Лекция 13

Информация о документе:

Дата добавления: 02/02/2016 в 12:38
Количество просмотров: 18
Добавил(а): Андрей Трифонов
Название файла: lekciya_13.docx
Размер файла: 21 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

Лекция 13

Лекция 13

Тема: Характеристика освещения и световой среды. Виды освещения и его нормирование.


Основные светотехнические характеристики.Ощущение зрения происходит под воздействием света, которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

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 J— пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока Ф, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла , к величине этого угла; Ф/; измеряется в канделах (кд);

освещенность Е — поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока Ф, равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади S(м2); Е= Ф/S; измеряется в люксах (лк);

яркость Lповерхности под углом к нормали — это отношение силы света Jизлучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади S проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению; L= Д/ДД&озо) измеряется в кд - м~2.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации 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 р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф к падающему на нее световому потоку Фпш; р = Фотр/Фпэд-В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0, 02.. .0,95; при р > 0,4 фон считается светлым; лри р = 0,2, ..0, 4 — средним и при р < 0,2 — темным.

Контраст объекта с фоном k— степень различения объекта и фона — характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, 'знаки, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k— (£ор — Д,)/Хр 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 fc£ — это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока;

где Д1Ш, Emin, Д.,, — максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kE= =25.. .65 %, для обычных ламп накаливания k£ = 7 %, для галогенных ламп накаливания kE=1%

Системы и виды освещения. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся 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 норам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы наружных стенах; верхнее — через световые проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное — сочетание верхнего и бокового освещения.

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.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, бактерицидным

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.

Основные требования к производственному освещению.Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

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 переадалтироваться, 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 различения и тем самым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травме.

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, зашитой элементов осветительных сетей от механических повреждений и т. п.

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.


Источники света и светильники. 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 (В); электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света /(кд); световая отдача \у = ф/р (лм/Вт), т. е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света. 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 у = 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.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40...110 лм/Вт. Они имеют значительно больший 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, люминофоры. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), 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 вероятности 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.

Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без рациональных светильников. 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, зашиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения.

Для характеристики светильника с точки зрения распределения светового потока в пространстве строят график силы света в полярной системе координат (рис. 2.8). Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол —это угол между горизонталью, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 2.9). Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия — отношение фактического светового потока светильника Фф, к световому потоку помещенной в него лампы Ф„, т. е. г\се = ФФ/ФП.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света.3

Контроль освещенности. Измерение освещенности производится люксметром (рис. 2.10). Он представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного фотоэлемента, измерительного прибора и светопоглотительной насадки.

Прибор имеет три диапазона измерений: до 25; до 100 и до 500 лк (устанавливается специальным переключателем на корпусе прибора), а если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель, то пределы измерений соответственно возрастают в 100 раз —до 2500, 10 000 и 50 000 лк

Люксметр градуирован для ламп накаливания. При измерении освещенности люминесцентных ламп и естественной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света —0,9; для ламп белого света — 1,1; для естественного освещения .— приблизительно 0,8.