Нормирование освещения

Источники света. Общие положения

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы, производительность, качество труда и безопасность в производственных условиях в значительной мере зависят от условий освещения.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем: общее – осуществляемое расположением светильников на потолке помещения; комбинированное – совокупность общего освещения и местных светильников, расположенных непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

Нормирование освещения

Для оценки совершенства искусственного освещения в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СниП) предусмотрены светотехнические параметры количественного и качественного характера.

К количественным параметрамотносятся: Видимое излучение – вызывающее зрительное ощущение, характеризуется участком спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длин волн от (4-7,6)*10^-7м или с учётом условности границ 380-770 нм (1 нанометр = 1*10^-9м).

Световой поток F - мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Сила света I_a - пространственная плотность светового потока, характеризующая свечение источник излучения; измеряется в канделах (кд),

(2)

где I_a - сила света в телесном угле v,

dF - световой поток (лм), распределяющийся в пределах единичного телесного угла dv, определяемого в стерадианах (ср).

Освещенность Е- поверхностная плотность светового потока, люкс (лк)

(3)

где dS - площадь поверхности, м², на которую падает световой поток dF.

Яркость (В) - это поверхностная плотность силы света в данном направлении. Единицей измерения яркости является кандела на м² (кд/м²), это яркость светящейся плоской поверхности площадью 1 м² в перпендикулярном к ней направлении при силе света в 1 кд. (прежнее название – НИТ)

Количественной характеристикой общего освещения, определяющей степень его экономичности, является светоотдача (СО), численно равная отношению светового потока, создаваемого источником света к мощности, потребляемой этим источником:

СО = , лм/Вт ( 4)

где: r - расстояние от источника до точки, где измеряется

освещенность Е, м;

Р - мощность, потребляемая источником, Вт.

К качественным параметрам относится коэффициент пульсации освещенности КП в %, измеряемый с помощью прибора пульсометра.

Приведенные параметры связаны следующими соотношениями:

I=F/w ; кд; (5)

w=S/r; ср; (6)

B =I/(S´cosa), кд/м²; (7)

Е = F/S , лк; (8)

где: r - расстояние от источника до освещенной поверхности, м;

a - угол падения светового потока, град;

S - площадь освещенной поверхности, м².

Принято раздельное нормирование параметров освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Величина параметров устанавливается согласно характеру зрительной работы, который зависит от размеров объекта различения, характеристики фона и контраста объекта с фоном.

Нормируемый параметр при искусственном освещении - величина минимальной освещенности на рабочей поверхности. Для выбора нормы освещенности при зрительной работе необходимо оценить следующие параметры:

Объект различения - это наименьший линейный размер рассматриваемого предмета, детали или дефекта, который требуется различать в процессе работы. Основными его характеристиками являются коэффициент отражения и размер в мм.

Коэффициент отражения (К_отр) характеризует долю отраженного света от поверхностей различных цветов.

Фон - поверхность, на которой рассматривается объект различения. Различают фон: светлый (К_отр> 40%); средний (К_отр= 20¸40 %); темный (К_отр< 20 %).

Контраст(К) объекта различения с фоном - отношение разности яркостей объекта и фона к яркости фона.

К = (9)

где: r_о , r_ф - соответственно коэффициенты отражения объекта и фона, % (таблица 2.5.4).

Различают контраст - большой К > 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средний - К = 0,2¸0,5 (заметно отличаются по яркости); малый - К < 0,2 (мало отличаются по яркости).

Нормируемый параметр при естественном освещении коэффициент естественной освещенности E (КЕО), численно равный отношению естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке рабочей поверхности внутри помещения светом неба Е_в, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_н светом полностью открытого небосвода:

Z= E_в/Е_н´100, % (10)

Значения КЕО в зависимости от характера зрительной работы и прочих условий приведены в табл. 2.

Нормирование искусственного освещенияпроизводится в следующей последовательности:

1. Определяется объект различения в данной зрительной работе (наименьший размер предмета, который необходимо различить в процессе работы), его цвет и соответствующий коэффициент отражения (табл. 1).

2. Определяется характеристика зрительной работы и её разряд (табл. 2).

3. Определяется цвет фона, на котором непосредственно находится объект различения. По табл.1 выбирается соответствующий данному цвету, коэффициент отражения, на основании чего выбирается характеристика фона. Если объект различения непосредственно находится на нескольких поверхностях разных цветов, выбирается более темный фон (с наименьшим коэффициентом отражения).

4. По формуле (9) рассчитывается контракт объекта различения с фоном и выбирается его характеристика.

5. По нормам СН и П 11-4-79 (табл. 2) с учетом полученных параметров определить наименьшую нормируемую освещенность, учитывая при этом тип освещения.

Таблица 1.

Коэффициент отражения некоторых поверхностей и цветов, %

При выборе нормируемой освещенности размер объекта различения регламентирует выбор зрительного разряда от I до VIII в таблице норм. Сочетание характеристики фона и контраста объекта с фоном определяет подразряд зрительной работы от а до г.

Таблица норм содержит минимальные значения освещенности на рабочих местах при использовании газоразрядных ламп. Если используются для освещения лампы накаливания, то значение освещенности, указанное в таблице, снижается на одну ступень. Например, в таблице для конкретного разряда и подразряда зрительной работы указана цифра 200 лк, ищем ближайшую меньшую цифру 150 дк – это и будет норма освещенности для ламп накаливания.

При проектировании осветительных установок стремятся обеспечить требования норм при минимальных затратах электроэнергии с сохранением равномерного распределения яркостей в поле зрения, исключающих слепящее действие самих дамп. Для этого применяют светильники с рассеивающими экранами, матовыми стеклами, что приводит к частичной потере световой энергии (на 10 – 15 %).

Таблица 2.

По конструкции различают светильники прямого света, концентрирующие световой поток в нижнюю полусферу с помощью белого или зеркального отражателя; рассеянного света (при равномерном распределении света в пространстве) и отраженного света (световой поток направлен в верхнюю полусферу).

Светлая окраска потолка, стен, мебели и оборудования способствует улучшению освещенности на рабочих местах за счет лучшего отражения и создания более равномерного распределения яркостей в поле зрения. В этом случае увеличивается коэффициент использования осветительной установки h. Этот коэффициент зависит от типа источника света и светильника, геометрии помещения и коэффициента отражения потолка и стен. Коэффициент использования осветительной установки приближенно может быть рассчитан как

h=F_пол / F_л (11)

где F_пол- световой поток в люменах, обеспечивающий горизонтальную освещенность по внешней площади помещения, равный произведению средней освещенности Е_ср в лк на площадь помещения S_п в м²; F_л- суммарный стандартный световой поток примененных ламп.