Освещение

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, искусственное, осуществляемое электролампами и совмещенное. Естественное освещение подразделяется на боковое (осуществляется через окна), верхнее (через аэрроционные фонари, проемы перекрытий), комбинированное. Искусственное освещение может быть двух видов: общее и комбинированное. Общее освещение бывает равномерное без учета расположения объекта и общее локализированное с учетом расположения рабочих мест. Применение одного местного освещения внутри здания не допускается. В административных и складских помещениях может быть использована система общего освещения. На машиностроительных предприятиях при выполнении слесарных и токарных работ используется комбинированное освещение. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Рабочее освещение обязательно для всех помещений для обеспечения нормальной работы движения людей. Аварийное освещение используется для продолжения работ в тех случаях, когда внезапно отключается рабочее освещение. Эвакуационное освещение используется при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей.

Требования к производственному освещению. Основная задача освещения сводится к созданию наилучших условий для обзора объекта. Эту задачу можно решить осветительной системой, отвечающей следующим требованиям:

1. освещенность должна соответствовать зрительной работе, которая определяется следующими параметрами:
   объект различия - наименьший рассматриваемый объект, отдельные его части и дефекты;
   фон - поверхность, прилегающая к объекту;
   контраст объекта с фоном характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона;
2. необходимость обеспечения равномерного распределения яркости рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства;
3. на рабочей поверхности должны отсутствовать резнители;
4. в поле зрения должна отсутствовать прямая или отраженная блесткость. Блесткость - повышенная яркость светящихся поверхностей;
5. величина освещенности должна быть постоянной во времени. Это достигается использованием стабилизирующих устройств;
6. следует выбрать оптимальную направленность светового потока;
7. необходимо правильно выбрать спектральный состав света;
8. все элементы осветительных установок, понижающих трансформаторы, должны быть долговечными, электро-, взрыво- и пожаробезопасными.

Основные светотехнические величины и единицы их измерения.

Основную единица силы света: 1 кандела (кд) - сила света, испускаемая с поверхности площадью в 6*10^-5 м² полного излучателя в перпендикулярном направлении.

Освещенность Е - отношение светового потока (dФ) к элементу поверхности (dS) на который он падает. Единица измерения - люкс (лк).

Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента - это отношение светового потока к произведению телесного угла и cos L = кд/м²

Электрические источники света.

1. электрические (напряжение и мощность);
2. светотехнические (световой поток и максимальная сила света);
3. эксплутационные (световая отдача, срок службы);
4. конструктивные (форма лампы, форма тела накаливания).

В качестве источника света для освещения используют лампы накаливания и газоразрядные лампы. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения (являются наиболее распространенными). Несмотря на преимущества (простота, удобство в эксплуатации), они имеют и недостатки: низкая световая отдача порядка 7 люмен/Вт, малый срок службы (до 2000 часов).

Газоразрядные лампы - приборы, в которых излучения оптического диапазона возникают в результате электростатического разряда в атмосфере инертных газов и паров металла. Основным их преимуществом является большая световая отдача (до 100 люмен/Вт), большой срок службы (до 12000 часов) и широкий спектр. Недостатки: пульсация светового потока при рассмотрении быстродвижущихся и вращающихся пусковых деталей, а также необходимость создания сложных пусковых устройств. У некоторых таких ламп период загорания может достигать 15 минут.

Самыми распространенными являются люминесцентные лампы, имеющие форму цилиндрической трубы. Внутренняя поверхность ее покрыта люминофором, который служит для преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет. В зависимости от распределения спектральных составляющих света лампы бывают дневного света (ДВ), дневного света с улучшенной светопередачей (ЛДЦ), холодно-белого (ЛЖБ).

К газоразрядным лампам еще относят и дуговые, ртутные люминесцентные лампы, галогенные лампы, дуговые ртутные и дуговые ксеноновые, обладающие стабилизирующим размером.

Светильники.

Представляют собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Осветительная арматура служит для перераспределения светового потока, в результате чего повышается эффективность осветительной установки. Другой функцией осветительной арматуры является охранение глаз работающего от чрезмерно больших яркостей источника света. Степень возможного ограничения слепящего действия источника света зависит от защитного угла светильника, который образуется между горизонтальной линией и линией, соединяющей нить накала с противоположным краем отражения. Важной характеристикой светильника является КПД, который показывает отношение светового потока светильника к световому потоку лампы. По распределению света в пространстве светильники бывают прямого, рассеянного и отраженного света. Выбор типа светильника зависит от характера выполняемых работ. В зависимости от конструктивных особенностей светильники бывают открытые, закрытые, защищенные, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные. Из ламп накаливания наибольшее распространение получили светильники прямого света в открытом и защищенном исполнении. Ряд светильников выпускают для помещений с тяжелыми условиями труда. Специальным видом светильников являются световоды, применяемые для освещения на взрывоопасных производствах.

Нормирование искусственного освещения.

В действующих нормах производственного освещения задаются как количественные (мин. освещенность), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, глубина пульсации). Величина минимальной освещенности устанавливается по характеристике зрительной работы, которую определяют наименьшим размером объекта различия, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона. Различают 8 разрядов и 4 подразрядаработ в зависимости от зрительного напряжения.

Нормирование естественного освещения.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в широких пределах, которые зависят от времени года, суток, метеорологических условий. Поэтому естественное освещение нельзя задать количественно. В качестве нормированной величины для естественного освещения используют коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой отношение освещенности в данной точке внутри помещения к значению наружной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода. Нормированные значения этого коэффициента определяются по таблице с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения объекта. Кроме количественного показателя КЕО используют качественный показатель - неравномерность естественного освещения. Для естественного освещения с размером объекта 0,15 мм естественное освещение находится в пределах 3-10 %.

Расчет искусственного освещения.

1. выбор источника света. Для освещения помещения желательно брать газоразрядные лампы, а для местного освещения - лампы накаливания;
2. определение систему освещения;
3. выбор типа светильника с учетом характеристик светового распределения по экономическим показателям, с учетом взрыво- и пожаробезопасности;
4. определение количества светильников;
5. определение нормы освещенности на рабочем месте. Для этого необходимо установить характер выполняемых работ по наименьшему размеру объекта различия.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности группы люминесцентных ламп и ламп накаливания используют метод светового потока:

Ф(лм)=100*Е*К*ZS/(N*n ), где
Е - нормированная минимальная освещенность;
S - площадь освещаемого помещения;
Z - коэффициент линейной освещенности (для ламп накаливания Z=1,15; для люминесцентных Z=1,1);
К - коэффициент запаса (по таблице);
N - количество светильников в помещении;
n - коэффициент использования светового потока (по таблице).

Определим световой поток, по таблице подбираем ближайшую стандартную лампу и определяем электрическую мощность установки.

Точечный метод позволяет рассчитать локальную и комбинированную освещенность, освещение наклонных и вертикальных плоскостей:

, где
- угол между рабочей поверхностью и направлением светового потока;
- сила света в направлении от источника на данную точку поверхности.

Расчет естественного освещения.

Для правильной расстановки оборудования надо определить КЕО в помещении. Световой поток, падающий в рассчитываемую точку складывается из прямого света небосвода и света, отраженного от внутренней поверхности помещения.

При боковом освещении , где
- геометрические коэффициенты естественной освещенности в рабочих точках, определяемые графическим методом;
q - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения небосводом;
R - коэффициент, определяющий относительную яркость противоположного здания;
- коэффициент светопропускания, характеризующий потери света в материале;
r - коэффициент, учитывающий отражение от потолка и стен.