывать освещенность по приведенным уравнениям при
большом количестве светильников сложно, так как необходимо
определять освещенность от каждого светильника в отдельности и потом
суммировать полученные значения освещенностей.
E A  2  65,5  (cos 60 
Рассмотрим наиболее распространенные в практике проектирования
упрощенные способы расчета.
Рис. 2.7. Элементарные
кривы освещенности
Рис. 2.8. Пространственные изолюксы
условной горизонтальной
освещенности.
Светильники У, УПМ-15, УП-24,
Астра 1, 11,12
Использование элементарных кривых освещенности E  f ( )
значительно сокращает и упрощает расчет осветительных установок с
большим числом одинаковых светильников общего освещения,
расположенных на одной и той же высоте. Такие кривые приведены для
заданного типа светильника на рис. 2.7. Для разных высот установки
светильников (h p  const ) дана зависимость освещенности E от
расстояния проекции оси симметрии светильника до расчетной точки
( d , м). Кривые строятся для условной лампы, имеющей световой поток
1000 лм.
Для расчета осветительных установок используют пространственные
изолюксы горизонтальной освещенности. Построение таких кривых
осуществляется для каждого принимаемого типа светильника, при этом
световой поток лампы (при многолампочных светильниках – суммарный
поток ламп) принимается равным 1000 лм. Создаваемая в этом случае
освещенность называется условной и обозначается  . Значение  зависит
от светораспределения светильника и геометрических размеров d и h p
(см. рис. 2.4.). Для определения  служат пространственные изолюксы
условной горизонтальной освещенности (для светильников У, УПМ–15,
УП–24, Астра 1, 11, 12 они показаны на рис. 2.8.), на которых находится
точка с заданными d и hp ( d , как правило, определяется обмером по
масштабному плану), и  находится путем интерполирования между
значениями, указанными у ближайших изолюкс. Аналогичные графики,
построенные по данным измерений, могут применять для расчета
местного освещения.
Рис. 2.9. Пространственные изолюксы условной
горизонтальной освещенности.
Сила света светильника по всем направлениям 100 кд.
При отсутствии изолюкс для данного светильника используется
график для излучателя, имеющего по всем направлениям силу света,
равную 100 кд (рис. 2.9.). Значение условной освещенности определяется
так же, как указано ранее. По кривой силы света светильника в данном
направлении и значению 100 несложно вычислить  :
I
(2.8)
  100  
100
Если суммарное действие ближайших светильников создаёт в
расчётной точке условную освещённость ∑ε, действие более удалённых
светильников и отражённую составляющую учтём коэффициентом μ.
Тогда для получения в расчётной точке нормированной освещённости ЕH
при коэффициенте запаса k лампы в каждом светильнике должны иметь
световой поток Ф:
Ф=1000EH k / (μ ∑ε)
(2.9)
По этому световому потоку выбирают ближайшую стандартную лампу,
световой поток которой Фл должен находиться в пределах:
0,9Ф < Фл < 1,2Ф. Если эти пределы при выборе лампы не могут быть
выполнены, то корректируется расположение светильников. По формуле
(2.9) можно определить освещённость при известном световом потоке.
Характерные точки расчёта для общего равномерного освещения
показаны на рисунке 2.10.
Рис. 2.10. Расчетные точки освещенности
При более часто встречающемся расположении светильников,
например, рядами вдоль светотехнических мостиков, расчётную точку
выбирают между рядами на расстоянии примерно равном расчётной
высоте от торцовой стороны.
В принципе, не стоит выискивать точки абсолютного минимума
освещённости у стен или в углах: если в подобных точках есть рабочие
места, то доведение в них освещённости до требуемого значения может
быть осуществлено увеличением мощности ближайших светильников или
установкой дополнительных светильников. Часто при расчётах возникают
затруднения в определении числа светильников, которые необходимо
учитывать при нахождении ∑ε. Обычно принимаются светильники с трёх
наименьших расстояний d. На рисунке 2.10. расчётные точки соединены
линиями с теми светильниками, от которых обычно определяются
значения ε. В общем случае, чем меньше Z / hр ( Z – расстояние между
светильниками, hр – высота установки светильника над расчётной
поверхностью) и чем шире светораспределение светильника, тем большую
роль играют удалённые светильники и тем тщательнее следует их
учитывать.
Во всех случаях при определении ∑ε не должны учитываться
светильники, реально не создающие освещённости в контрольной точке
из-за затенений оборудованием или корпусом рабочего.
Пример 2. В помещении, часть которого показана на рисунке 2.10.,
а – г необходимо обеспечить освещённость 100 лк при коэффициенте
запаса k =1,5, используя светильники типа УПМ –15, установленные на
высоте 3 м. Расстояние между светильниками в ряду 4 м, расстояние
между рядами светильников 6и. Определить тип лампы накаливания.
Расстояние d от светильника до точки расчёта определяется обмером
по масштабному плану. Значение ε определяется по графику рис. 2.9.
Расчёты сведены в таблице 9. Наихудшей считается точка Б, по
освещённости которой определяем необходимый поток, принимая μ=1,1:
1000 EH  k 1000  100  1,5
Ф

 7136 лм.

1,1  19,11
Согласно табл.6 стр. 35 выбираем лампу 500 Вт на напряжение 220 В
со световым потоком 8300 лм.
Таблица 9
Точка
Условная освещённость, л.к.
Номера
светильников
Расстояние, м
1, 2, 3, 4
3,6
5, 6
6,7
7, 8
9,2
от одного
светильника
от всех
светильников
18
4,5
1,8
А
0,6
∑ε=20,4
1, 3
3
7
14
2, 4
5
2
4
5, 6
8,5
0,4
0,8
7
9
31
0,31
Б
∑ε=19,11
3. Экспериментальное исследование качества
производственного освещения.
3.1.Описание люксметра и порядок работы с ним
Для экспериментального исследования качества освещения
используют приборы люксметры, люксметры – яркометры, люксметры –
пульсометры.
Рис. 3.1. Внешний вид прибора
1 – Блок обработки сигналов,
2 – Фотометрическая головка
Прибор «ТКА – Люкс» предназначен для измерения освещенности,
создаваемой различными источниками, произвольно пространственно
расположенными, в лк.
Принцип работы
прибора заключается в преобразовании
фотоприемным устройством излучения в электрический сигнал в
последующей цифровой индикацией числовых значений освещенности в
лк.
Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков:
фотометрической головки и блока обработки сигнала, связанных между
собой множительным гибким кабелем.
На измерительном блоке расположены органы управления
режимами работы и жидкокристаллический индикатор.
На задней стенке фотометрической головки расположена крышка
батарейного отсека.
До начала работы с прибором потребитель должен внимательно
ознакомиться с назначением прибора, его техническими данными и
характеристиками, устройством и принципом действия, а также с
методикой проведения измерений.
Эксплуатация прибора допускается только в рабочих условиях.
перед началом работы убедитесь в работоспособности элемента
питания. Если при включении прибора в поле индикатора появится
символ, индифицирующий разряд батареи, то необходимо произвести
замену элемента питания.
ПОРЯДОК РАБОТЫ:
Отсчетным устройством прибора является жидкокристаллический
индикатор, на табло которого при измерениях индицируются значения –
от 0 до 1999.
Включите прибор. Определите его темновую ошибку, закрыв
входное окно фотометрическорй головки. Темновую ошибку затем
следует вычитать из измеренных значений освещенности.
Расположите фотометрическую головку прибора параллельно
плоскости измеряемого объекта. Проследите за тем, чтобы на окно
фотоприемника не падала тень от оператора, производящего измерение, а
также тень от временно находящихся посторонних предметов.
Считайте с цифрового индикатора измеренное значение
освещенности.
В случае появление на индикаторе символа «1» (перегрузка)
переключите прибор на следующий диапазон измерения.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ
«ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ»
3.2. Исследование искусственного освещения
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Подробно изучить общие сведения об искусственном освещении,
электрических источниках света, светильниках, системах электрического
освещения. Получить номер варианта условий зрительных работ у
преподавателя.
2. Исследование состояния искусственного освещения в
лаборатории.
3. Произвести замер освещенности в лаборатории при закрытых
шторах и включенном освещении на уровне столов (~ 0,8 м) по
продольной оси и по диагонали. Причем, замеры производить в точках
отстоящих одна от другой на расстоянии 1 м, первая и последняя точка
замера принимается на расстоянии 1 м от стены (см. приложение 4).
4. По результатам замеров построить графики освещенности в
зависимости от расстояния в метрах.
5. Определить
среднюю
освещенность
лаборатории
как
среднеарифметическое всех значений E .
6. Рассчитать неравномерность освещенности
E
Z  макс .
Емин
7. Сравнить полученное Е ср с нормой освещенности (табл.11) для
соответствующего помещения.
8. Сравнить фактическую неравномерность освещенности с
допустимой по нормам для заданного разряда зрительной работы
(табл.10).
Таблица 10
Неравномерность освещения
Разряд
зрительной
при люминесцентных
при
других
работы
лампах
источниках
I – III
1,5
2
IV – VII
1,8
2
9. Сделать заключение о соответствии
нормам.
фактического освещения
Таблица 11
Требования к качеству освещения учебных аудиторий
Помещения
Классные комнаты,
аудитории,
учебные
кабинеты
Мастерские
по
обработке металлов и
древесины
Кабинеты
технического черчения и
рисования
Спортивные залы
Актовые
залы,
киноаудитории
Эстрада
Кабинеты
и
комнаты преподавателей
Плоскость
нормирования
и
высота плоскости
над полом
Искусственное освещение
Е, лк Показатель
Показатель
дискомфорта,
пульсации
не более
освещенности, %
В – на доске
500
-
-
Г – на столе
400
40
15
Г – 0,8
300
40
15
В – на доске
500
-
-
Г – 0,8
500
40
10
Пол
300
40
15
В – на уровне
2м
75
-
-
Пол
200
90
-
В – 1,5
300
-
-
Г – 0,8
200
60
15
3.3. Исследование естественного освещения
Задание выполнять в следующем порядке:
После изучения теоретической части ознакомиться с люксметром.
Замерить освещенность в 5 точках характерного поперечного сечения
помещения на уровне рабочей поверхности (приложение 4). Первая и
последняя точки должны находиться на расстоянии 1м от стен. При
замере фотоэлемент должны находиться на уровне рабочей поверхности
(столов) тень от замерщика не должна падать на фотоэлемент,
искусственное освещение должно быть выключено, окна не должны быть
затенены шторами или людьми.
Также нужно замерить наружную освещенность, для этого замера
следует выбрать место, где бы не было близких затеняющих небосвод
зданий.
По формуле (1.1.) определяется освещенность в каждой точке замера,
по формуле (1.1) КЕО для внутренних точек.
Данные заносят в таблицу.
Номера
точек Еизм
замера
Размер
объекта
КЕО различения, КЕО
фак. мм, задается еНIII
преподавателем
Коэф.
светового
климата
m
Коэф.
еНII по Разряд
солнечформузрит.
ности
ле (1.2.) работы
с
1
2
3
4
5
Наруж ный
замер
Разряд зрительной работы определяется в зависимости от объекта
различения по табл.1 стр.16.
Фактическое значение КЕО следует
сопоставить с нормируемым значением КЕО еНII которое рассчитывается
по формуле (1.2.). Соответствие фактического КЕО следует сопоставить с
еНII для точки наиболее удаленной от окон. Построить график КЕО
фактического. Провести линию параллельную оси абсцисс на уровне еНII ,
определенного по заданной величине объекта различения.
4.
Контрольные вопросы
1. Какое влияние производственное освещение оказывает на
производительность труда, производственный травматизм?
2. Какие качественные характеристики применяются для
анализа качества производственного освещения? Перечислите и дайте
их определение.
3. Перечислите количественные характеристики естественного
освещения; искусственного освещения. Дайте их определение и
единицы измерения?
4. Виды производственного освещения
а) по сфере применения
б) по источникам происхождения
5. Виды источников света. Их преимущества и недостатки;
сфера применения.
6. Виды светильников для искусственного освещения. Сфера их
применения.
7. Методы расчета искусственного освещения.
8. Методы
экспериментального
исследования
производственного освещения
а) естественного
б) искусственного.
9. Перечислите общие требования и рекомендации к организации
освещения квартир.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
(извлечение СанПиН 2.2.22.4.1340-03)
1. Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы
видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к
световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.
2. Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ
должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В
производственных и административно–общественных помещениях, в случаях
преимущественной работы с документами, следует применять системы
комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно
устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для
освещения зоны расположения документов).
3. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего
документа должна быть 300 – 500 лк. Освещение не должно создавать бликов
на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть
более 300 лк.
4. Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при
этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся
в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.
5. Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях
(экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников
и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и
искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не
должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м2.
6. Показатель ослепленности для источников общего искусственного
освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.
Показатель дискомфорта в административно–общественных помещениях не
более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 15.
7. Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до
90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна
составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не
менее 40 градусов.
8. Светильники местного освещения должны иметь непросвечивающий
отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.
9. Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле
зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими
поверхностями не должно превышать 3:1 – 5:1, а между рабочими
поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.
10. В качестве источников света при искусственном освещении следует
применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные
люминесцентные лампы (КЛЛ). При устройстве отраженного освещения в
производственных и административно-общественных помещениях допускается
применение металлогалогенных ламп. В светильниках местного освещения
допускается применение ламп накаливания, в том числе галогенные.
11. Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с
зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными
пуско–регулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование
многоламповых светильников с электромагнитными пуско–регулирующими
аппаратами (ЭПРА), состоящими из равного числа опережающих и отстающих
ветвей.
Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не
допускается.
При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников
или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на
разные фазы трехфазной сети.
12. Общее освещение при использовании люминесцентных светильников
следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников,
расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя
при рядном расположении видеодисплейных терминалов. При периметральном
расположении компьютеров линии светильников должны располагаться
локализовано над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к
оператору.
13. Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего
освещения должен приниматься равным 1,4.
14. Коэффициент пульсации не должен превышать 5 %.
15. Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях
для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и
светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену
перегоревших ламп.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Освещение помещений
производственных и складских зданий
1. Для освещения помещений следует использовать, как правило,
наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп
накаливания для общего освещения допускается только в случае
невозможности
или
технико-экономической
нецелесообразности
использования разрядных ламп.
Для местного освещения кроме разрядных источников света следует
использовать лампы накаливания, в том числе галогенные. Выбор
источников света по цветовым характеристикам следует производить на
основании приложения Е. Применение ксеноновых ламп внутри
помещений не допускается.
2. Нормы освещенности, следует повышать на одну ступень шкалы
освещенности в следующих случаях:
а) при работах I–IV разрядов, если зрительная работа выполняется более
половины рабочего дня;
б) при повышенной опасности травматизма, если освещенность от
системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на
дисковых пилах, гильотинных ножницах и т.п.);
в) при специальных повышенных санитарных требованиях (на
предприятиях пищевой и химико–фармацевтической промышленности),
если освещенность от системы общего освещения – 500 лк и менее;
г) при работе или производственном обучении подростков, если
освещенность от системы общего освещения – 300 лк и менее;
д) при отсутствии в помещении естественного света и постоянном
пребывании работающих, если освещенность от системы общего
освещения – 750 лк и менее;
е) при наблюдении деталей, вращающихся со скоростью, равной или
более 500 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью, равной или
более 1,5 м/мин;
ж) при постоянном поиске объектов различения на поверхности
размером 0,1 м2 и более;
з) в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.
При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности
следует повышать не более чем на одну ступень.
3. В помещениях, где выполняются работы IV–VI разрядов, нормы
освещенности следует снижать на одну ступень при кратковременном
пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего
постоянного обслуживания.
4. При выполнении в помещениях работ I–III, Ivа, Ivб, IVв, Vа разрядов
следует
применять
систему
комбинированного
освещения.
Предусматривать систему общего освещения допускается при
технической невозможности или нецелесообразности устройства местного
освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения,
согласованных с Государственным комитетом санитарно–эпидемиологического надзора.
При наличии в одном помещении рабочих и вспомогательных зон
следует предусматривать локализованное общее освещение (при любой
системе освещения) рабочих зон и менее интенсивное освещение
вспомогательных зон, относя их к разряду VIIIа.
5. Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками
общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не
менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех
источниках света, которые применяются для местного освещения. При
этом освещенность должна быть не менее 200 лк при разрядных лампах,
не менее 75 лк при лампах накаливания. Создавать освещенность от
общего освещения в системе комбинированного более 500 лк при разрядных лампах и более 150 лк при лампах накаливания допускается
только при наличии обоснований.
В помещениях без естественного света освещенность рабочей
поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе
комбинированного, следует повышать на ОДНУ ступень.
6. Отношение максимальной освещенности к минимальной не должно
превышать для работ I–III разрядов при люминесцентных, лампах 1,3, при
других источниках света – 1,5, для работ разрядов IV–VII –1,5 и 2,0 соответственно.
Неравномерность освещенности допускается повышать до 3,0 в тех
случаях, когда по условиям технологии светильники общего освещения
могут устанавливаться только на площадках, колоннах или стенах
помещения.
7. В производственных помещениях освещенность проходов и участков,
где работа не производится, должна составлять не более 25 %
нормируемой освещенности, создаваемой светильниками общего
освещения, но не менее 75 лк при разрядных лампах и не менее 30 лк при
лампах накаливания.
8. В цехах с полностью автоматизированным технологическим
процессом следует предусматривать освещение для наблюдения за
работой оборудования, а также дополнительно включаемые светильники
общего и местного освещения для обеспечения необходимой
освещенности при ремонтно – наладочных работах.
9. Показатель ослепленности от светильников общего освещения
(независимо от системы освещения) не должен превышать значений.
Показатель ослепленности не ограничивается для помещений, длина
которых не превышает двойной высоты подвеса светильников над полом,
а также для помещений с временным пребыванием людей и для площадок,
предназначенных для прохода или обслуживания оборудования.
10. Для местного освещения рабочих мест следует использовать
светильники с непросвечивающими отражателями. Светильники должны
располагаться таким образом, чтобы их светящие элементы не попадали в
поле зрения работающих на освещаемом рабочем месте и на других
рабочих местах.
Местное освещение рабочих мест, как правило, должно быть
оборудовано регуляторами освещения.
Местное освещение зрительных работ с трехмерными объектами
различения следует выполнять:
при диффузном отражении фона – светильником, отношение
наибольшего линейного размера светящей поверхности которого к высоте
расположения ее над рабочей поверхностью составляет не более 0,4 при
направлении оптической оси в центр рабочей поверхности под углом не
менее 30° к вертикали;
при направленно-рассеянном и смешанном отражении фона –
светильником, отношение наименьшего линейного размера светящей
поверхности которого к высоте расположения ее над рабочей
поверхностью составляет не менее 0,5, а ее яркость – от 2500 до 4000
кд/м2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Аварийное (освещение безопасности и эвакуационное),
охранное и дежурное освещение
1. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и
эвакуационное.
2. Освещение безопасности следует предусматривать в случаях если
отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение
обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:
взрыв, пожар, отравление людей;
длительное нарушение технологического процесса;
нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы
радио – и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты,
насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации,
установки
вентиляции
и
кондиционирования
воздуха
для
производственных помещений, в которых недопустимо прекращение
работ и т.п.;
нарушение режима детских учреждений независимо от числа
находящихся в них детей.
3. Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства
работ вне зданий следует предусматривать:
в местах, опасных для прохода людей;
в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при
числе эвакуирующихся более 50 чел.;
по основным проходам производственных помещений, в которых
работают более 50 чел.;
в лестничных метках жилых маний высотой 6 этажей и более;
в производственных помещениях с постоянно работающими в них
людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении
нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за
продолжения работы производственного оборудования;
в помещениях общественных и вспомогательных зданий
промышленных предприятий. Если в помещениях могут одновременно
находиться более 100 чел;
в производственных помещениях без естественного света.
4. Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях
в производственных помещениях и на территориях предприятий,
требующих обслуживания при отключении рабочего освещения,
наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой
для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри
зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. При этом создавать
наименьшую освещенность внутри зданий более 30 лк при разрядных
лампах и более 10 лк при лампах накаливания допускается только при
наличии соответствующих обоснований.
Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую
освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях
лестниц: в помещениях – 0,5 лк, на открытых территориях – 0,2 лк.
Неравномерность эвакуационного освещения (отношение максимальной
освещенности к минимальной) по оси эвакуационных проходов должна
быть не более 40 : 1.
Светильники освещения безопасности в помещениях могут
использоваться для эвакуационного освещения.
5. Для аварийного освещения (освещения безопасности и
эвакуационного) следует применять:
а) лампы накаливания;
б) люминесцентные лампы – в помещениях с минимальной
температурой воздуха не менее 5 °С и при условии питания ламп во всех
режимах напряжением не ниже 90 % номинального;
в) разрядные лампы высокого давления при условии их мгновенного
или быстрого повторного зажигания как в горячем состоянии после
кратковременного отключения питающего напряжения, так и в холодном
состоянии.
6. В общественных и вспомогательных зданиях предприятий выходы из
помещений, где могут находиться одновременно более 100 чел., а также
выходы из производственных помещений без естественного света, где
могут находиться одновременно более 50 чел. или имеющих площадь
более 150 м2, должны быть отмечены указателями.
Указатели выходов могут быть световыми, со встроенными в них
источниками света, присоединяемыми к сети аварийного освещения, и не
световыми (без источников света) при условии, что обозначение выхода
(надпись, знак и т.п.) освещается светильниками аварийного освещения.
При этом указатели должны устанавливаться на расстоянии не более
25 м друг от друга, а также в местах поворота коридора. Дополнительно
должны быть отмечены указателями выходы из коридоров и рекреаций.
Примыкающих к помещениям, перечисленным выше.
7.Осветительные приборы аварийного освещения (освещения
безопасности, эвакуационного) допускается предусматривать горящими.
Включаемыми одновременно с основными осветительными приборами
нормального освещения и не горящими, автоматически включаемыми при
прекращении питания нормального освещения.
8. Охранное освещение (при отсутствии специальных технических
средств охраны) должно предусматриваться вдоль границ территорий,
охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк
на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли
на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии
границы.
При использовании для охраны специальных технических средств
освещенность следует принимать по заданию на проектирование
охранного освещения.
Для охранного освещения могут использоваться любые источники
света, за исключением случаев, когда охранное освещение нормально не
горит и автоматически включается от действия охранной сигнализации
или других технических средств. В таких случаях должны применяться
лампы накаливания.
б) Искусственное освещение
Схема размещения контрольных точек при исследовании освещенности
а) естественное освещение
ПРИЛОЖЕНИЯ 4
Характеристика
зрительной
работы
Наименьший
размер
различения,
мм
Разряд Под- Контраст Характерис
зритель разряд объекта с тика фона
ной зритель фоном
работы ной
работы
Освещенность, лк
при системе
при
комбинированного системе
освещения
общего
освещения
всего
в том
числе от
общего
1
2
Наивысшей
точности
Менее 0,15
4
5
6
7
8
9
10
11
I
а
Малый
Темный
5000
4500
500
500
—
—
20
10
10
10
б
Малый
Средний
Средний
Темный
4000
3500
400
400
1250
1000
20
10
10
10
Малый
Средний
Большой
Средний
Большой
Большой
Светлый
Средний
Темный
Светлый
Светлый
Средний
2500
300
750
20
10
2000
1500
200
200
600
400
10
20
10
10
1250
200
300
10
10
Малый
Темный
4000
3500
400
400
—
—
20
10
10
10
Малый
Средний
Малый
Средний
Большой
Средний
Темный
Светлый
Средний
Темный
3000
2500
2000
300
300
200
750
600
500
20
10
20
10
10
10
1500
200
400
10
10
Средний
Большой
Светлый
Светлый
1000
2000
200
200
300
500
20
40
10
15
г
а
От 0,15 до 0,30
II
б
в
г
Совмещенное освещение
Сочетание
КЕО, еН, %
нормируемых
при
при
при
при
величин показателя верхнем или боковом
верхнем
боковом
ослепленности и комбинирова освещении или комби- освещении
коэффициента
нном
нированпульсации
освещении
ном
освещении
Р
Кп, %
3
в
Очень высокой
точности
Естественное
освещение
Искусственное освещение
12
13
14
15
—
—
6,0
2,0
—
—
4,2
1,5
1
Высокой
точности
2
3
4
а
III
От 0,30 до 0,50
б
в
г
а
Средней точности
б
Св. 0,5
до 1,0
в
5
Малый
6
Темный
7
1500
8
200
9
400
10
20
11
15
Малый
Средний
Малый
Средний
Большой
Средний
Большой
Большой
Малый
Малый
Средний
Малый
Средний
Большой
Средний
Темный
Светлый
Средний
Темный
Светлый
Светлый
Средний
Темный
Средний
Темный
Светлый
Средний
Темный
1000
750
750
200
200
200
300
200
300
40
20
40
15
15
15
600
200
200
20
15
400
200
200
40
15
750
500
200
200
300
200
40
40
20
20
400
200
200
40
20
Средний
Большой
Большой
Светлый
Светлый
Средний
—
—
200
40
20
Малый
Малый
Средний
Темный
Средний
Темный
400
200
300
40
20
—
—
200
40
20
Малый
Средний
Большой
Светлый
Средний
Темный
—
—
200
40
20
Средний
Большой
большой
Светлый
Светлый
Средний
—
—
200
40
20
Независимо от
характеристик фона и
контраста объекта с
фоном
—
—
200
40
20
12
13
14
15
—
—
3,0
1,2
4
1,5
2,4
0,9
3
1
1,8
0,6
3
1
1,8
0,6
IV
г
а
Малой точности
Св. 1 до 5
V
б
в
г
Грубая (очень
малой точности)
Более 5
VI
1
2
3
Работа со
светящимися
материалами и
изделиями в
горячих цехах
Более 0,5
VII
Общее
наблюдение за
ходом
производственного процесса:
постоянное
Общее
наблюдение за
инженерными
коммуникациями
5
6
То же
а
Периодическое
при постоянном
пребывании
людей в
помещении
периодическое
при
периодическом
пребывании
людей в
помещении
4
«
7
8
9
10
11
12
13
14
15
—
—
200
40
20
3
1
1,8
0,6
—
—
200
40
20
3
1
1,8
0,6
б
«
—
—
75
—
—
1
0,3
0,7
0,2
в
Независимо от
характеристик фона и
контраста объекта с
фоном
—
—
50
—
—
0,7
0,2
0,5
0,2
г
То же
—
—
20
—
—
0,3
0,1
0,2
0,1
VIII
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Энергосбережение при разработке и проектировании систем
искусственного освещения
Виды ламп и область применения
Счастливые для лентяев времена, когда разнообразие источников
света ограничивалось "лампочкой Ильича", окончательно канули в лету.
Современный архитектор, с трудом отслеживающий революционные
изменения в технологии конструкционных и отделочных материалов,
теперь обязан следить еще и за светотехническими новинками. И это не
удивительно, ведь свет из пассивного "статиста" превратился в
эффективный инструмент создания миров. Добавилось еще одно
"измерение": любой дизайн теперь в том числе и светодизайн.
Чем лампы отличаются друг от друга
Нас интересует целый ряд параметров ламп, определяющих,
насколько они применимы в том пли ином проекте (как говорят
светотехники,
в
осветительной
установке).
Во-первых,
это
характеристики, определяющие количество света, которое дает та или
иная лампа. Прежде всего, это световой поток в люменах, значение
которого всегда приводится в каталогах. Например, установленная в
люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт может иметь световой
поток в 1200 Лм, 35 – ваттная «галогенка» – 600 Лм, а натриевая лампа
мощностью 400 Вт в светильнике, освещающем проезжую часть – 48000
Лм. Легко заметить, что разные типы ламп имеют разную световую
отдачу, определяющую эффективность преобразования электрической
энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность
применения.
Световую отдачу лампы измеряют в Лм/Вт (светотехники говорят
"люменов с ватта", имея в виду, что каждый ватт потребленной
электроэнергии "преобразуется" в некоторое количество люменов
светового потока). Это наиболее важный параметр лампы с точки зрения
энергосбережения, и прогресс источников света – это в большой степени
увеличение световой отдачи, ее приближение к теоретическим пределам.
Лампы имеют определенный срок службы, по истечении которого
перегорают. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе
работы. Срок службы – важнейший эксплуатационный параметр ламп –
отражает оба этих неприятных факта. Различают полный (пока не
перегорит) и полезный (пока световой поток не упадет ниже
определенного предела) срок службы. Проектируя световое решение,
нельзя забывать о дальнейшей эксплуатации осветительной установки, в
частности, о замене ламп. Частая замена ламп в труднодоступных местах
может превратить эксплуатацию е кошмар; еще худший вариант –
длительная работа установки с перегоревшими лампами, разрушающими
световой образ, что очень актуально для установок наружного
архитектурного освещения.
Лампы накаливания
Принцип действия. Вольфрамовая спираль, помещенная в колбу, из
которой откачан воздух, разогревается под действием электрического
тока. За более чем 120 – летнюю историю ламп накаливания их было
создано огромное множество: от миниатюрных ламп для карманного
фонарика до полукиловаттных прожекторных. Типичная для ЛН световая
отдача 10 – 15 Лм/Вт выглядит очень неубедительно на фоне рекордных
достижений ламп других типов. ЛН в большей степени нагреватели, чем
осветители: львиная доля питающей нить накала электроэнергии
превращается не в свет, а в тепло. В связи с этим сплошной спектр лампы
накаливания имеет максимум в инфракрасной области и плавно спадает с
уменьшением длины. Срок службы ЛН, как правило, не превышает 1000
часов, что, по современным меркам, очень немного Что же заставляет
людей покупать (15 млрд в год!) столь неэффективные и недолговечные
источники света? Кроме силы привычки и крайне низкой начальной цены,
причина этого в том, что существует огромный выбор декоративных
типов стеклянных колб ЛН.
Галогенные лампы накаливания
Хорошо знакомые дизайнерам интерьеров «галогенки» – это
современный вариант ламп накаливания. Добавление галогенидов в колбу
лампы,
использование
особых
сортов
кварцевого
стекла,
"останавливающего" ультрафиолет, "возвращение" теплового излучения
на спираль лампы с помощью специальных отражателей – эти
технологические новшества позволили сделать серьезный шаг вперед,
выделив ГЛН в особый класс источников света, Световая отдача
современных ГЛН составляет около 50 Лм/Вт. Типичное значение
цветовой температуры Тцв = 3000 К. Существуют также ГЛН «дневного
света» с Тцв= 4000 – 4200 К и даже 6000 К. «Точечная» форма лампы
позволяет управлять шириной "луча" в широких пределах с помощью
миниатюрных отражателей Получающийся при этом искристый,
"бриллиантовый" свет определил приоритет ГЛН в интерьерном дизайне,
где они стали фактическим стандартом Еще одно ил преимущество в том.
Что количество и качество света, даваемого лампой, постоянно в течение
всего срока службы. Недостатки ГЛН: недостаточная световая отдача и
относительно короткий срок службы (в среднем 2000 – 4000 часов). Там,
где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится
мириться.
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы (ЛЛ) – разрядные лампы низкого давления
– представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую
закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути
излучают ультрафиолетовые лучи, которые, в свою очередь, заставляют
нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет.
Одно из главных преимуществ ЛЛ – долговечность (срок службы до
20000 часов). Благодаря экономичности и долговечности ЛЛ стали
самыми распространенными источниками света в офисах предприятий. В
странах с мягким климатом ЛЛ широко применяются в наружном
освещении городов. В холодных районах их распространению мешает
падение светового потока при низких температурах. Если "'закрутить"
трубку ЛЛ в спираль, мы получим КЛЛ – компактную люминесцентную
лампу. По своим параметрам КЛЛ приближаются к линейным ЛЛ
(световая отдача до 75 Лм/Вт, Тцв=2700-6000 К). Они, прежде всего,
предназначены для замены ламп накаливания в самых разнообразных
применениях.
Светодиоды
Полупроводниковые светоизлучающие приборы – светодиоды –
называют источниками света будущего. Если говорить о современном
состоянии "твердотельной светотехники", можно констатировать, что она
выходит из периода младенчества. Достигнутые характеристики
светодиодов (для белых светодиодов световая отдача до 25 Лм/Вт при
мощности прибора до 5 Вт: срок службы 100 000 часов) уже обеспечили
лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной
технике. Светодиодные источники света стоят на пороге вторжения на
рынок общего освещения, и это вторжение нам предстоит пережить в
ближайшие годы.
Вид лампы
1000
Лампы накаливания
3000
Галогенные лампы накаливания
12000
Компактные люменесцентные лампы
20000
Люменесцентные лампы
100000
Светодиоды
0
20000
40000
60000
80000
100000
часы
Рис. 18 – Срок службы различного вида ламп
Расчет эффективности компактной люминесцентной лампы по
сравнению с лампой накаливания
При одинаковой яркости света компактная люминесцентная лампа
потребляет в 5 раз меньше электроэнергии. Другими словами, лампа
накаливания в 60 Вт соответствует
люминесцентной лампе в 11 Вт.
по
яркости
компактной
Рис. 19 – Эффективность использования
люминесцентной лампы
Приведем наглядный пример. Возьмем две лампы: обычную и
люминесцентную. Каждая лампочка, к примеру, будет включена 2 часа
утром и 4 часа вечером (всего 6 часов). А теперь сравним данные в
Таблице 11.
Таблица 15
Расчет эффективности работы люминесцентной лампы
Наименование
Срок службы
Лампа накаливания (60 Вт),
цена 10 рублей
1000 часов 1000 / 6 = 166
дней (около полугода)
Лампа компактная
люминесцентная (11 Вт),
цена 350 рублей
15000 часов 15000 / 6 = 2500
дней (то есть 6,8 лет)
Затраты на электроэнергию из
расчета
1 час = 1 рубль
(время - 15000 часов)
60 Вт = 0,06 кВт;
0,06 кВт · 15000 часов · 1 руб.
= 900 руб.
11 Вт = 0,011 кВт; 0,011 кВт ·
15000 часов · 1 руб. =165 руб.
Итак, примерно за семь лет мы используем:
– 14 ламп накаливания 14 · 10 руб. = 140 руб.
– или 1 компактную люминесцентную лампу 350 руб.
Общий расход.
Лампа накаливания: 900 руб. + 140 руб. = 1040 руб.
Люминесцентная лампа 165 руб. + 350 руб. = 515 руб.
Таким образом, получается, что компактная люминесцентная лампа,
несмотря на высокую стоимость, в целом экономичнее, чем дешевая
лампа накаливания. Разница невелика, скажут скептики. Но теперь
давайте представим, что эту лампу предстоит установить не одну и не в
частной квартире, а целых 100 в труднодоступной люстре какого-нибудь
дворца. В этом случае к цене каждой заменяемой лампы добавляется
стоимость работы по ее замене, и вот здесь-то мы можем по-настоящему
"почувствовать разницу".
Энергосберегающее оборудование
Еще один способ экономии электроэнергии – отключение
электрооборудования, когда оно не используется.
Выключатель с задержкой времени
Как он действует? Одновременно с включением света включается
временное реле, которое гасит свет через заданный промежуток времени
(от 10 сек. до 10 мин.). Например, ночью в подъезде свет не горит, но на
каждом этаже есть выключатель с подсветкой (красный огонек все время
светится). Человек входит в подъезд, зажигает свет и спокойно
поднимается на свой этаж. А через 5-10 минут свет выключится.
Инфракрасный детектор (или датчик движения).
Он срабатывает непосредственно на движение и реагирует на
появление в зоне действия датчика человека. Если кто-то приближается к
этому детектору, включается свет. В это устройство тоже встроен
выключатель с задержкой времени, который выключит свет через
заданное время, после того как человек удалится из «поля зрения»
детектора.
Чаще всего датчики движения устанавливают в местах общего
пользования. Но его вполне можно установить и дома, например, в
коридоре.
Кроме того, есть датчики движения, совмещенные с датчиком
уровня освещенности. Его настраивают на определенное значение
освещенности, при котором он не позволит включать лампы, если в
помещении достаточно света. Или, наоборот, включает наружное
освещение, когда стемнеет.
Светорегуляторы (потенциометр).
Предназначены для регулирования яркости света ламп. Они ставятся
вместо обычного выключателя и выполняют еще и функции
включения/выключения света. Например, если вы смотрите телевизор и
вам не нужно яркое освещение в комнате, можно просто повернуть ручку
регулировки светорегулятора и «притушить» свет. В домашних условиях
для этого подойдет простейший светорегулятор. А для огромного
конференц-зала нужен более мощный светорегулятор, да еще и с
дополнительным устройством – электронным балластом. Пример
светорегуляторов представлен на рисунке 1.
Рис. 1 – Пример светорегуляторов
Термостатат.
Всем известно, что зимой массу энергии потребляет электрообогреватель.
Так вот, чтобы он не работал вхолостую, пригодится термостат. Механический
термостат поддерживает заданную температуру в помещении, выключая и
включая обогреватель. Но самым экономичным считается программируемый
(электронный) термостат: он поддерживает температуру в зависимости от
заданной программы. Термостат подключается непосредственно к
электрической цепи и обогреватель будет поддерживать комфортную
температуру в помещении без участия человека.
Рис. 2. Термостат
Таймеры (механические и программируемые).
Включить в определенное время наружное освещение дома помогут
таймеры. На них можно задавать промежуток времени от 10 секунд до 12
месяцев. С помощью таймеров включается в определенное время и освещение
рекламных щитов или освещение вывески магазина, ресторана или офиса.
Цены на энергосберегающее оборудование:
– Компактные люминесцентные лампочки: (3 – 23 Вт): 120 – 450 руб.
– Светорегуляторы (300 – 1000 Вт): 350 – 10000 руб.
– Датчик движения: 2500 – 6000 руб.
– Таймер: 800 – 2000 руб.
– Сумеречный выключатель: 1900 руб.
– Программируемый таймер: 4000 – 10000 руб.
5. Библиографический список
1.
Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под
общ. Ред. СВ. Белова. изд. испр. и доп.–М: Высш. Школа, 2005.–606 с.
2.
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к
естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и
общественных зданий».
3.
СНиП 23-05-95 « Естественное и искусственное освещение».
4.
Г.А. Тищенко Осветительные установки: Учебник для
учащихся техникумов.–М.: Высш. шк., 1984,–247с.