Основні світлотехнічні поняття

Лекція 4. Основні світлотехнічні поняття. Види освітлення. Природне освітлення.

Тема 2.3. Освітлення приміщень.

Повітряне душування.

Відповідно до санітарних норм мікроклімату виробничих приміщень ДСН3.3.6.042-99 на робочих місцях у виробничих пріміщеннях, у яких не можливо встановити регламентовані інтенсивності теплового опромінення працюючих через технологічні вимоги, технічну не досяжність або еономічно обгрунтовану недоцільність, необхідно використовувати повітряне душування.

Повітряні душі являють собою вентиляційні установки місцевої припливної вентиляції, що створюють потоки повітря, спрямовані на робочі місця. Повітря в душуючому струмені повинно мати певні температуру та швидкість руху. Повітряне душування підсилює тепловіддачу організму людини за рахунок конвекції та випаровування вологи з поверхні шкіри.

Повітряні душі можуть бути стаціонарними або пересувними, можуть використовувати зовнішне повітря або повітря, що знаходиться у приміщенні (в останньому випадку їх інколи називають перемішувачами повітря – до них відносяться настільні вентилятори, а також вентилятори, що встановлюються на стояку на підлозі або підвішуються під стелею).

Дослідженнями встановлено, що 70...80% інформації про об’єкти праці та оточуюче виробниче середовище людина отримує за допомогою органів зору. Встановлено також, що умови освітлення суттєво впливають на гостроту зору (здатність ока розрізняти дрібні предмети або деталі предметів), швидкість розрізнення предметів та взагалі на працездатність органів зору. Але крім безпосереднього впливу на працездатність органів зору, світло викликає посилення діяльності органів дихання, активізує обмінні процеси в організмі та життєдіяльність організму в цілому. Оптичне випромінювання в певних зонах спектра діє на шкіру людини; так, наприклад, ультрафіолетове випромінювання в одних випадках стимулює утворення життєво необхідних речовин в організмі (УФА), в інших – пригнічує життєдіяльність клітин біологічних тканин, може викликати опіки (УФС).

Добре освітлення зменшує напруженість м’язів очей, полегшує розрізнення предметів, прискорює темп та підвищує продуктивність праці, зменшує загальну втому організму та ризик травмування.

Таким чином забезпечення раціонального освітлення виробничих приміщень та робочих місць є одним з найважливіших питань охорони праці, тим більше, що на штучне освітлення витрачається близько 15% виробляємої в країні електроенергії.

Оптичний діапазон займають електромагнітні випромінення з довжиною хвилі від 0,01 мкм до 340 мкм. До нього входять 3 зони: ультрафіолетового випромінювання, видимого та інфрачервоного випромінювання (див.мал.)

Око людини сприймає випромінювання у видимій ділянці оптичного діапазону з довжиною хвилі від 0,38 до 0,76 мкм.

Для оцінки випромінювання в оптичному діапазоні використовуються два критерії:

об’єктивний – за енергією випромінювання.

суб’єктивний або візуальний – за зоровим образом, що виникає в зоровому аналізаторі людини внаслідок дії випромінювання. Зоровий аналізатор – око, зоровий нерв, зоровий центр головного мозку людини.

Основним світлотехнічним поняттям у системі СІ (SI) є сила світла.

Сила світла позначається символом J. За одиницю сили світла прийнята кандела (кд). Її значення встановлене за умови, що яскравість повного випромінювача при температурі твердіння платини (2032 К) дорівнює 60 канделам на один квадратний сантиметр або відповідно до визначення Генеральної конференції по мірах та вагах (ГКМВ) кандела дорівнює силі світла у заданому напрямку джерела, що випромінює монохроматичне випромінювання частотою 540×10¹² Гц, енергетична сила світла якого у цьому напрямку складає 1/683 Вт/ср.

Світловий потік, Ф. У загальному випадку нерівномірного освітлення світловий потік визначається як:

,

де w - тілесний кут, в межах якого відбувається випромінювання.

При рівномірному випромінюванні по всіх напрямках світловий потік дорівнює

Ф=4pJ

Енергетичний потік випромінювання Фе визначається як кількість енергії випромінювання, що проходить у даному напрямку за одиницю часу, тобто як потужність випромінювання в даному напрямку; одиниці вимірювання Дж/с, Вт.

Візуальний світловий потік Ф_v визначається як потужність світлового випромінювання, що оцінюється за викликаним зоровим відчуттям. За одиницю візуального світлового потоку прийнятий люмен (лм) – потік в середині тілесного кута в один стерадіан при силі світла одна кандела.

Характеристики, що наведені вище мають інтегральний характер, тобто відносяться до всього діапазону випромінювання. Оскільки випромінювання джерел світла, як правило, не є ідеально монохроматичним, а так або інакше розподілене по спектру, важливе значення мають спектральні характеристики, що являють собою функції розподілу даної величини за довжиною хвилі випромінювання або частотою.

Характеристики, що віднесені до певної зони спектра, називаються спектральною щільністю відповідної величини, так наприклад:

спектральна щільність потоку випромінювання за довжиною хвилі

де l - довжина хвилі випромінювання;

спектральна щільність потоку випромінювання за частотою

Світність, R – повний потік випромінювання з одиниці площі поверхні джерела випромінювання визначається як:

де S –площа поверхні випромінювача.

За одиницю світності прийнята світність джерела, кожний квадратний метр поверхні якого випромінює світловий потік в один люмен.

Освітленість, Е – характеризує щільність потоку випромінювання, що потрапляє на дану поверхню

Одиниця освітленості люкс (лк) відповідає освітленості поверхні, на кожний квадратний метр якої падає світловий потік в один люмен, або освітленості поверхні, що знаходиться на відстані 1 м від джерела світла силою в одну канделу та розташована перпендикулярно напрямку падіння світла.

Яскравість, В – для поверхонь, що випромінюють світло, являє собою силу світла, що випромінюється одиницею площі випромінюючої поверхні в даному напрямку

де a - кут між нормаллю до випромінюючої поверхні і даним напрямком.

Одиниця яскравості дорівнює яскравості джерела світла, кожний квадратний метр площі випромінюючої поверхні якого випромінює у даному напрямку силу світла, що дорівнює одній канделі.

Для не випромінюючих поверхонь яскравість (відбивна яскравість) характеризується силою світла, що відбивається від одиниці площі поверхні у даному напрямку і залежить від коефіцієнта відбиття r. Одиницею виміру також є .

Яскравість є єдиною світлотехнічною величиною, що безпосередньо сприймається оком людини та створює відповідний зоровий образ у зоровому аналізаторі людини.

Світлова експозиція, Н, визначається, як:

або у кінцевому вигляді:

Це поняття використовується переважно, як характеристика ультрафіолетового опромінення (еритемного чи бактерицидного) та у деяких технологічних процесах, пов’язаних з використанням світла.

Дата добавления: 2014-01-06