1 Электромагнитное излучение тел.

Волновая теория света — одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории основывается на том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света). и данное поведение света (в виде электромагнитной волны) наблюдается в таких физических явлениях, как дисперсия ()диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление зависимости абсолютного показателя преломления вещества от длины волны света (частотная дисперсия), а также, от координаты (пространственная дисперсия), или, что то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты), дифракция (Дифра́кция во́лн (лат. diffractus — буквально разломанный, переломанный) — явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. с дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн в неоднородных средах, а также при распространении

W=Wэл+Wкол+Wвр (????)

Скорость распространения света С-скорость распределения волны в вакууме,v- cкорость распределения волны в среде

N=c/v –абсолютный показатель преломления в среде.с=300000км сек

Длина́ волны́ — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам .

С уменьшением длины волны скорость распределения в среде уменьшается

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам .

Частота (υ) Гц период Т=1/υ. Длина волны (λ) м.

Частота не меняется при прохождении волны в разных средах. 0,4-0,8 –видимый свет. Ультразвуковое излучение 1 мм — 780 нм (длина волны)

Ультрафиолетовое

380 — 10 мкм

Видимая составляющая излучения диапазон λ: 0,38-0,78 мкм (микрометр)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра

Монохроматический свет – излучение с очень узкой областью длин волн.

Сложные излучения – совокупность монохроматический излучений.

Монохроматическое излучение, действуя на глаз с различной длиной волны образует цвет. Белый цвет это смесь цветов.

Синий 440-485

Феолетов 380-440

53%-видимый свет

3% ультрафеолет

44% остальное

Поток энергии излучения.

Φ(λ) = dФ/dλ =∆Ф/∆d

2.Поток энергии:

. Световой поток — поток световой энергии, оцениваемый по производимому им на нормальный человеческий глаз световому ощущению ; соответствующая энергетическому потоку излучения световая величина, то есть мощность излучения, воспринимаемая нормальным человеческим глазом. Обозначение: Φ_ν Единица измерения СИ: люмен - Для вычисления величины светового потока необходимо проинтегрировать в диапазоне от 380 до 780 нм спектральную мощность излучения Φ_eλ (измеряется в Вт/нм), помноженную на кривую спектральной чувствительности глаза V_λ; результат следует умножить на фотометрический эквивалент излучения K_m=683 лм/Вт:

из интернета.

наибольшая чувствительность глаза при λ₀=555мкм(?) при этом λ₀ v(λ)₀ =1

Тепловые волны глазу не видны. лучше всего виден зеленый свет

Значение функции v(λ) обратно пропорциональны значениям потоков энергии, которые вызывают одинаковые по интенсивности зрительные ощущения.

v(λ₁) (dФ_э)₁= v(λ₂) (dФ_э)₂

v(λ) < 1

v(λ)= v(λ₀) ∙ (dФ_э)₀ / (dФ_э)

Относительная спектральная чувствительность глаза - зависимость чувствительности к излучению среднего нормального глаза от длины волны. Глаз наиболее чувствителен к излучению с длиной волны 555 нм (зеленая часть спектра

световой поток – характеристика интенсивности света с учетом его способности вызывать зрительные ощущения v(λ)

для интервала dλ световой поток определен.

световой поток – поток энергии электромагнитного излучения, оцениваемый по зрительному ощущению. Единица измерения плоского угла-радиан. Радиан-угол под которым видна из центра окружности дуга длинной

Полный угол=2Пr/r =2П

Полный телесный угол 4Пr²/r² =4П измеряется в стерадианах. Телесный угол - совокупность лучей исходящих из общей вершины

. Теле́сный у́гол — часть пространства, которая является объединением всех лучей, выходящих из данной точки (вершины угла) и пересекающих некоторую поверхность (которая называется поверхностью, стягивающей данный телесный угол).-интернет.

3.То́чечный исто́чник све́та — источник, излучающий свет по всем направлениям равномерно и размерами которого по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие, можно пренебречь.

Фотометрические величины и единицы

Фотометри́ческая величина́ — аддитивная физическая величина, определяющая временно́е, пространственное, спектральное распределение энергии оптического излучения и свойств веществ, сред и тел как посредников переноса или приемников энергии

К ним относятся: световой поток, сила света, световая энергия, светимость, яркость, освещенность.

Световой поток (Φ_ν) – поток энергии электромагнитного излучения, оцениваемый по зрительному ощущению. Единица измерения плоского угла-радиан. Радиан-угол под которым видна из центра окружности дуга длинной Полный угол=2Пr/r =2П

Теле́сный у́гол — часть пространства, которая является объединением всех лучей, выходящих из данной точки (вершины угла) и пересекающих некоторую поверхность (которая называется поверхностью, стягивающей данный телесный угол).-интернет. Полный телесный угол 4Пr²/r² =4П измеряется в стерадианах. Телесный угол - совокупность лучей исходящих из общей вершины.

Си́ла све́та — это поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется. Телесный угол нужно выбирать таким образом, чтобы поток в нём можно было считать равномерным, тогда сила света источника по определённому направлению численно равна световому потоку, заключённому в единичном телесном угле. - интерннет

Сила света (I)-пространственная плотность светового потока, определяемая отношением светового потока dФ к телесному углу dΩ (омега) с вершиной в точке расположения источника, в пределах которого равномерно распределяется этот поток. I=dФ/dΩ dФ-световой поток, излучаемый источником в пределах телесного угла dΩ Если сила света не зависит от направления, то источник света называется изотропным.

I=ф/4П Если световой поток испускается точечным источником равномерно по всем направлениям, то есть истинная сила света точечного источника по любому направлению.-из интернета

Единица измерения СИ: кандела (кд)=Ватт (Вт)(или Люмен (лм))/ Стерадиан (ср)

Кандела(кд) – сила света, излучаемая в в перпендик направлении 1/600000 м(квадратных) поверхности АЧТ (абсолютно черного тела)при температуре затвердевания платины (2046,5к). излучение АЧТ близко к излучению платины. Солнце I = 3*10 ¹⁷искра от костра I=10 ^-4 - 10^-5

Единица измерения светового потока – люмен

1лм=1кд:1ср. люмен равен световому потоку, излучаемому изотропным источником с силой света в 1кд в пределах телесного угла 1ср. Величина 0,00146 Вт/лм-механический эквивалент света.

Световому потоку в 1 лм, образованному излучением с другой длиной волны соотв поток энергий Фэ = 0,00146/ v(λ) Освещенность-(E) световой поток падающий на площадь. Е=dФпад/dS (люкс) 1лк =1лм:1м²

Зависимость освещенности от расстояния от силы света и от источника. dФ=I*dΩ dΩ=dScosα/r²

E=dФ/dS = IdΩ/dS = I*dS cosα/ dS *r² = I* cosα/r²

E=Icosα/ r²

I-сила источника света

α угол наклона тела по отношению к источнику

r -расстояние от источника.

Освещение обратно пропорционально квадрату расстояния от источника

100 000 лк-солнечный день;10-300лк в комнате.

Коэффициент естеств освещенности КЕО

Е=Ем/Ен*100%

Ем-освещенность в помещении при ест освещении

Ен освещенность от открытого небосвода в этот же момент.

Яркость – характеристика излучения света в заданном направлении

В=I/∆S*cosς(тетта)

Яркость – физ величина, численно равная отношению силы света от элементарной поверхн ∆S в данном направлении к проекции площадки ∆S на плоскость перпендикулярную к взятому направлению.

I=dФ/dΩ B=I/∆S cosς = dФ/ dΩ∆S cosς

(наим глазом воспринимается яркость, а не освещенность)

Восприятие яркости глазом E=τ * B * F/l²

Зрительное ощущение зависит от расстояния до светящейся поверхности.

Зависит от

-яркость светящейся поверхности

- раскрытия зрачка

- глубины глаза τ-коэф светопропуск

dФ=В(ςφ) *(умножить) dΩ ∆S cosς

яркость зависит не только от угла направления но и от азимута φ

Источники, яркость которых одинакова по всем направлениям (B=const) наз ламбертовскими или косинусными.

1кд/м² – ед яркости .

4.Геометри́ческая о́птика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах.

Краеугольным приближением геометрической оптики является понятие светового луча. В этом определении подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света-интернет.

4 закона:

1.в однородной среде свет распространяется прямолинейно если проход через мален отверстие, то наблюд отклонение от прямолин.

2.лучи при пересечении не возмущ друг друга. пересечение лучей не мешает каждому.

3.отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучем и нормалью, восстаносленной в точке падения, угол отражения.

4. преломл луч лежит в одной плоскости с падающим лучем и нормалью, восстановленной в точке падения.

Отношение sin угла падения к sin угла преломления- величина постоян для данных веществ.

Предельный угол падения

При переходе из более плотн среды в менее плотнуу угол преломления превыш угол падения

При некот знач угла падения угол преломления =90градусов – луч начинает полностью отражаться. 24-самый большой показатель преломления.

5Светотехнические показатели материалов

-способность материалов отражать, поглащать, пропускать и преломлять падающий на них световой поток

-изменение спектрального состава света при пропускании и отражении светового потока

-расппределение в пространстве пропущенного и отраженного света

Отражение, пропускание и поглощение света.

Тело пропускает световой поток Фτ, отражает световой поток Фρ и поглощает световой поток Фα.

Ф=Фτ+Фρ+Фα

L= Фτ/Ф+Фρ/Ф+Фα/Ф

Коэф пропуск света τ = Фτ/Ф, отражение ρ= Фρ/Ф , поглощения α= Фα/Ф

Коэффициент поглощения света l= α+ ρ+ τ

Если отсутствует поглощение света α=0, то свет.при нормальном падении лучей

Проходит 92% света

3 вида отражения и пропускания света

1.направленное.- отражение от зерк поверх пропуск через лист стекло

2.рассеянное или диффузное.- Отражение от отштукатуренных стен, молочное стекло.

3.рассеянно-направленное - отражение полуматовой поверхности (отделка маслян краской) пропускание через волнистое стекло.

При первом угол отражения = углу падения.

Диффузное отражение и пропуск:

Билет 6. Строение глаза и работа сетчатки. Аккомодация. Адаптация. Восприятие света человеком.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму, что облегчает его повороты для наведения на рассматриваемый объект и обеспечивает хорошую фокусировку изображения на всей светочувствительной оболочке глаза - сетчатке. На пути к сетчатке лучи света проходят через несколько прозрачных сред роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Определённая кривизна и показатель преломления роговицы и в меньшей мере хрусталика определяют преломление световых лучей внутри глаза. На сетчатке получается изображение, резко уменьшенное и перевернутое вверх ногами и справа налево .

Схема строения глаза человека и изображение предметов на сетчатке:

1 — белочная наружная оболочка;

2 — сосудистая оболочка;

3 — сетчатка;

4 — стекловидное тело;

5 — хрусталик;

6 — ресничная мышца;

7 — роговица;

8 — радужная оболочка;

9 — зрачок;

10 — водянистая влага (передняя камера);

11 — зрительный нерв

Изображение действительное, уменьшенное и обратное (перевернутое).

Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению объектов, расположенных на разном расстоянии (подобно фокусировке в фотографии). Для ясного видения объекта необходимо, чтобы его изображение было сфокусировано на сетчатке. Главную роль в аккомодации играет изменение кривизны хрусталика, т.е. его преломляющей способности. При рассматривании близких предметов хрусталик становится более выпуклым. Механизмом аккомодации является сокращение мышц, изменяющих выпуклость хрусталика.

Зрительная адаптация — приспособление глаза к различным условиям ​освещения (к дневному свету, сумеречному свету и темноте). Различают два вида адаптации – темновую и световую.

Механизмы адаптации

-измениние отверстия зрачка

-перемещением темнового пигмента в слоях сетчатки

-различной реакцией палочек и колбочек

Сокращение зрачказа 5 с,расширение за 5 мин.Перемещение темнового пигмента в слоях сетчатки защищает рецепторы избыточного светового раздражения.

Сетчатка содержит светочувствительные элементы, которые распределены неравномерно: в центре преобладают колбочки, а по мере удаления к периферии – палочки.

Палочки обладают высокой степенью чувствительности к видимому излучению, действуют обычно при низкой освещенности (осуществляют сумеречное зрение) и не реагируют на цвета. Колбочки менее чувствительны к свету, действуют в дневное время и способны воспринимать цвета (осуществляют дневное зрение).

Для зрительного анализатора как функциональной системы конечным результатом действия является восприятие окружающего мира, которое возможно только при наличии света .

Рис.4.1. Восприятие отраженного света глазом 1 – освещенность, 2 – яркость.

Билет 7. Характеристики естественного освещения. Действие естественного осещения на человека. Основные законы строительной светотехники. Закон проекции телесного угла. Закон светотехнического подобия.

Характеристики естественного освещения

1. Уровень освещения на поверхности

2. Распределение яркости на кажущейся поверхности неба 3. Спектр свойств света, излучаемый разными участками неба

4. Динамичность освещения

Действие естественного осещения на человека

1. Психофизиологическое, определяет возникновение зрительных образов.

2. Морфофункциональное, не связанное с возникновением зрительных образов

3. Бактерицидное, разрушение живых тканей, умерщвление микроорганизмов бактерий

Основные законы строительной светотехники

1. Закон проекции телесного угла 2. Закон светотехнического подобия 3. Закон эффективности светопроемов 4. Закон сложения освещенностей.

Закон проекции телесного угла

Освещенность создаваемая равномерно светящейся поверхностью равна и яркости, умноженной на площадь проекции на освещаемую плоскость того телесного угла, под которым видна эта поверхность из точки для которой определяют освещенность.

- Площадь проекции телесного угла- площадь проекции поверхности частей сферы единичного радиуса которую высекает телесный угол.

Рабоч. поверхность горизонт, провед из точки М как из центра полусферы одинак яркости В причем r=1

Закон светотехнического подобия.

Освещение в какой либо точке зависит не от абсолютных размеров, а от относительных.

(Освещенность в точке от светящейся поверхности зависит не от абсолютных ее размеров, а от относительных. Или, светящиеся равнояркие поверхности разных размеров могут создать в точке одинаковую освещенность, если площади проекции их телесных углов, описанных из точки по их контуру, будут равны)

Билет 8. Коэффициент естественной освещенности (КЕО). Геометрический КЕО. Графики А.М. Данилюка. Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) — относительная характеристика естественной освещённости, выражаемая отношением освещённости, создаваемой светом неба в заданной точке внутри помещения (непосредственно или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости под открытым небом

Ем- Освещенность в помещении при естественном освещении.

Ен- Освещенность от открытого небосвода в этот же момент

Геометрический КЕО.- Если точка N располагается на открытой поверхности и освещается всем небосводом, то проекция телесного угла на горизонт. Поверхность πR² при r=1 , проекция равна П, тогда Еn=Bπ, если в точке М в помещении знач. КЕО в точке М

КЕО-геометр. Т.к он определяется размерами светопроема и не зависит от распределения яркости по небосводу.

КОЭФФИЦИЕНТ ЕСТЕСТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ — отношение естественной освещенности, создаваемой в рассматриваемой точке внутри помещения светом, прошедшим через световой проем и исходящим непосредственно от равномерно яркого неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности под открытым небосводом; при этом участие прямого солнечного света в создании той или др. освещенности исключается. Выражается в процентах.

график данилюка

Определение геометрического КЕО по графикам А.М.Данилюка

Геометрические коэффициенты естественной освещенности εб и εзд

определяются по графикам А . М . Данилюка .

Первый график позволяет учесть высоту оконного проема и определить

количество лучей n1 , попадающее в помещение от прямого солнечного света .

Для этого условную рабочую поверхность на поперечном разрезе помещения необходимо совместить с нижней гранью 1-го графика . Расчетную точку совместить с нулевой точкой графика . Оконный проем при этом находится

слева или справа от вертикальной оси графика . Количество лучей n1 – количество лучей, прошедшее в помещение по высоте оконного проема (лучом считается расстояние между двумя сплошными линиями, расстояние между штрихпунктирными линиями равно 0,1 луча; удобнее производить подсчет лучей по верхней и боковым граням графика , где хорошо просматриваются все лучи). Если часть окна затеняется рядом стоящим зданием, то, помимо прямого солнечного света, учитывается свет, отраженный от рядом стоящего здания.

Количество лучей n11 определяется аналогичным образом

Второй график А . М . Данилюка позволяет учесть ширину оконного проема. Предварительно, по 1-му графику А . М . Данилюка определяется номер полуокружности с , на которой находится середина оконного проема

Схему плана помещения необходимо наложить на 2-й график А . М . Данилюка таким образом, чтобы окно «смотрело» вверх . Ось графика должна быть совмещена с условной рабочей поверхностью. Грань окна необходимо совместить с горизонталью, номер которой равен номеру полуокружности с на 1-ом графике А . М . Данилюка . Количество лучей n2–количество лучей, прошедшее в помещение по ширине оконного проема. Если часть окна затеняется рядом стоящим зданием, то, помимо прямого солнечного света,

учитывается свет, отраженный от рядом стоящего здания. Количество лучей

n21 определяется аналогичным образом

Непостоянство в помещениях естественного освещения во времени вызвало необходимость ввести отвлеченную единицу измерения естественной освещенности, называемую коэффициентом естественной освещенности.

Коэффициент естественной освещенности представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода

Билет 9.Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрич. КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затемнения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя яркость небосвода - Это яркость которая будучи равномерной на всем небосводе обеспечивает ту же освещенность на открытой площади, что и реально распределяет яркость Bср= En/ π

Относительная яркость небосвода - Зависит от угловой высоты участка и определяется

Не зависит от азимута, определяется при облачности 10 баллов.

Относительная яркость небосвода в зените

Расчет КЕО по известному значению геометрич. КЕО

-Для точки N на открытых площадках

-Для точки М в помещении

Ѳ-угол под которым видна середина оконного проема

Учет отраженной составляющей КЕО –

Для точки М в помещениях Ем= Е прям + Е отраж, ем=е прям +е отраж

r- коэф учитывающий повышение КЕО, благодаря свету отраженному от внутренней поверхности.

Учет затемнения окон при расчете КЕО

Т1-коэф светопропускания м-па

Т2-коэф учитывающий потери света в переплетах светопроема

Т3 –коеф учитывающий потери света в несущих конструкциях при боковом освещении

Т3=1

Т4-коэф учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах

Кз- коэф запаса Кз=1.2

Учет влияния противостоящего здания

К зд- коэф. Учитывающий изменение внутри отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий.

Вф –средняя относительная яркость фасада противост. здания.

ε ‘ –геометр. КЕО в распечатной точке при боковом освещении, учитывающей свет, отраженный фасадами зданий противост. застройки.

? Расчет КЕО по формуле СП.

СП 23-102-2003. Естественное освещение жилых и общественных зданий

Настоящий Свод правил по проектированию естественного освещения жилых и общественных зданий разработан в развитие СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение

Билет 10 Нормирование естественного освещения.

Нормативное значение КЕО

территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Свой коэф mn

В жилых -0.5/в классах -1.5/в выставочных залах-0.7/в раб.здан,офисах-1/ в читальных залах-1.2/в проект залах-1.5

Уровень расч точки

1)на уровне пола 2)на уровне условной рабоч поверх(0.8 м от уровня пола)

(Нормирование естественного освещения делается при помощи коэффициента естественной освещенности либо сокращенно КЕО: е=(Ев/Ен)100%, (6.1) где е - коэффициент естественной освещенности, %; Ев - освещенность внутри помещения, лк; Ен -одновременная освещенность рассеянным светом снаружи)

Согласно санитарным нормам и правилам, помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественную освещенность, кроме тех помещений, где воздействие естественного света противопоказано по технологическим причинам или где пребывание людей кратковременное. Запрещается для отапливаемых зданий предусматривать площадь световых проемов более, чем требуется по нормам, за исключением витрин с экспозиционными площадками. Освещенность земной поверхности при высоком стоянии солнца изменяется от 100000 до 200000 люкс. Естественная освещенность внутри зданий гораздо меньше чем снаружи. Различают следующие виды естественной освещенности:

- боковое – освещение через световые проемы в стенах зданий

- верхнее – освещение через световые проемы в верхнем перекрытии здания

- комбинированное – освещение, которое сочетает верхнее естественное освещение с боковым.

Естественная освещенность колеблется в очень широких пределах и зависит от времени года, времени суток, атмосферных условий, географических координат. Это обстоятельство не позволяет устанавливать норму освещенности в абсолютных величинах. Поэтому для оценки освещенности принята относительная величина, выражающаяся в % и называемая коэффициентом естественно освещенности.

При нормировании нормируется коэффициент естественного освещения в зависимости от вида освещения:

1) При одностороннем, боковом естественно освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественного освещения в точке расположенной на расстоянии 1 метр от стены, наиболее удаленной от световых проемов.

2) При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественного освещения в средней точке помещения.

3) При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение коэффициента естественного освещения в первой и последней точке, не принимаются на расстоянии 1 метр от поверхности стены или перегородки.

Территория России делится на несколько световых поясов. Все пояса светового климата характеризуются:

1) Коэффициентом светового климата, учитывающим особенности светового климата.

2) Коэффициентом солнечности климата, учитывающим заполненный световой поток, проникающий через световые проемы в течение года.

Нормирование значений коэффициента естественного освещения для зданий располагаемых в конкретном световом поясе может быть определена по формуле:

, где

е_Н – значение коэффициента естественного освещения, который находится по таблице.

m – коэффициент светового климата

с – коэффициент солнечности

11. Расчёт КЕО методом световых потоков. Предварительное определение светопроёмов.

КЕО- коэф естественной освещённости. Предварительно определение площади световых ( потоков) проемов при боковом освещении.

- небо облачное и равномерно яркое

- не учит особенности отражения света от поверхности земли и др зданий

- не учит затемнение от др зданий

- не рассматр светоклиматические особенности местности

Освещённость

- световой поток, проникающий через окно: -коэф светопропускания окна

- световой поток, падающий на пол:

По закону сохранения энергии :

;; Где -нормативное значение

- коэф учитыв отраженную сост КЕО

Сейчас их рассматривают по графикам отношений Аокн и А пол

Если виды окон другие, то нужно делить на коэф К1 (из нормативов)

- коэф, учит повышение КЕО благодаря отраженному свету

;

- глубина помещения -длина помещения-расст от внутр поверхности стены до расчётной точки-средневзвешенный коэф отраж внутр поверхности помещения

Световая характеристика окон

Последовательность предвар определения :

Определяется нормируемое КЕО для помещения

Определяется глубина помещения и по ним значением

На графике сначала берут отношение , ведут до пересечения с нормированным КЕО и опред. значение. Коррекция на

Разделив найденное значение на 100 и умножив на площадь пола

12. Инсоляция. Положительное и отрицательное действие инсоляции. Нормирование продолжительности инсоляции.

Инсоляция – совокупность светового, ультрафиолетового и теплового действия солнца.

''+ ''- гигиеническая( убивает микробы)

психолог( повышение настроения)

тепловое ( в отопит период снижает нагрузку на отопит систему)

''-'' - перегрев помещений - нагрузка на сист кондиционирования - ослепляющее действие

- воздействие УФ излуч( УФ А- витамин D, УФ В- загар)

Инсоляция нормируется:

- жилые здания - детсад, дошкол учреждения – учебн - лечебно- и санаторно- оздоровительные

- учр соц обеспечения

Расделится на 3 заип : - северн 22.04-08

- центр 22.03-22.09

- южная 27.02-27.10

Расч день- день начала или окончания периода

Нормируема продолжительность непрерывн инсоляции:

- сев- не менее 2.5ч - центр- не менее 2ч - юж- не менее 1.5ч

Требование к инсоляции жилых зданий: нормируемая продолжительность должна быть обеспечена:

- не менее чем в одной комн 1-3 комн квартире

- не менее чем в двух комн 4-х и более комнатн. квартир.

Допустим изменение продолжит инсоляции. При прерывности инсоляции суммарная её продолжит увеличив на 0.5ч.

Продолжит инсоляции снижается на 0.5ч дня северной и центр зоны если инсолируется:

- в 2-3 комн не менее 2 комн,

- в 4 и более не менее 3 комнат.

Требование к инсоляции зданий общижитий. Нормир продолжит инсоляции должна не менее 60%

Требования к инсоляции общ. зданий:

- здания ДДУ-(групповые, игровые, изоляторы, палаты); - здания школ( классы, кабинеты);

-здания ЛПУ ( не менее 60% палат);- зданий учрежд соц обеспеч( палаты, изоляторы).

Допуск. отсутствии инсоляции в учебн. кабин:

- информатики, -физики, -химии - рисования и черчения

Требования к инсоляции территорий не менее 3ч на 50% территории площадок:

14. Основные показатели источников искусственного освещения.

Основ светотехнич характеристики приборов

- кривые силы света( КСС)

- соотношение патоков излуч в ниж и верх полусферы

- коэф полезного действия

КСС( кривая силы света)- графич изображение распредел света в пространстве, предст в виде графика I( a/b), a и b- углы распростр светового потока в продольной и поперечной плоскостях.Чем больше она напоминает овал вдоль верт оси, тем уже кривая, тем освещенней центр овала

Светов. приборы деляться на классы: в зависимости от того, какую долю всего потока светильника составл. световой поток ниж. полусферы.

прям света рассеян света отражённого света

В зависимости от доли дел на 5 кл:

- прямого свет потока> 80% - преимущ прямого 60-80% - рассеянного 40-60% - преимущ отраж - отраженной

Световая отдача- гл. характер. энергоэкономичности лампы.

Отношен светового потока к её мощности

Отнош излучаемого светового потока к потребляемой мощности.

Визуальная сигнализация

- выс устойчив к механич воздействиям и их работоспос в интервале от -55 до 100 С

Расчёт кол-ва лампы по светов потоку.

Треб суммар поток

- треб освещен - площадь помещения-коэф запаса- коэф использ осветит установки

Треб. кол-во светильников

-светов поток одной лампы, лм - число ламп в одном светильнике

Ступени освещён.-нормиров значение освещенности.

Оптимальная освещ

- коэф отраж фона, - размер углов объекта в минутах

15. Пламенные источники света. Их достоинства и недостатки.

- лучина – факел – свечи - светильник с ламповым стеклом - керосиновые лампы

Лучина — это тонкая длинная щепка сухого дерева. Для получения лучинполенощепили, т.е. разделяли на щепы. Чтобы получить большесветаодновременно жгли несколько лучин. Их закрепляли всветец. Это специальное металлическое приспособление, вбивавшееся нижним заострённым концом в чурбак или иную подставку. Под лучины ставили сосуд с водой.Водаотражала и множила свет, а также предохраняла отпожара, который могли вызвать падающиеугольки.

Факел (нем.Fackel,лат.facula) — вид светильника, способный обеспечить продолжительный интенсивный свет на открытом воздухе при всякойпогоде. Простейшая форма факела — пучокберестыили лучин из смолистых пород деревьев, связка соломы и т. п. Дальнейшим усовершенствованием является применение различных сортовсмолы,воскаи т. п. горючих веществ. Иногда эти вещества служат простой обмазкой для факельного остова (роль которого играет дерево, пучокпаклии т. п.). В виде факела сжигают также отходы химических производств.

Факел был хорош когда надо было освещать довольно большое поиещение, но не годился для освещения жилого помещения: он сильно коптил, сравнительно быстро прогорал и также требовал много горючего материала.

Свеча́ — приспособление для освещения, имеющее чаще всего вид цилиндра из твердого горючего материала, который в растопленном виде подводится к пламени с помощью фитиля. Горючим материалом может служить:сало,стеарин,воск,парафиниспермацет; в настоящее время это чаще всего смесь парафина с различными добавками. Фитиль пропитывают растворами селитры, хлористого аммония, борной кислоты.Существуют также декоративные свечи различной формы и окраски.

Свечи применяются как источник освещенияначиная с III тысячелетия до н. э. До появления и распространенияэлектричестванаряду слампадамиэто был основной источник освещения. Свечи используются в этом качестве и на началоXXI векапри осутствии электричества.Поскольку электрические источники освещения вытесняют все прочие, то на первый план выходят другие способы применения свечей. Свечи широко используются вдекоративныхцелях, как украшения. Также часто их используют для созданияромантическойатмосферы.Ароматизированныесвечи и свечи из пчелиного воска (источающие природный аромат) используются и для наполения помещениязапахом.

И лучина, и свечи и светильники горели неярко и относительно недолго и не могли заменить факел. На смену факелу в сер 19в пришёл газовый рожок, в кот сжигался светильный газ.( стала возможной организация качественного уличного освещения)

Кероси́новая ла́мпа — светильник на основе сгорания керосина— продукта перегонкинефти. Принцип действия лампы примерно такой же, что и умасляной лампы: в ёмкость заливается керосин, опускается фитиль. Другой конец фитиля зажат поднимающим механизмом в горелке, сконструированной таким образом, чтобы воздух подтекал снизу. В отличие от масляной лампы, у керосиновой фитиль плетёный. Сверху горелки устанавливается ламповое стекло — для обеспечениятяги, а так же для защиты пламени от ветра.После широкого внедрения электрического освещения по плануГОЭЛРОкеросиновые лампы используются в основном в российской глубинке, где частоотключают электричество, а также дачниками и туристами.Первая керосиновая лампа была описанаАр-Разив Багдаде IX века. Современная керосиновая лампа была изобретена аптекарямиИгнатием ЛукасевичемиЯном Зехомв1853году воЛьвове.

''- '' Однако еще долго у нее оставалось слабое место, которое пытались устранить на протяжении многих лет и от которого зависела эффективность освещения, - механизм регулировки поднятия и опускания фитиля. Также в течение долгого времени совершенствовались материал, из которого изготавливался фитиль, и его форма.

Недостатками керосиновых ламп явл сильный и проникающий повсюду запах, издаваемый керосином, а также его высокая пожароопасность

13. Солнцезащита. Функции солнцезащиты. Расчёт солнцезащитных устройств

Солнцезащита должна противодей­ствовать слепящему воздействию солнечных лучей и уменьшать теп­ловое излучение.

Если в южных широтах небольшой по размеру оконный проем пропус­кает достаточно света в помещение, то в странах, расположенных в средних широтах, желательно боль­шое окно, пропускающее много рас­сеянного света. Южные окна на 50° северной ши­роты летом при угле стояния солн­ца в 30° имеют полноценную солн-цезащиту. При необходимо­сти можно установить жалюзи из плоских реек (алюминий, дерево, пластмасса), расстояние (может ме­няться) между которыми чуть мень­ше чем их ширина; маркизы и мар-кизолетты.

Угол стояния солнца о1 и угол тени а ниже 50° градусов север­ной ширины (Франкфурт-Швай-нефурт)рис[5], [6]. 21 июня (день летнего солнцестоя­ния) в полдень о1 = 63°, о = 27°; 1 мая и 31 июля в полдень о1 = 50°, а = 40° ; 21 марта и 21 сентября (дни весеннего и осеннего равно­денствия) в полдень а1 = 40°, о = = 50°.

Размер выноса А = tg a x H (высота окна); минимальный размер А = = tg а х Н - D (толщина стены).

Солнцезащитные устройства — средства защиты от избыточного количества солнечных лучей (неблагоприятной инсоляции); ими служат специальные архитектурно-конструктивные устройства в виде решётчатых экранов на балконах и лоджиях, подъёмных и раздвижных жалюзи, козырьков над окнами, специальных солнцезащитных стёкол и др.

Солнцезащитные средства, солнцезащита, совокупность архитектурно-планировочных, конструктивных и технических средств и мероприятий, используемых для защиты от неблагоприятного действия инсоляциии создания комфортных условий световой и тепловой среды (микроклимата) в зданиях (сооружениях) и на открытых территориях населённых мест. К архитектурно-планировочным С. с. относятся: рациональная ориентация зданий (а также оконных проёмов и фонарей) и уличной сети относительно сторон горизонта, устройство галерей и глубоких лоджий, озеленение и обводнение территорий с наиболее продолжительной и интенсивной инсоляцией, озеленение фасадов зданий, светлая окраска наружных ограждающих конструкций зданий и окраска внутренних поверхностей помещений в «холодные» тона (в южных районах), покрытие дорог и тротуаров нетеплоёмкими материалами и др. Конструктивные С. с.: солнцезащитные устройства — стационарные (рис. 1) и регулируемые (рис. 2); использование в качестве материалов для заполнения световых проёмов зданий теплоотражающих, теплопоглощающих и светорассеивающих стекол и пластмасс; применение в конструкциях наружных стен теплоизоляционных материалов (например, минеральной ваты, стекловолокна и др.) и воздушных прослоек; устройство защитного (водоизолирующего) слоя на плоских покрытиях и др. К техническим С. с. относятся кондиционирование воздуха, радиационное охлаждение и т.п.

  Основные требования, предъявляемые к С. с.: защита от перегрева в жаркое время года и суток и от слепящего действия солнечного света в течение всего года; обеспечение необходимого (нормируемого) уровня освещенияи инсоляции помещении; возможность их сквозного проветривания через световые проёмы, а также видимость внешнего пространства из помещений; экономическая целесообразность. Наилучший солнцезащитный эффект достигается при ограничении инсоляции помещений через световые проёмы комплексным применением наружных регулируемых жалюзи и теплоотражающего стекла в наружном переплёте окна. Выбор рациональных видов С. с. производится на основе соответствующих измерений и расчётов.

16. Развитие электрического освещения. Лампы накаливания и их характеристики. Галогенные лампы накаливания и их характеристики.

История электрического освещения началась в 1870 году с изобретения лампы накаливания, в которой свет вырабатывался в результате поступления электрического тока. Самые первые осветительные приборы, работающие на электрическом токе появились в начале XIX века, когда было открыто электричество. Эти лампы достаточно неудобными, но, тем не менее, их использовали при освещении улиц. И, наконец, 12 декабря 1876 года русский инженер Павел Яблочков открыл так называемую "электрическую свечу", в которой две угольные пластинки, разделенные фарфоровой вставкой, служили проводником электричества, накалявшего дугу, и служившую источником света. Лампа Яблочкова нашла широчайшее применение при освещении улиц крупных городов. Точку в разработке ламп накаливания поставил американский изобретатель Томас Альва Эдиссон. В его лампах использовался тот же принцип, что и у Яблочкова, однако все устройство находилось в вакуумной оболочке, которая предотвращала быстрое окисление дуги, и поэтому лампа Эдиссона могла использоваться достаточно продолжительное время.

Источники света всегда будут совершенствоваться во времени, пока человечество живо.

1913 г. -Газонаполненная лампа Лангье с вольфрамовой спиралью.

1931 г.- Пирани изобретает натриевую лампу низкого давления.

1958 г. - Первые галогенные лампы накаливания.

1961 г. - Натриевые лампы высокого давления.

1982 г. - Галогенные лампы накаливания низкого напряжения.

1982 г. - Галогенные лампы накаливания низкого напряжения.

1983 г. - Компактные люминесцентные лампы.

Таблица 2. Некоторые характеристики источников излучения

Тип источника излучения	Мощность, Вт	Световой поток, лм	Световая отдача, лм\Вт	Срок службы, час.
Вакуумные и газонаполненные лампы накаливания общего назначения	15-1 000	85-19 500	5-19,5	1 000
Галогенные лампы накаливания общего назначения	1 000-2 000	22 000-440 000	22	2 000-3 000
Ртутные разрядные люминесцентные лампы	15-80	600-5 400	40-65	1 000-15 000
Ртутные лампы высокого давления	80-2 000	3 400-120 000	40-60	10000-15 000
Ртутные лампы сверхвысокого давления	120-1 000	4 200-53 000	35-53	100-800
Металлогалогенные лампы	250-3 500	19000-350000	75-100	2 000-10 000
Натриевые лампы низкого давления	85-140	6 000-11 000	70-80	20 000
Натриевые лампы высокого давления	50-1 000	25000-47000	100-115	10000-15 000
Ксеноновые лампы	50-10 000	35700-2088 000	18-40	100-800

Лампа накаливания - Лампа накаливания состоит из цоколя, контактных проводников, нити накала, предохранителя и стеклянной колбы, заполненной буферным газом и ограждающей нить накала от окружающей среды. Стеклянная колба защищает нить от сгорания в окружающем воздухе. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала нити. Для ламп большей мощности требуются колбы большего размера, для того чтобы осаждаемый материал нити распределялся на большую площадь и не оказывал сильного влияния на прозрачность. Нить накала в первых лампах делалась из угля (точка сублимации 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из осмиево-вольфрамового сплава. Провод часто имеет вид двойной спирали, с целью уменьшения конвекции за счёт уменьшения ленгмюровского слоя.

Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U·I , или P=U²/R. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40-50 микрон.

Галогенная лампа

Добавление в буферный газ паровгалогенов(бромаилийода) повышает время жизни лампы до 2000—4000часов. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000К. Эффективность галогенных ламп достигает 28лм/Вт.

Иод(совместно с остаточнымкислородом) вступает в химическое соединение с испарившимисяатомамивольфрама. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё.

трансформатор и электронный инвертор для питания 12-вольтных галогеновых ламп

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать в очень компактном виде. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Ввиду высокой температуры колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают в процессе работы, оставляя почернения. Это ведёт к локальным повышениям температуры колбы, которые могут послужить причиной её разрушения. Также из-за высокой температуры, колбы изготавливаются из кварцевого стекла.

Новым направлением развития ламп является т. н. IRC-галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное(тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. По данным фирмыOSRAM, потребление энергии снижается на 45 %, а время жизни удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой)[1].

Хотя IRC-галогенные лампы не достигают эффективности ламп дневного света, их преимущество состоит в том, что они могут быть использованы как прямая замена обычных галогенных ламп.

17. Явление люминесценции. Люминесцентные лампы и их характеристики. Компактные люминесцентные лампы и их характеристики.

Люминесценция — свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке. Особого внимания люминесценция не привлекала вплоть до 1948 года, когда советский учёный С. И. Вавилов предложил использовать люминесценцию в анализе химических веществ. В быту явление люминесценции используется, главным образом, в люминесцентных лампах и электронно-лучевых трубках кинескопов.

Люминесцентное свечение тел принято делить на следующие виды:

-фотолюминесценция— свечение под действием света (видимого и УФ-диапазона). Она, в свою очередь, делится на -флуоресценцию(время жизни 10^-9-10^-6 с); =фосфоресценцию(10^-3-10 с); -хемилюминесценция— свечение, использующее энергию химических реакций; -катодолюминесценция— вызвана облучением быстрыми электронами (катодными лучами); -сонолюминесценция— люминесценция, вызванная звуком высокой частоты; -рентгенолюминесценция — свечение под действием рентгеновских лучей. -радиолюминесценция— при возбуждении вещества γ-излучением;

-триболюминесценция— люминесценция, возникающая при растирании, раздавливании или раскалывании люминофоров. Триболюминесценция вызывается электрическим разрядами, происходящими между образовавшимися наэлектризованными частями — свет разряда вызывает фотолюминесценцию люминофора.

-электролюминесценция- возникает при пропускании электрического тока через определенные типы люминофоров.

В настоящее время наиболее изучена фотолюминесценция.

У твердых тел различают три вида люминесценции:

-мономолекулярная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в пределах одного атома или молекулы;

-метастабильная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в пределах одного атома или молекулы, но с участием метастабильного состояния;

-рекомбинационная люминесценция — акты возбуждения и испускания света происходят в разных местах.

Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины волны возбуждающего её света. Наиболее простые — атомные спектры, в которых указанная выше зависимость определяется только электронным строением атома. Спектры молекул гораздо более сложные вследствие того, что в молекуле реализуются различные деформационные и валентные колебания. При охлаждении до сверхнизких температур сплошные спектры люминесценции органических соединений, растворенных в определенном растворителе, превращаются в квазилинейчатые. Это явление получило название эффекта Шпольского. Это ведёт к снижению предела обнаружения и повышению избирательности определений, расширению числа элементов, которые можно определять люминесцентным методом анализа.

Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает тлеющий электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000^[1]-20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.

Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

Компа́ктная люминесце́нтная ла́мпа — люминесцентная лампа, имеющая меньшие размеры по сравнению с колбчатой лампой и меньшую чувствительность к механическим повреждениям. Зачастую встречаются предназначенными для установки в стандартный патрон для ламп накаливания.

Первые компактные люминисцентные лампы появились на рынке в конце 1980-х.

Компактные люминисцентные лампы содержат ртуть и требуют особой утилизации. Перегоревшие люминесцентные лампы можно отнести (в г. Москва) в свой районный ДЕЗ или РЭУ, где установлены специальные контейнеры. Там их должны бесплатно принять. В дальнейшем перегоревшие лампы централизованно сдаются на специальные предприятия, которые и занимаются их переработкой. Основанием для того, чтобы в ДЕЗе приняли у вас лампы, является Распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп»^[1] от 20 декабря 1999 г. № 1010-РЗП.^[2] К сожалению, в России на проблему утилизации, обычно, не обращают внимания и лампы часто выбрасываются вместе с обычным мусором.

По сравнению с лампами накаливания имеют более долгий срок службы и расходуют меньше электроэнергии (в среднем до 80 % экономии).

Благодаря применению электронного балласта имеют улучшенные характеристики по сравнению с традиционными люминесцентными лампами — мгновенное включение, отсутствие мерцания и жужжания. Также существуют лампы с системой плавного запуска. Система плавного запуска планомерно увеличивает интенсивность света при включении в течение 1-2 секунд: это продлевает срок службы лампы и позволяет избежать эффекта «временной световой слепоты».

Компактные люминесцентные лампы различаются по типу цоколя на G23,G24Q1, G24Q2 и G24Q3. Выпускаются также лампы под стандартные патроны E14(«миньон»), E27(привычный всем патрон), и E40(для очень мощных ламп), что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.