Выбор источников света и светильников

Основные светотехнические характеристики

Световой поток Ф – это энергия световых электромагнитных волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока, численно равная световому потоку, излучаемому точечным источником света в телесный единичный угол w (стер):

.

Единица силы света I – кандела (кд).

Освещенность Е в люксах (лк) – поверхностная плотность светового потока. Характеризуется световым потоком, приходящимся на единицу площади освещаемой поверхности S (м²):

.

Характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности в процентах: отношение освещенности Е_вн в данной точке помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е_нар, создаваемой светом всего небосвода:

Яркость В (кд/м²) характеризует излучение площади проекции светящейся поверхности S_пов в данном направлении a:

где I_a – сила света светящейся поверхности в направлении a, кд;

a – угол между нормалью к элементу поверхности и направлением наблюдателя, градус.

Коэффициент отражения поверхности r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:

где Ф_отр и Ф_пад – соответственно отраженный и падающий на поверхность световой поток, лм.

При r > 0,4 – поверхность светлая; при r = 0,4…0,2 – поверхность средняя; если r < 0,2 – темная поверхность.

Световая отдача источника света y (лм/Вт) определяется отношением светового потока Ф (лм) источника к его мощности Р (Вт):

К основным качественным показателям освещения относят: спектральный состав света, фон (поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения), контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности.

Коэффициент пульсации освещения К _п, % – критерий оценки относительной величины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током:

,

где Е_max и Е_min – максимальная и минимальная освещенность за период ее колебания, лк;

Е_ср – средняя освещенность за тот же период, лк.

Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона:

где В_о и В_Ф – соответственно яркость объекта и фона, кд/м².

Если объект различения сильно выделяется на фоне, контраст большой (К > 0,5); если различие яркостей заметно (К = 0,2…0,5) – контраст средний; при малом отличии по яркости (К < 0,2) – контраст малый.

Одной из светотехнических характеристик светильников является коэффициент полезного действия светильника h _св, характеризующий потерю части светового потока в отражателе (рассеивателе):

где Ф_св – световой поток, вышедший из светильника, лм;

Ф_л – световой поток лампы, лм.

Если в светильнике несколько ламп, то световой поток Ф_л определяется как сумма потока всех ламп, установленных в светильнике.

8.2 Естественное освещение

Коэффициент естественной освещенности (КЕО, %) нормируют с учетом характера зрительной работы по величине наименьшего размера объекта различения; системы естественного освещения и коэффициента светового климата для конкретной местности:

11(18)

где e_H – табличное значение КЕО, % с учетом разряда зрительных работ и системы освещения (таблица 1);

m_N – коэффициент светового климата, учитывающий место расположения объекта и ориентацию окон по сторонам света (таблица 2);

N – номер группы административного района России по ресурсам светового климата (таблица 1).

Системы естественного освещения подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее); верхнее, когда свет проникает в помещение через световой проем в верхнем перекрытии здания (световые или зенитные фонари) и комбинированное (сочетание бокового и верхнего).

В небольших помещениях при одностороннем естественном боковом освещении нормируется минимальный КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двухстороннем освещении – в точке посередине помещения. Характерный разрез – поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления оконных проемов.

В крупногабаритных помещения при боковом освещении минимальный КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов и расположенной на высоте 1,5Н для I – IУ разрядов; 2Н для У – УII разрядов и 3Н – для УIII разряда, где Н – высота помещения.

При верхнем и комбинированном освещении нормируется средний КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последние точки принимаются на расстоянии 1м от поверхности стен.

8.3 Искусственное освещение

При искусственном освещении нормируется минимальная освещенность, то есть освещенность в наименее освещенной точке рабочей поверхности; яркость рабочей поверхности; коэффициент пульсации освещенности и показатель ослепленности.

Нормы освещенности установлены с учетом разряда зрительных работ, который определяется по величине наименьшего размера объекта различения и подразряда зрительных работ (а, б, в, г). Подразряд выбирают в зависимости от контраста объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристики фона (светлый, средний, темный), а также системы освещения (общая или комбинированная).

Различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное. При системе общего освещения светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное) или применительно к расположению оборудования (локализованное).

Комбинированное освещение – совокупность общего и местного освещения. Местное освещение устанавливается непосредственно на рабочих местах, где выполняются точные зрительные работы.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного, но не менее 200 лк при разрядных лампах и не менее 75 лк при лампах накаливания.

Максимальное значение яркости устанавливается СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от площади освещаемой рабочей поверхности. Если площадь рабочей поверхности S меньше 10^{-4 м2} допустимо значение В_max = 2000 кд/м², если S > 1×10^-1, то В_max = 500 кд/м².

Коэффициент пульсации К_п для I…III разрядов зрительных работ не должен превышать 10%.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на виды:

1) рабочее;

2) аварийное:

а) аварийное безопасности (по нормам не менее 2х лк); б) авар. эвакуационное (не менее 0,5лк);

3) охранное: вдоль границ охраняемых территорий (не менее 0,5лк);

4) дежурное: вне рабочего времени, не нормируется.

Контроль освещенности проводится не реже 1р в год, и после замены перегоревших ламп, чистки светильников и т. д.

Источник света – лампы различного типа. При выборе источника света руководствуются след. параметрами:

1) электрическими: [напряжение U,B]; [мощность лампы Р,Bт]

2) светотехническими: световой поток Ф, лм; сила света I, кд.

3) эксплуатационными: световая отдача j = Ф/Р, лм/Вт; эксплуатационный срок службы t, час (может быть полным и полезным)

Преимущества и недостатки ламп накаливания (ЛН)

Преимущества:

1)рассчитаны на широкий диапазон Р и U;

2) независимость от условий окружающей среды;

3)просты в эксплуатации;

4) малый коэффициент пульсации К_п<7%;

Недостатки:

1) желто-красная часть спектра излучения;

2) низкий энергетический КПД (видимое излучение составляет не более 4% от потребляемой энергии, остальное инфракрасное излучение);

3) малый срок службы t до 2000часов и резкое его снижение при колебаниях напряжения в сети;

4) низкая световая отдача j = 7¸20 лм/Вт;

5) значительная t° поверхности колбы (до 200⁰С) (в связи с этим их запрещено использовать в производственных помещениях из соображений пожаробезопасности).

Газоразрядные лампы бывают: низкого давления (до 3мм рт. ст) – люминисцентные лампы (ЛЛ); высокого давления (0,2 – 0,4 МПа) – дуговые разрядные лампы ДРЛ

В зависимости от спектрального состава излучения ЛЛ маркируются: ЛБ – белого; ЛХБ – холодного белого цвета; ЛД – дневного; ЛДЦ – улучшенной цветопередачи.

Цветность изменяется за счет газов, наполняющих трубку и за счет люминофоров (порошки специального состава, преобразующие ультрафиолетовое излучение в видимый свет).

Преимущества ЛЛ

1) световая отдача 40¸110 лм/Вт;

2) эксплуатационный срок службы 8¸12 тыс. часов;

3) незначительный нагрев поверхности (50⁰С);

4) относительно малая яркость светящейся поверхности

Недостатки:

1) период разгорания до10мин;

2) при t⁰<5⁰C зажигание затруднительно;

3) чувствительность к колебаниям напряжения питающей сети;

4) сложность схемы включения;

5) коэффициент пульсации до 50%;

6) сумеречный и стробоскопический эффект

Дуговые разрядные лампы ДРЛ имеют коэффициент пульсации около 65% и преобладание синих лучей в спектре, поэтому рекомендуются для помещений высотой более 5 м.

Светильники выбирают с учетом характеристик помещения по наличию влаги, пыли и т.п. Они могут быть окрытыми, защищенными, закрытыми, пыленепроницаемыми, влагозащищенными, взрывобезопасными, взрывозащищенными.

Выбор светильника определяется также с учетом особенностей распределения светового потока в пространстве помещения: прямого света, рассеянного, отраженного и др.

Дата добавления: 2014-01-04