1. ВИДЫ И СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ. НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ.

Различают следующие виды искусственного освещения:

- рабочее, для ра­боты, прохода людей и движения транспорта;

- аварийное (освещение безопас­ности) для продолжения работы;

- аварийное (эвакуационное) для эвакуации;

- охранное для ос­вещения в нерабочее время;

- дежурное.

Системы освещения подразделяются на общее и комбинированное.

Общее освещение также делится на общее равномерное и общее с акцентом на рабочие места. Общее равномерное освещение - освещение, при котором светильники, располагаемые как правило в верхней зоне помещения, обеспечивают равно­мерную освещенность всей площади. Общее освещение с акцентом на рабочие места - освещение, при котором светильники общего освещения располагают либо непосредственно над рабочими местами, либо акцентируют их на рабочие места. Комбинированное освещение включает в себя светильники как общего, так и местного освещения.

Нормирование освещенности помещений промышленных предприятий регламентирует минимальный допустимый ее уровень в зависимости от наи­меньшего размера объекта различения, контраста объекта различения с фоном, характеристики фона и вида выполняемых работ. Выбор необходимой осве­щенности осуществляется с помощью строительных норм и правил - СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Все виды работ по точности распределены на шесть разрядов (табл.1.3), в зависимости от размера объекта при условии его удаления от глаза не более чем на 0,5 м.

1. Размер объекта- наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работы. Например, при чтении текста - толщина линии буквы, при работе с приборами - толщина линий градуировки шкалы или толщина стрелки.

2. Фон- величина, определяемая коэффициентом отражения поверхности (r_Ф), на которой рассматривается объект (см. на стенде).Коэффициент отраженияобъекта (r₀) различается по светлоте также как и фон. Объект может быть светлым приr₀>0,4, средним при 0,2£r₀ £0,4 и темным приr₀<0,2.

3. Контраст объекта с фоном (К)характеризуется отношением абсолютной величины разности между яркостью объектаL₀и фона L_фк яркости фона или между их коэффициентами отражения к коэффициенту отражения фона (см. также на стенде):K=(L₀-L_ф)/ L_ф;K=(r₀-r_ф)/r_ф.

Контраст объекта с фоном (К) считается большим, средним или малым в зависимости от его численного значения (табл. 1.1.).

Таблица 1.1.

К	К>0,5 Объект и фон резко разнятся по яркости	0,2£К£0,5 Объект и фон заметно разнятся по яркости	К<0,2 Объект и фон мало отличаются по яркости
Контраст объекта с фоном	Большой	Средний	Малый

 

В некоторых случаях фон и контраст объекта с фоном можно определить визуально, например, при чертежных работах: линии – темные, фон – светлый, следовательно контраст – объекта с фоном – большой.

 

При нормировании осветительных условий(определении уровня освещенности по СНиП 23-05-95) для заданной зрительной работы при искусственном освещении необходимо знать:

1. разрядработы, который зависит от размера объекта различения,

2. подразрядработы, который зависит от контраста объекта с фоном и характеристики фона.

Освещенность повышают на одну ступень по шкале освещенности в следующих случаях:

а) при работах I-IVразряда, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня; б) при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее;

в) при отсутствии естественного света, если освещенность от системы общего освещения 750 лк и менее;

г) при работе и обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения 300 лк и менее;

д) в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

 

В помещении должна быть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности. В поле зрения должна отсутствовать прямая (от самих источников) и отраженная блескость. Последняя определяет снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.

Слепящее действие осветительной установки оценивается показателем ослепленности P,определяемым выражением :

P=1000(S-1),

где S-коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Нормируемые значения показателей ослепленности не должны превышатьP=20 для зрительных работ очень высокой точности иР=40 для работ меньшей точности (табл. 1.3)

Колебания освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током оценивается коэффициентом пульсации освещенности, определяемым по формуле

где Е_максиЕ_мин– соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк;Е_ср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.

Для уменьшения коэффициента пульсации газоразрядных ламп используют следующие способы: включение светильников в разные фазы электрической сети, питание током повышенной частоты, использование высокочастотных пускорегулирующих аппаратов и др.

Для ограничения неблагоприятного действия пульсирующих световых потоков газоразрядных ламп нормируется сочетание показателя ослепленности Р(от 10 до 40) для общего освещения и коэффициент пульсацииК_п (от 10 до 20%) для общего и комбинированного освещения (табл. 1.3)

Таблица 1.2

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивален-тный размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Естественное освещение		Совмещенное освещение
			КЕО, ен, %
			при верхнем или комбини-рованном освещении	при боковом освещении	при верхнем или комбини-рованном освещении	при боковом освещении
1	2	3	4	5	6	7
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	-	-	6,0	2,0
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	-	-	4,2	1,5
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	-	-	3,0	1,2
Средней точности	Св. 0,5 до 1,0	IV	4	1,5	2,4	0,9
Малой точности	Св. 1 до 5	V	3	1	1,8	0,6
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI	3	1	1,8	0,6
Работа со светящимися материалами и изделиями вгорячих цехах	Более 0,5	VII	3	1	1,8	0,6
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: Постоянное		VIII	3	1	1,8	0,6
Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении			1	0,3	0,7	0,2
Периодическое при периодическом пребывании людей в помещении			0,7	0,2	0,5	0,2
Общее наблюдение за инженерными коммуникациями			0,3	0,1	0,2	0,1

Нормирование естественного освещения

Таблица 1.3

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характе­ристика фона	Искусственное освещение
						Освещенность, лк			Сочетание норми­руемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульса­ции
						при системе кобинированного освещения		при системе общего освеще­ния
						всего	в том числе от общего		Р	Кп,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Наивысшей точ­ности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000 4500	500 500	- -	20 10	10 10
			б	Малый Средний	Средний Темный	4000 3500	400 400	1250 1000	20 10	10 10
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2500 2000	300 200	750 600	20 10	10 10
			г	Средний Большой «	Светлый « Средний	1500 1250	200 200	400 300	20 10	10 10
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Темный	4000 3500	400 400	- -	20 10	10 10
			б	Малый Средний	Средний Темный	3000 2500	300 300	750 600	20 10	10 10
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2000 1500	200 200	500 400	20 10	10 10
			г	Средний Большой «	Светлый Светлый Средний	1000 750	200 200	300 200	20 10	10 10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Высокой точности	От 0 30 до 0 50	III	а	Малый	Темный	2000 1500	200 200	500 400	40 20	15 15
			б	Малый Средний	Средний Темный	1000 750	200 200	300 200	40 20	15 15
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	750 600	200 200	300 200	40 20	15 15
			г	Средний Большой «	Светлый « Средний	400	200	200	40	15
Средней точности	Св 05 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	300	40	20
			б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	200	40	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	400	200	200	40	20
			г	Средний Большой «	Светлый « Средний			200	40	20
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	Малый	Темный	400	200	300	40	20
			б	Малый Средний	Средний Темный	-	-	200	40	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	-	-	200	40	20
			г	Средний Большой «	Светлый « Средний	-	-	200	40	20
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	40	20

2. Электрические источники света

В настоящее время наибольшее распространение получили два вида ис­точников света: лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания. Основными характеристиками лампы накаливания являются: номинальная мощность, напряжение, световой поток, световая отда­ча, цветность излучения, срок службы.

Световая отдача лампы определяется отношением излучаемого светового потока к ее электрической мощности. У современных ламп накаливания она со­ставляет от 7 до 22 лм/Вт.

Цветность излучения лампы накаливания зависит от температуры нити на­кала. В спектре излучения преобладает видимое излучение в желтой и красной областях спектра при дефиците его в синей и фиолетовой областях по сравне­нию со спектром естественного дневного света.

Лампы накаливания чувствительны к изменению напряжения питающей сети. Так, отклонение напряжения от номинального на ± 1 % вызывает изме­нение светового потока на ±3,9 %, мощности ±1,5 %, светоотдачи ±2,2 %, срока службы ±14 %.Срок службы ламп накаливания около 1000 ч.

Газоразрядные лампы. Подразделяются на люминесцентные лампы (низ­кого давления) и лампы высокого давления. Излучение люминесцентных ламп основано на явлении люминесценции - свечении атомов и молекул инертного газа и паров ртути, возникающего при возбуждении их электрическим полем. Газовый разряд имеет значительно большую световую эффективность по срав­нению с тепловым излучением. Электрическое поле, возникающее между элек­тродами при подключении лампы к электрической сети, воздействует на сво­бодные электроны и ионы газа. Возникает, электрический ток, вызывающий ультрафиолетовое излучение, находящееся в невидимой части спектра. Люми­нофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимое. Тип люминофора определяет и цветность светового излучения лампы.

Для образования газового разряда с помощью стартера на электроды лам­пы подается импульс повышенного напряжения. Поддержание процесса разря­да осуществляется пускорегулирующим устройством, состоящим из дросселя или дросселя и конденсатора. Световая отдача (экономичность лампы) достига­ет 93 лм/Вт.

Средний срок службы — 10 000 ч. Они менее чувствительны к колебаниям напряжения питающей сети. В то же время люминесцентные лампы имеют ряд недостатков: они сложнее ламп накаливания по устройству и стоимость их вы­ше; они требуют специальных мер для снижения пульсаций светового потока и компенсации реактивной мощности; из-за наличия в колбах этих ламп паров ртути их трудно утилизировать.

По спектральному составу светового потока различают лампы белого света (ЛБ), дневного света (ЛД), улучшенного спектрального состава (ЛДЦ), холод­но-белого света (ЛХБ). Технические данные некоторых типов люминесцентных ламп приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Технические данные люминесцентных ламп

Тип лампы	Мощ-	Световой	Световая	Тип лам-	Мощ-	Световой	Световая
	ность, Вт	поток, лм	отдача, лм/Вт	пы	ность, Вт	поток, лм	отдача, лм/Вт
ЛБ-20	20	1 180	59.0	ЛБ-65	65	4550	70,0
ЛХБ-20	20	450	47,5	ЛХБ-5	65	4100	63,1
ЛДЦ-20	20	820	41,0	ЛДЦ-65	65	3050	46,9
ЛБ40	40	3000	75,0	ЛБ-80	80	5220	65,2
ЛХБ40	40	2780	69,5	ЛХБ-80	80	4600	57,5
ЛД-40	40	2340	58,5	ЛД-80	80	4070	50,9

Газоразрядные лампы высокого давления. Принцип их действия осно­ван на явлении излучения светового потока парами металлов при прохождении через них электрического тока. Наибольшее распространение в настоящее вре­мя получили ртутные, натриевые и металлогалогенные дуговые лампы.

Наиболее распространены ртутные лампы высокого давления с исправлен­ной цветностью ДРЛ (дуговая, ртутная, с люминофором). Излучение лампы в области длин волн 610—770 нм. Световая отдача до 55 лм/Вт, срок службы 10000 ч. Для этих ламп не требуется специальных зажигающих устройств, они могут работать в широком диапазоне окружающих температур. Лампы ДРЛ выпускаются мощностью 80 Вт, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт (табл. 2.2.).

Таблица 2.2. Технические данные ламп ДРЛ

Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт
ДРЛ 80	80	3200	40
ДРЛ 125	125	5600	45
ДРЛ 250	250	12500	50
ДРЛ 400	400	22000	55
ДРЛ 700	700	58500	55
ДРЛ 1000	1000	55 000	55

Более совершенными источниками света являются металлогалогенные лампы (МГЛ). Высокие светотехнические показатели МГЛ обеспечиваются тем, что, кроме паров ртути, в них вводятся галогенные соли, обычно йодиды. Такие лампы имеют обозначение ДРИ (дуговая, ртутная, с йодидами металлов). В лампе ДРИ разряд происходит в парах высокого давления йодидов таллия, цезия, натрия и других элементов. Подбор определенной комбинации элемен­тов позволяет получить сплошной спектр излучения лампы и обеспечить высо­кую степень цветопередачи. Лампы ДРИ выпускаются мощностью от 250 до 3500 Вт. Их световая отдача достигает 100 лм/Вт, срок службы более 10 000 ч.

Выпускаются натриевые лампы низкого давления (ДНаО) и высокого дав­ления (ДНаТ). Излучение лампы ДнаО лежит в области длин волн 589-590 нм, что соответствует наивысшей спектральной чувствительности глаза. Световая отдача этих ламп 70 лм/Вт. Лампы ДНаТ имеют близкую к белому свету цвет­ность излучения.

В табл. 2.3. приведены светотехнические данные для некоторых ламп типа ДРИ, ДНаО и ДНаТ.

Таблица 2.3. Технические данные металлогалогенных ламп

Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт
ДРИ250	250	18700	74.8
ДРИ 400	400	МООО	85,0
ДРИ 700	700	59500	85.0
ДНаО 140	140	9800	70,0
ДНаТ 400	400	46000	115,0

Выбор источников света. Электрическое освещение производственных и общественных зданий выполняется, как правило, люминесцентными лампами с учетом особенностей их цветопередачи. Для помещения с высокими требова­ниями к цветопередаче применяются лампы типа ЛДЦ, ЛХБ, ЛЕ, используются при отсутствии специальных требований к цветопередаче — лампы типа ЛБ, имеющие наиболее высокую из люминесцентных ламп световую отдачу. Для местного освещения рекомендуется использовать также лампы накаливания.

Газоразрядные лампы высокого давления ДРЛ применяются для освеще­ния производственных помещений, наружного освещения населенных пунктов.

Натриевые лампы используются для наружного электроосвещения и осве­щения фасадов зданий.