 |
Источники искусственного света.
|
|
|
|
В качестве источников искусственного света используют электролампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы.
При сравнении источников света друг с другом и при их выборе пользуются следующими характеристиками:
- Электрическими - номинальное напряжение 
(В) и мощность 
(Вт);
- Светотехническими - световой поток 
(лм) или сила света 
(кд);
- Эксплуатационными - световая отдача 
или 
и срок службы ламп 
(тыс. час).
- Конструктивными - форма колбы, наличие и состав газа в колбе лампы, давление газа и др.
Сравнительные данные ламп представлены в таблице 2.
Таблица 2
| Сравнительные характеристики ламп | Показатели ламп | ||
| накаливания | газоразрядные | ||
| Электрические | (В)
| 12 - 220 | |
| ( Вт)
| 15 - 1500 | 15 - 80 | |
| Светотехнические | (лм)
| 100 - 18000 | 500 - 5000 |
| (кд)
| – | – | |
| Эксплуатационные |  (лм/Вт)
| 7 - 20 | 40 - 110 |
| (тыс. час)
| до 2,5 | до 12 | |
| Конструктивные | Форма колбы | грушевидные | цилиндрические, грушевидные |
 (мм)
| 90 - 180 | 27 - 80 | |
 (мм)
| 140 - 270 | 120, 600 - 1500 |
Из данных таблицы видно, что газоразрядные лампы имеют значительно большие сроки службы и световую отдачу по сравнению с лампами накаливания.
В настоящее время идет процесс совершенствования газоразрядных ламп, как наиболее экономичных и энергосберегающих. Однако, в осветительных установках используются многочисленные типы и ламп накаливания и газоразрядных (люминесцентных) ламп.
Типы ламп накаливания (наиболее распространенные):
НВ - вакуумные;
НБ - биспиральные (двойная спираль);
НГ - газонаполненные;
НГБ - газонаполненные биспиральные;
НБК - биспиральные с криптоновым наполнителем;
НКГ - кварцевые галогенные.
Н - означает лампа накаливания.
Наиболее распространенные типы газоразрядных ламп:
|
|
|
ЛХБ - холодно - белого света;
ЛD - дневного света;
ЛТБ - тепло - белого света;
ЛБ - белого света;
ДРЛ - дуговые ртутные люминесцентные.
Л - означает лампа люминесцентная.
Применение того или иного типа ламп диктуется специфическими условиями зрительной работы и внешними условиями.
Например, при зрительных работах, требующих различения цветовых оттенков объекта (оценка разноцветных тканей) лучше использовать люминесцентные лампы типов ЛХБ, ЛБ, ЛД и лампы накаливания типа НКГ.
Естественное освещение
Естественное освещение, создаваемое прямым или рассеянным светом солнца, характеризуется тем, что получаемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах и не зависит от желаний человека. Эти изменения обуславливаются: временем суток (ночь, рассвет, полдень, закат); сезонностью (зима, весна, лето, осень); метеорологическими факторами (ясная погода, дождь, снег, туман, облачность и др.); отражающими свойствами земной поверхности (снежный покров, черная земля, водная гладь, желтые пески и т.д.) и др.
Непрерывная изменчивость и "текучесть" естественного освещения связана с вечным вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также с изменениями погоды и климата на планете.
Естественный свет в помещения проникает только через световые проемы в стенах и фонарях зданий и количественно находится в прямой зависимости от уличной освещенности 
. Но, фактически, естественная освещенность внутри помещений 
в несколько раз ниже уличной из-за ряда факторов: ограниченные размеры окон, загрязненность стекол, толщина и качество остекления, затенения противостоящими зданиями и зелеными насаждениями, ориентация окон по сторонам горизонта и др.
Наиболее объективным и точным показателем естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> 
:
|
|
|
, %
s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> не зависит от времени суток, времени года, метеофакторов. Характер распределения 
внутри помещения представлен на рис. 4.
Рисунок 4 – Распределение s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> по поперечному разрезу помещений:
а - одностороннее боковое освещение;
б - двухстороннее боковое освещение;
в - верхнее освещение;
г - комбинированное освещение;
1 - уровень рабочей плоскости.
Нормирование освещенности
В настоящее время действуют нормы освещенности, изложенные в СНиП 23-05-95, которые распространяются на естественное и искусственное освещение производственных помещений, общественных и жилых зданий, улиц, дорог и площадей, населенных пунктов.
Нормы освещенности построены на основе анализа напряженности зрительных работ, выполняемых в различных областях жизнедеятельности человека. Установлено, что степень напряженности зрительного труда может быть оценена зрительной сосредоточенностью наблюдения наименьших размеров объекта величиной 
мм.
Объектами различения могут быть самые разнообразные предметы: риски, трещины, микрораковины на поверхности деталей, обозначения, символы, графика, осевые и выносные линии чертежа, разноцветные тона тканей и т.д.
Доказано, что чем дольше рассматриваются и чем меньше элементы различения, тем их освещенность должна быть выше. И наоборот, чем крупнее элементы различения и непродолжительное поверхностное их наблюдение, тем освещенность может быть меньше без ущерба для зрения.
Исходя из этого в нормах табл. 3 предусмотрено восемь разрядов зрительных работ. Каждому разряду соответствует свой диапазон наименьших величин предмета различения . Например, для первого разряда 
мм - это зрительные работы наивысшей точности (отыскание мельчайших дефектов на поверхности деталей, типа микротрещин, раковин и др.; сборка высокоточных миниатюрных приборов; изготовление микросхем, чертежей; хирургия глаза, внутренних органов; набор сложной программы на компьютере и др.).
Для второго разряда 
– это работы довольно высокой зрительной точности; для третьего разряда 
и т.д. (Учебная зрительная работа соответствует 2 - 3 разрядам).
|
|
|
В нормах на искусственное освещение (
, лк) учитывается:
а - разряд зрительных работ;
б - разновидность устройства систем освещения (общее или комбинированное);
в - характеристики фона и контраста (см. п. 3.2.), сочетания которых по условиям видимости образуют в каждом разряде по 4 подразряда (а, б, в, г).
Например, сочетание темного фона и малого контраста (черная стрелка на темном циферблате прибора) образуют подразряды "а". Условия видимости, при таком сочетании характеристик фона и контраста, неблагоприятны для различения глазом показаний прибора. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "а" заложена наибольшая, по сравнению с другими подразрядами.
Сочетание же светлых фонов и больших контрастов образуют подразряды "г". Условия видимости при таких фонах и контрастах самые благоприятные для зрения (черные буквы на белой бумаге) так как объекты (черные буквы) очень ярко выделяются на белом фоне. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "г" меньше, чем в остальных подразрядах.
Благодаря такой дифференциации норм искусственного освещения видимость объектов различения во всех подразрядах (а, б, в, г) одинаково хорошая, способствующая высокопроизводительной работе.
В нормах на естественное освещение () учитываются:
а - разряд зрительных работ (подразряды не учитываются);
б - устройство системы освещения (верхнее или боковое);
в - районы расположения здания и ориентация световых приемов по сторонам горизонта.
Таблица 3
| Зрительные условия труда | Нормы освещенности | |||||||||||||
| Характеристика зрительной работы | Наименьший размер объекта различения, мм | Разряд зритель ной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта различения с фоном | Характеристика фона | Искусственное освещение,
, лк
| Естественное
освещение ,
 , %
| Совмещенное освещение
,
, %
| ||||||
| Устройство системы освещения | ||||||||||||||
| Комбинированное | Общее | Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации | Верхнее или комбинированное | Боковое | Верхнее или комбинированное | Боковое | ||||||||
| всего | в том числе от общего | 
|  , %
| |||||||||||
| Наивысшей точности | менее 0,15 | I | а | малый | темный | – – | – | – | 6,0 | 2,0 | ||||
| б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
| в | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
| г | средний большой большой | светлый светлый средний | ||||||||||||
| Очень высокой точности | от 0,15 до 0,3 | II | а | малый | темный | – – | – | – | 4,2 | 1,5 | ||||
| б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
| в | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
| г | средний большой большой | светлый светлый средний |
|
|
|
Таблица 3 (продолжение)
| Зрительные условия труда | Нормы освещенности | |||||||||||||
| Точность различения | Наименьший размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта различения с фоном | Характеристика фона | Искусственное освещение,
, лк
| Естественное
освещение ,
, %
| Совмещенное освещение
,
, %
| ||||||
| Устройство системы освещения | ||||||||||||||
| Комбинированное | Общее | Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации | Верхнее или комбинированное | Боковое | Верхнее или комбинированное | Боковое | ||||||||
| всего | в том числе от общего |
| , %
| |||||||||||
| Высокой точности | свыше 0,3 до 0,5 | III | а | малый | темный | – | – | 3,0 | 1,2 | |||||
| б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
| в | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
| г | средний большой большой | светлый светлый средний | ||||||||||||
| Средней точности | свыше 0,5 до 1,0 | IV | а | малый | темный | 4,0 | 1,5 | 2,4 | 0,9 | |||||
| б | малый средний | средний темный | ||||||||||||
| в | малый средний большой | светлый средний темный | ||||||||||||
| г | средний большой большой | светлый светлый средний | – | – |
Таблица 3 (продолжение)
| Зрительные условия труда | Нормы освещенности | |||||||||||||
| Точность различения | Наименьший размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта различения с фоном | Характеристика фона | Искусственное освещение,
, лк
| Естественное
освещение ,
, %
| Совмещенное освещение
,
, %
| ||||||
| Устройство системы освещения | ||||||||||||||
| Комбинированное | Общее | Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации | Верхнее или комбинированное | Боковое | Верхнее или комбинированное | Боковое | ||||||||
| всего | в том числе от общего |
| , %
| |||||||||||
| Малой точности | свыше 1,0 до 5,0 | V | а | малый | темный | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 | |||||
| б | малый средний | средний темный | – | – | ||||||||||
| в | малый средний большой | светлый средний темный | – | – | ||||||||||
| г | средний большой большой | светлый светлый средний | – | – | ||||||||||
| Грубая | Более 5,0 | VI | – | Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном | – | – | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 | ||||
| Работа со светящимися материалами | Более 5,0 | VII | – | Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном | – | – | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 |
Таблица 3 (продолжение)
|
|
|
| Зрительные условия труда | Нормы освещенности | |||||||||||
| Точность различения | Разряд зрительной работы | Под-разряд зрительной работы | Контраст объекта различения с фоном | Характеристика фона | Искусственное освещение,
, лк
| Естественное
освещение ,
, %
| Совмещенное освещение
,
, %
| |||||
| Устройство системы освещения | ||||||||||||
| Комбинированное | Общее | Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации | Верхнее или комбинированное | Боковое | Верхнее или комбинированное | Боковое | ||||||
| всего | в том числе от общего |
| , %
| |||||||||
| Общее наблюдение за ходом производственного процесса постоянно | VIII | а | Независимо от характеристик фона и контраста с фоном | – | – | 3,0 | 1,0 | 1,8 | 0,6 | |||
| Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении | б | Независимо от характеристик фона и контраста с фоном | – | – | – | – | 1,0 | 0,3 | 0,7 | 0,2 | ||
| Периодическое при периодичном пребывании людей в помещении | в | Независимо от характеристик фона и контраста с фоном | – | – | – | – | 0,7 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | ||
| Общее наблюдение за инженерными коммуникациями | г | Независимо от характеристик фона и контраста с фоном | – | – | – | – | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,1 |
Влияние на освещенность помещений района расположения здания и ориентация окон бесспорны. Всем известно, что помещения на солнечной стороне более светлые, чем помещения с окнами на северную сторону. Точно также здания, расположенные в южных широтах более светлые, чем такие же здания в северных широтах.
На световой климат оказывают влияние не только географическая широта, но и особенности рельефа местности: постоянный снежный покров, лесной или горный массивы, открытая равнина и др. Все эти особенности естественной освещенности при нормировании учитываются коэффициентом светового климата помещений 
.
Нормированное значение s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> , , для зданий, расположенных в различных районах России определяется по формуле:
где 
- номер группы районов России по обеспеченности естественным светом (таблица 4);
- значение s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> по таблице 3;
- коэффициент светового климата (таблица 5).
Группы районов по обеспеченности естественным светом
Таблица 4
| Московская, Владимирская, Тульская, Нижегородская, Свердловская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Татарстан, Удмуртия, Красноярский край (севернее 63 с.ш.), Якутия (севернее 63 с.ш.), Хабаровский край (севернее 55 с.ш.). | |
| Брянская, Орловская, Воронежская, Тамбовская, Самарская, Оренбургская, Волгоградская области, Республика Коми, Чеченская Республика, Алтайский край, Красноярский край, (южнее 63 с.ш.), Якутия (южнее 63 с.ш.), Бурятская Республика, Хабаровский край, Магаданская обл., Читинская обл., северо-осетинская обл. | |
| Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Карельская Республика, Ямало-Ненецкий нац. округ, Ненецкий нац. округ. | |
| Архангельская, Мурманская области. | |
| Калмыкская Республика, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край. |
Таблица 5
| Световые проемы | Ориентация световых проемов на: | Коэффициент светового климата,
| ||||
| Номер группы районов (табл. 4) | ||||||
| В наружных стенах зданий (рис. 5) | С | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | |
| СВ, СЗ | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | ||
| З, В | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 0,8 | ||
| ЮВ, ЮЗ | 0,85 | 1,0 | 1,1 | 0,80 | ||
| Ю | 0,85 | 1,0 | 1,1 | 0,75 | ||
| В прямоугольных и трапециевидных фонарях (рис. 6) | С–Ю | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,75 | |
| СВ–ЮЗ ЮВ–СЗ | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,7 | ||
| В–З | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,7 | ||
| В фонар. “Шед” В зенитных фонарях | С | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,7 | |
| – | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,75 |
Примечание: С - север, СВ - северо-восток, СЗ - северо-запад, В - восток, З - запад, Ю - юг, ЮВ - юго-восток, ЮЗ-юго-запад.
| Рисунок 5 – Ориентация окон: 1 – здание 2 – окно | Рисунок 6 – Ориентация фонаря: 1 – фонарь здания прямоугольной или трапециевидной формы 2 – остекление |
Например, выполняемые лабораторные работы в АлтГТУ относятся к 3 разряду зрительных работ. Освещение лаборатории - боковое, ориентация окон - на восток. Тогда, с учетом таблиц 3, 4, 5 и рисунков 5, 6.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТ А
Порядок выполнения:
а - ознакомление с устройством и работой исследовательского оборудования - стенда и люксметра;
б - выполнение экспериментально-практической работы по разработанной методике в объеме выбранного варианта задания;
в - оформление результатов исследований.
|
|
|
