Светильники

Светильники состоят из источника света и арматуры. Арматуру предназначено для перераспределения светового потока, защиты глаз от блистательности, предотвращения загрязнения источники света и его повреждений.

Светильники классифицируются по направлению светового потока в рабочей зоне и защитой от факторов окружающей среды. По направлению светового потока они делятся на светильники: прямого света (излучения ниже светильник, не менее 80% светового потока направлено на рабочую поверхность); отраженного света (излучения светового потока - более 80% - направлены на потолок и верхнюю часть стен (выше светильник); напиввидбитого света (40-60% светового потока направляется на рабочую поверхность, а остальные - на потолок).

По степени защиты от окружающей среды светильники делятся на: пилонезахищени (открытые); пылезащищенные и пыленепроницаемые; водозащищенные (от попадания капель сверху); водонепроницаемые или герметичные (даже при погружении в жидкость); взрывозащищенные (для взрывоопасных и пожароопасных помещений, например, помещений, где применяется спирт, керосин, растворители красок). Требования безопасности к световому оборудованию установлены соответствующим стандартом.

Рис. Зона ослепления (в) и отсутствия ослепления (б) работника от светильника с лампой накаливания

Нормирование искусственного освещения производственных помещений.

Нормами устанавливаются минимально допустимые величины освещенности производственных и вспомогательных помещений, жилых и общественных зданий, территорий производственных предприятий, открытых пространств и железнодорожных путей. Минимальная освещенность устанавливается в зависимости от характера зрительной работы по наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона. Учитывается система рабочего освещения (общее или комбинированное) и источники света (лампы накаливания или газоразрядные). Согласно нормам все работы в зависимости от размера объекта различения делятся на 8 разрядов, большинство из которых делится на 4 подразряда (а, б, в, г) по характеру фона и величине контраста объекта с фоном. На промышленных предприятиях подсветка большинства производственных помещений соответствует III ... VIII разрядам зрительных работ. Помещение в основном оборудуются системами комбинированного освещения. На поточных линиях оно локализовано.

Кроме рабочего освещения, нормами предусматривается установление аварийного, эвакуационного и охранного освещения.

Аварийное освещение предназначается для продолжения работ там, где в случае отсутствия рабочего освещения может нарушаться технология, возникнуть опасность взрыва, пожара, отравления людей, например, компрессорные, котельные, печные отделения и т. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей при этом должна составлять 5% от рабочего освещения, но не менее 2 лк в помещении 1 лк на территории предприятия.

Эвакуационное освещение предусматривают для безопасной эвакуации людей из помещений в местах, опасных для прохода, лестничных клетках, а также на пути эвакуации людей из помещения или территории. Это освещение должно обеспечивать освещенность 0,5 лк на полу или ступеням и 0,2 лк на земле. Для этого применяются светильники аварийного освещения.

Охранное освещение предусматривают вдоль территории в ночное время, или очередное в помещении. Для этого выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения, обеспечивают освещенность на уровне земли или пола не менее 0,5 лк.

В расчете искусственного освещения для конкретных условий производства возникает необходимость исследовать существующую осветительную установку или спроектировать новую для данного вида работ. В первом случае рассчитывают освещенность, которую должна создать осветительная установка, измеряют действительную освещенность и сравнивают ее с нормированной. Во втором случае выбирают систему освещения, тип источника света, определяют нормированную освещенность и рассчитывают количество светильников или ламп, которые обеспечивают нормированную освещенность. Для этого применяют методы удельной мощности, коэффициента использования светового потока и точечный.

1. Искусственное освещение (как и естественное) характеризуют:

- Сила света (I) - мощность источников света, которая определяется в канделах (Кд). Это сила света, которая генерирует в определенном направлении монохроматическое излучение с частотой 540 × 1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт / стерадиан;

- Световой поток (F) - пространственная плотность светового излучения, единицей которого является люмен (лм) - световой поток, излучаемый единичным источником при силе света 1 кд в телесном угле 1 стерадиан (пространственный угол в виде конуса с вершиной в центре сферы, вырезает на поверхности этой сферы поверхность, площадь которой равна квадрату радиуса сферы);

- Освещенность (Е) - поверхностная плотность светового потока,

где: S - площадь осветительной поверхности, м2.

Единица освещенности - люкс (лк) - освещенность поверхности площадью 1 м2 световым потоком в 1 лм;

- Яркость (В) - сила света, излучаемого или отражается с единицы площади в м2 в определенном направлении:

кд / м2,

где: j - угол отклонения луча от нормали к этой поверхности.

Единицей яркости является кд / м2 - яркость светящейся поверхности (генерирующей или отражающей) с площади 1 м2 при силе света 1 кд;

- Коэффициент отражения (b) - отношение отраженного потока света (Fвидб.) До потока, падающего на поверхность (Fпад.), Определяется по формуле b = Fвидб. / Fпад.

Размер b для свежего снега равна - 0,9, для белой бумаги - 0,7, для НЕ загорелой кожи - 0,35.

- Коэффициент светопропускания (t) - отношение светового потока, который прошел сквозь среду (Fпроп) к световому потоку, падающему на эту среду

(Fпад): t = Fпроп. / Fпад.

Этот коэффициент позволяет оценивать качество и чистоту оконного стекла, стекла осветительной арматуры.

- Светимость (М) - поверхностная плотность светового потока в лм, что излучается (или отражается) с площади 1 м2 (лм / м2).

2. Зрительные функции

- Острота зрения (острота различения) - способность зрительного анализатора различать малейшие детали объекта. Определяется наименьшим углом, под которым две смежные точки различаются как отдельные. Условно считают, что острота зрения равна одной радиальной минуте. Острота различения возрастает пропорционально освещенности в 130-150лк, а с дальнейшим увеличением освещенности этот рост замедляется;

- Контрастная чувствительность - способность зрительного анализатора воспринимать минимальную разницу яркостей исследуемого объекта и фона. Она наибольшая при освещенности 1000 -2500 лк;

- Скорость зрительного восприятия - срок, в течение которого происходит осознание деталей объекта рассматривается. Эта скорость возрастает до освещенности 150 лк, а потом этот рост несколько замедляется непропорционально росту освещенности;

- Видимость - интегральная функция зрительного анализатора, которая учитывает основные его функции - остроту зрения, контрастную чувствительность, скорость зрительного восприятия;

- Устойчивость ясного видения - отношение срока ясного видения объекта к суммарному времени его рассмотрения. Физиологически эта функция зрительного анализатора основывается на разрушении зрительного пурпура под влиянием световой энергии и образовании защитного черного пигмента на тех участках сетчатки, где изображение ярче. Эта функция достигает оптимальных значений при освещенности 600- 1000 лк. Ее снижение свидетельствует о развитии утомления зрительного анализатора;

- Функция цветного разрешения (восприятие). Белый, черный, серый цвета - ахроматические, характеризуются лишь яркостью, интенсивностью свитлопотоку. Хроматические цвета - монохроматические, характеризуются яркостью и цветностью. Зрение чувствительный к желто-зеленой части видимого спектра, наименее чувствителен к фиолетового излучения. При сумеречном и искусственном освещении (особенно при лампах накаливания) цветовая чувствительность зрительного анализатора снижается и искажается.

- Адаптация - способность зрительного анализатора уменьшать свою чувствительность при переходе от низкой до высокой освещенности (световая адаптация), которая наступает довольно быстро (за 2-3 минуты) и обусловлена ​​преобразованием зрительного пурпура в защитный черный пигмент в сетчатке глаза и увеличивать эту чувствительность при переходе от высокой к низкой освещенности (темновая адаптация), которая длится значительно дольше - до 40-60 минут и обусловлена ​​восстановлением зрительного пурпура в сетчатке глаза.

- Аккомодация - способность глаза регулировать остроту зрения в зависимости от расстояния до объекта рассматривания и освещения за счет изменений в преломлении света в оптической системе глаза, в основном за счет кривизны хрусталика. При уменьшении освещенности ниже 100-75 лк эта кривизна увеличивается, объект, который рассматривается, нужно приблизить к глазам.

Недостаточная освещенность способствует перенапряжению системы аккомодации, развития усталости и переутомления зрительного анализатора, а в несформированному глазу (дети, подростки) - развитию близорукости, особенно, когда к этому есть врожденная предрасположенность.

- Критическая частота мигания определяется временем, в течение которого в зрительном анализаторе сохраняются следовые образы: изображение объекта, который исчез из поля зрения, еще мгновение остается видимым в зависимости от яркости этого объекта. Физиологической основой этой функции зрения есть те самые процессы разрушения и восстановления зрительного пурпура. На этой функции зрения основывается выдающийся изобретение человечества - кино. Частая смена кадров (25 в секунду), близких по конфигурации объектов и затемнение экрана обеспечивают непрерывность и динамику изображения.

Источники искусственного освещения - электрические и неэлектрические. К последним относятся керосиновые, карбидные лампы, свечи, газовые светильники. Их использование в наше время ограничено - в аварийных ситуациях, в полевых условиях и др.

Электрические источники искусственного освещения делятся на дуговые (в прожекторах, ,, Юпитер »), лампы накаливания, газосветные, люминесцентные.

Недостатком ламп накаливания является смещение спектра в желто-красную сторону, искажение цветного ощущение, ослепительная действие прямых лучей.

Люминесцентные лампы имеют спектр, приближенный к дневному свету, с модификациями, которые зависят от люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность стеклянной трубки и трансформирует ультрафиолетовое свечение паров ртути в трубке в видимый свет. Различают лампы дневного света (ЛД), белого света (ЛБ), теплого белого света (ЛТВ) и др.

Недостатком люминесцентных ламп является стробоскопический эффект - мигание подвижных предметов.

Одним из недостатков как прямого солнечного света, так и ярких источников искусственного освещения является их способность вызывать ослепляющий эффект. От яркого солнечного света мы защищаемся шторами, жалюзи на окнах, тонированием стекла, использованием защитных очков.

Для защиты от заслиплючои действия искусственных источников освещения используется осветительная арматура (которая, кстати, выполняет также эстетические функции).

С точки зрения формирования светового потока различают 5 типов осветительной арматуры (рис. 5.1):

- Прямого света, когда весь световой поток направляется в одну полусферу (настольная лампа с непрозрачным абажуром, прожектор, ,, юпитеры ", используемых в фото- киносъемках);

- Равномерно-рассеянного света (матово- или молочнобила шар);

- Отраженного света (когда светильник с непрозрачным абажуром направляет световой поток в верхнюю полусферу. При этом свет отражается от потолка и рассеивается в нижнюю полусферу);

- Направленно-рассеянного света, когда основной световой поток направляется в нижнюю полусферу через отверстие в абажуре, а часть его рассеивается в верхнюю полусферу через абажур из матового или молочнобилого стекла или пластика;

- Отражена-рассеянного света, когда основной световой поток направляется в верхнюю полусферу и отражается от потолка, а часть рассеивается в нижнюю полусферу через абажур из матового или молочнобилого стекла или пластика.

Допустимая величина ослепленности зрения на рабочем месте составляет:

- При I и II разряде зрительной работы - 20 кд \ м2;

- При III, IV, V разряде зрительной работы - 40 кд \ м2;

- При V и, VИИ разряде зрительной работы - 60 кд \ м2.

Схема оценки искусственного освещения помещений.

Данные описательного характера:

- Название и назначения помещения;

- Система освещения (местное, общее, комбинированное);

- Количество светильников, их тип (лампы накаливания, люминесцентные и другие);

- Их мощность, Вт;

- Вид осветительной арматуры и в связи с этим направление светового потока и характер света (прямой, равномерно-рассеянный, направленно-рассеянный, отраженный, рассеянно-отраженный);

- Высота подвеса светильников над полом и рабочей поверхностью;

- Площадь освещаемого помещения;

- Отражающая способность (яркость) поверхностей: потолка, стен, окон, полов, оборудования и мебели.

Определение освещенности расчетным методом "Ватт":

а) измеряют площадь помещений, S, кв. м;

б) определяют суммарную мощность Вт, которую создают все светильники;

в) рассчитывают удельную мощность, Вт / кв. м;

г) в таблице 1 величин минимальной горизонтальной освещенности находят освещенность при удельной мощности 10 Вт / кв. м;

д) для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:

Формулу можно применить для расчета освещенности, если лампы одинаковой мощности. Для ламп различной мощности расчет проводится отдельно для каждой мощности ламп, а результаты прилагаются. Найденную по методу "Ватт" величину освещенности сравнивают с нормативными величинами.

Для люминесцентных ламп удельной мощностью 10 Вт / кв. м минимальная горизонтальная освещенность составляет 100 лк. При других удельных мощностях расчет ведут по пропорции.

Для производственных помещений, согласно СНиП II-4-79, все виды работ разбиты на 7 разрядов, исходя из линейных размеров наименьшего объекта распознавания, с которым работает рабочий на расстоянии 0.5м от глаза. Первые 5 разрядов разбиты на 4 подразряда (а, б, в, г), исходя из контраста между объектом распознавания и фоном, а также светимости фона.Например, при особо точной зрительной работе (1-й разряд, размер объекта меньше 0,1мм) освещенность рабочего места должна быть: при малом контрасте с фоном - 1500 лк; при среднем - 1000 лк, при большом - 400 лк. При работе малой точности (4-й разряд, размер объекта 1,0-10 мм), соответственно, 150, 100, 75 лк.

Приведенный метод расчета не является абсолютно точным, поскольку он не учитывает освещенность каждой точки, расположение светильников и другие факторы, влияющие на освещенность, но широко применяется для оценки освещенности классов, больничных палат и тому подобное.

Чтобы определить освещенность на отдельном рабочем месте помещения, умножают удельную мощность ламп (Р) на коэффициент (е), что показывает, какое количество люксов дает удельная мощность 1 Вт / кв. м: Е = Р 'е. Этот коэффициент для помещения с площадью 50 кв. м при лампах мощностью до 110 Вт составляет 2, 110 Вт и более - 2,5 (табл. 3), для люминесцентных ламп - 12,5.

Таблица 3.

Значение коэффициента е.

Мощность ламп, Вт	Коэффициент при напряжении в сети, В
110, 120, 127
до 110	2,4	2,0
110 и больше	3,2	2,5

Определение освещенности с помощью люксметра.

Определение горизонтальной освещенности на рабочем месте проводится с помощью люксметра. Поскольку прибор проградуированный для измерения освещенности, создаваемой лампы накаливания, то для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) вводят поправочный коэффициент 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) - 1,1; для ртутных (ЛДУ) - 1,2.

Если определение проводят днем, то сначала следует определить освещенность, созданную смешанным освещением (искусственным и естественным), затем при выключенном искусственном освещении. Разница между полученными данными и будет величина освещенности, которая создана искусственным освещением.

Равномерность освещения определяют "Методом конверта" - измеряют освещенность в 5 точках помещения и оценивают путем расчета коэффициента неравномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной в двух точках, удаленных друг от друга на расстояние 0,75 м, если определяют равномерность на рабочем месте, или на расстояние 5 м, если определяют равномерность освещения в помещении).

Расчет яркости рабочей поверхности осуществляется по формуле:

где Я - яркость, кд / кв. м;

Е - освещенность, лк;

К - коэффициент отражения поверхности

(Белая - 0,7; светло-бежевая - 0,5; коричневая - 0,4; черная - 0,1).

Допустимая яркость светильников общего освещения для жилых и общественных помещений приведена в таблице 4.

Таблица 4

Допустимая яркость светильников общего освещения для жилых и общественных помещений.

	Допустимое значение яркости, кд / кв. м
для ламп накаливания	для люминесцентных ламп
Основные помещения жилых и общественных зданий.
Классы, учебные кабинеты, аудитории, читальные залы, библиотеки.	5000-8000	5000-8000
Кабинет врача.
Палаты больниц и специальные кабинеты детских учреждений и школ-интернатов.

Для создания достаточного и равномерного освещения и защиты зрения от ослепления важное значение имеет высота подвеса и размещение светильников общего света в горизонтальной плоскости помещения. При общем и комбинированном освещении светильники общего света располагают равномерно в горизонтальной плоскости потолка (при необходимости создать достаточную освещенность во всех точках помещения), или сосредоточенно-локализовано (для создания в некоторых участках помещения повышенной освещенности).

Размещение светильников над уровнем пола - высота подвеса (с целью ограничения создаваемого ими ослепления) должна быть не менее величин, указанных в таблице 5.

Наилучшие условия освещения создаются при определении соотношения расстояния между светильниками в горизонтальной плоскости (L) к высоте их подвеса над местом, исследуется (Н). Эти соотношения установленные на основании определения кривых светораспределения разных типов светильников, их оптимальные значения представлены в таблице 6.

Таблица 5

Наименьшая высота подвеса светильников общего освещения над полом (м).

Характеристика светильника	Лампы накаливания	Люминесцентные лампы (в зависимости от количества в светильнике)
мощность 200 Вт и меньше	мощность больше 200 Вт	4 и менее	больше 4
Светильники прямого света с диффузными отражателями:
а) защитный угол в пределах от 100 до 300;				4,5
б) защитный угол больше 300	не ограничивается	-		3,5
Светильники рассеянного света с коэффициентом пропускания рассеивателей:
а) менее 55%;	2,5		2,6	3,2
б) от 55 до 80%			3,5	4,0

Таблица 6.

Оптимальное соотношение расстояния между светильниками и высоты их над исследуемой поверхностью (L / Н)