4 Тарау Жарық техникасы және жарық көздері

4.1. Жарықтандыру

Табиғи жарықтандыру болмағанда немесе жеткіліксіз болғанда жасанды жарықтандыру қолданылады, қыздырмалық шам, жоғары және төмен қысымды газоразрядтық шамдар, жазық және саңылаулы жарықжолдар ретінде жарықтың осындай көздері іске асырылады.

Көздің шаршаған дәрежесі заттарды көру әсерінен ілесетін процестердің кернеулігіне байланысты болады. Сондай процестерге көруге икемделу, үйлесу және бейімделу жатады.

Еңбектің қолайлы жағдайларын жасау үшін өндірістік жарықтандыру келесі талаптарға тиісті жауап беру қажет:

-жұмыс орындағы жарықтың «Табиғи және жасанды жарықтандыру. Жалпы талаптар» 2.04-05-2002 ҚР СНиП бойынша орындалатын жұмыстың сипаттамасына сәйкес  болу қажет.

-жұмысшы беттердегі және қоршаған кеңістік шектеріндегі жарықтың мүмкіндігінше бірқалыпты таралу қажет;

-жұмыс бетінде айқын көлеңкелер болмау қажет;

-түсті дұрыс тарату үшін қажетті жарықтың қажетті спектралдық құрамын жарықтандыру қамтамасыз ету  қажет;

-жарықтандыру жүйесі басқа зиянды факторлардың көзі болмау қажет, сондай-ақ электрге және өртке қауіпсіз болу қажет.

Жасанды жарықтың есептеу әдістері: 

Жарықтехникалық есептеу: пайдалану коэффициент, нүктелік және салыстырмалы қуат әдістермен есептеледі.

1. Нүктелік әдіс

Бұл әдіс бойынша симметриялы шеңбер сәуле тарату әр жарық шамының жарық ағыны 1000 лм-ге тең деп алады. Бұндай жарық шамының құру жарықтандыруды  шартты деп атайды. Шартты жарықтандырудың шамасы шамның жарық тарату және геометриялық өлшемдеріне байланысты: нүктеден шамның жарық түсіретін жеріне дейінгі проекциясының ( α ) және жарық түсіретін дәрежесінен  шамның орналасу биіктігі ( h ) дейінгі арақашықтығы. Әр шамдағы жарық ағыны анықталады. Ол үшін  μ - жойылған шамдардың әрекетін есептейтін коэффициент және ∑Е – бақылау нүктесіндегі жалпы жарықтандыру, шамның минималды жарықтануы, қор коэффициенті шамалары ескеріледі.

2. Пайдалану коэффициент әдісі

η пайдалану коэффициентін анықтауға негізделген. Ол жарықтанатын аспаптың есептелетін бетіне түсетін толық жарықтың қатынасына тең.

Бөлме индексі:

Мұндағы:  А – бөлме ұзындығы,

В- бөлме ені,

h- есепті биіктік.

Әр шамның жарық ағыны :

Е –  минималды жарықтандыру,

Кз – қор коэффициенті,

S – жарықтанатын аудан,

Z –жарықтың бірқалыпсыз коэффициенті,

N –шам саны ескеріледі.

Тапсырма

Нұсқа бойынша өндірістік жұмыс орнының жасанды жарықтандыру шамасын есептеу.

1. Қалыптасқан жарықтандыру тораптары баға беру, жұмыс орнындағы жарықтандыруды нүктелік әдіспен есептеп және оны нормативті шамамен салыстыру қажет.

2. Жарық ағынының пайдалану коэффициент әдісі жарық көзінін керекті санын есептеу. Жарық шамының түрін таңдау.

К е с т е – 1. ВЗГ жарық шамы үшін жарық тарату.

a бұрышына бағытталған  Ia  жарық күші, кд
0	5	15	25	35	45	55	65	75	85	90
180	183	191	195	180	175	160	140	50	8	2,0

К е с т е – 2. Бастапқы мәндер

Нұсқа	39
Бөлме	Майлау цех
Өлшемі	15х20х4
Шам түрі	ВЗГ-100
Шам саны	15
Көру жұмысының разряды	IV, б
Шағылу коэффициенттері
rпот	30
rст	10
rпол	10

 

Есептеу 

Жасанды жарықтандыруды есептеу келесі амалдар арқылы жүзеге асырылады:

• Жарықтандыру жүйесін таңдау

• Жарық көзінің түрін таңдау

• Жарық шамдардың орналасуы

• Жарықтехникалық есептеу және жарық беретін қондырғының қуатын анықтау.

Көру жұмысының разряды IV(в), сол себепті қалыпты жағдайдағы жарықтық E_н = 200 лк деп алынады.

Жасанды жарықтандыруды нүктелік әдіспен есептеу.

Жұмыс орнындағы жарықты нүктелік әдіспен есептеу үшін шамның жарық ағыны, шағылу арқылы қосымша жарықтандыруды есептейтін коэффициент, (эмальданған шамдар үшін =1,1), жалпы жарықтандыру, қор коэффициенті (=1,5) шамалары ескеріледі.

Жарық ағынын анықтамалық мәліметтерден анықтаймыз, ол үшін жарық көзін таңдау керек.

h- аспа биіктігінің есептелетін шамасы, ол келесі формуламен есептеледі:

Һ=Н-(Һ_с+Һ_р.п)

Һ_р.п - дене бетіндегі жұмыс биіктігі. Ол 0,8÷1 м аралығында алынады.

Һ_с - жарық шамының аспа биіктігі. Ол 0÷1,5 м аралығында алынады.

Н=4,5м; Һ_с=0,8; Һ_р.п=0,7м

Һ_рас=4 — (0,8+0,7)= 2,5 м

Жарық шамдарының ара қашықтықтарын табамыз:

l=1,2÷2, L_A үшін l=1,6, L_Bүшін l=2.

Ұзындығына қарай L_A=l* Һ_рас=1,6*2,5 = 4 м;

Еніне қарай L_B=l* Һ_рас=2*2,5= 5 м.

Шам мен қабырға арасындағы ара қашықтық:

Ұзындығына қарай  L₁=2 м;

Еніне қарай L₂=2,5 м.

Шамдар арасындағы ара қашықтық:

Ұзындығына қарай  L_A=4 м;

Еніне қарай L_B=5 м.

Бөлмедегі шамдардың орналасу сұлбасына А нүктесін белгіледік. Осы нүкте үшін барлық шамдардың шартты жарықтылық қосындысын анықтаймыз:

Е_АГ  ≥ Е_норм шартын тексереміз.

Нүктенің шамдардан ара қашықтығын анықтайыз

Берілген кесте бойынша жарық күшін Ia және  соs³a табамыз:

Ia₁=175 кд                cos³α=0,489

Ia₂=140 кд                cos³α=0,149

Ia₃=50 кд                  cos³α=0,0526

Ia₄=140 кд                cos³α=0,103

Ia₄=50 кд                  cos³α=0,0597

Ia₄=8 кд                    cos³α=0,0295

яғни А нүктесіндегі шартты  жалпы жарықтандырудың мәні 61,28 лк-ке тең.

Ф=1450 лм.

Егер Е_г³Е_н шарты орындалса, жұмыс орнындағы жарықтандыру жеткілікті болады.Көрінетін жұмыстың разряды Va, Е_н=200лк, 85,11<200.

Осы жағдайда шарт орындалған жоқ. Сондықтан, жарықтандырудың қайта құруын жасаймыз.

Жарықтандыруды қайта құру. 

Осы әдіс үшін жарық ағыны:

Е- минималды жарықтандыру;

К_з- қор коэффициенті;К_з=1,5; (Ә. 2, 1.10-кесте)

S-жарық түсетін аудан,м²; S=A*B=15*20=300м²;

Z- жарық бірқалыпсыз коэффициенті;Z=1.1÷1.2;

N- жарық шам саны;

-жарық ағынын пайдалану коэффициенті: оны жұмыс орнының индексі  арқылы табамыз.

һ- жұмыс орны бетінен жарық шамының аспа биіктігі ,м;

А,В- жұмыс орнының ұзындығы мен ені,м.

бұдан, =0,28 тең (Кнорринг.табл.5-6. 131бет ).

Шамның жарық ағынының ауытқуы -10….+20% пайыз аралығында болуы керек. Сол себепті ауытқуды есептейміз:

Ф=23571,42 лм болғандықтан оған жақын мәнді аламыз, ол Ф=24200 лм. Сондықтан ВЗГ-100 шамының орнына Philips фирмасының  HPL COMFORT PRO типті сынапты лампасын қоямыз.

Бөлмелердің жарықтандырылуы

Балалар мен жасөспірімдер мекемелерінде жарықтандырылу тәртібі барлық бөлмелердің, әсіресе негізгі бөлмелердің сандық және сапалық жағынан ұтымды жарықтандырылуын қарастырады. Балалар мекемелерінің жарықтандыру тәртібін көру қызметінің дұрыстығын сақтау проблемасынан бөліп қарауға болмайды. Негізгі бөлмелердің жарықтандырылу жағдайы оқу-тәрбие кезінде жалпы және көру қызмет-қабілетінің сақталуына жағдай жасап, көздің қажуының алдын алып, соған сәйкес болатын көрудегі ауытқулардың, жеке алағанда алыстан көрмеушіліктің дамуына жол бермеу керек.

Табиғи жарық. Балалар мен жасөспірімдер мекемелерінде табиғи жарық көптеген нормалық көрсеткіштермен сипатталады. Олардың ішіндегі ең негізгілері: ғимараттың учаскесінің дұрыс орналасуы, негізгі бөлмелердің бағыты, табиғи жарық коэффициентінің, жарық коэффициентінің, тереңдік коэффициентінің жеткіліктілігі.

Негізгі бөлмелердің табиғи жарықтануына қойылатын талаптар: жеткіліктілігі, біркелкілігі, жұмыс орнының жарқырамауы, көлеңке түспеуі, бөлменің ысымауы.

Бұл жағдайлардың орындалуы мекеменің құрылысы (қайта салынуы) кезінде жүзеге асырылады. Бірақ ҚНменЕ талаптары сақталған күннің өзінде көптеген жағдайлар кері әсер етіп, табиғи жарықты сандық және сапалық жағынан біршама төмендетуі мүмкін. Бұндай жағдайларға бөлме интерьерінің бояуы, жиһаздар мен басқадай құрал-жабдықтардың түр-түсі мен орналасуы, терезенің өлшемі мен конфигурациясы, санитарлық жағдайы, терезе алдының биіктігі т.с.с. жатады.

Күнделікті санитарлық бақылауда бөлменің жарықтандырылу жағдайын тексерген кезде бөлменің бағыты, көлеңке коэффициенті, тереңдік коэффициенті терезенің конфигурациясы мен өлшемі, оның санитарлық жағдайы, есіктердің, терезе жақтауларының түр-түсі, әйнектелуі, терезе алдының биіктігі, қараңғылайтын заттар (перде, гүлдер т.б.) қабырғаның, төбенің, құрал-жабдықтардың бояуының түсі, оның санитарлық жағдайы анықталады.

Алынған мәліметтер СанНменЕ, ҚНменЕ сияқты нормаландыру құжаттарының талаптарымен салыстырылады. Қажетті жағдайда ұсыныс, нұсқаулар беріледі. Негізгі бөлмелердің терезелерінің бағыты барлық климаттық аудандарда, барлық оқу-тәрбие мекемелері үшін оңтүстік, оңтүстік-шығыс, шығыс болып табылады. Терезе өлшемдері мен конфигурациясы және саны - жарық коэффициентін, яғни оның жеткіліктілігін анықтап біркелкілігін сипаттайды. Стандартты типтік терезелердің биіктігі 2-2,5 м, кеңдігі 1,8-2,0 м, формасы жарық ағынын (әсіресе жоғарғы жағынан) жақсы өткізуі керек. Сондықтан терезенің жоғарғы жағы мейілінше төбеге жақын (0,15-0,3 м) орналасқаны дұрыс. Екі терезенің аралығы 0,5 м көп болмауы керек.

Терезе алдының биіктігі типтік жобамен салынған оқу орындарында 0,7-0,8 м, мектепке дейінгі мекемелерде 0,5-0,6 м. Терезе алдына гүлдер, өсімдіктер өсіруге күндізгі мезгілде, перделерді жабық ұстауға болмайды. Терезенің шаң басу, ластануы табиғи жарықты 40%-ға дейін төмендетеді. Сондықтан оларды мектепке дейінгі мекемелерде аптасына 1 рет, орта оқу орындарында айына 1-2 рет ішкі жағынан жуып, тазалау қажет, сыртқы жағынан тазалануы жылына 3 реттен кем болмауы керек. Қыста қырау басудан сақтандырмаса табиғи жарық 60-80%-ға дейін төмендейді.

Бөлмелердің бояуы, жиһаздардың түр-түсінің жоғары шағылысу коэффициенті мен жарқырауы оның контрастылығының дұрыс бөлінуіне жағдай жасайды, сондықтан балалар мекемелеріне арналып ұсынылған бояулар түрлерін қолданған дұрыс.

Балалар мен жасөспірімдер мекемелерінде таңертеңгі, кешкі уақыттарда, әсіресе күз, қыс кездерінде табиғи жарықпен қатар, жасанды жарықтандыру жүйесі де қолданылады.

Жасанды жарық - негізгі бөлмелердің жасанды жарықтандырылуына санитарлық бақылау жүргізген кезде “жарықтандыруды өлшеу хаттамасы” толтырылады, сонымен қатар оның сандық және сапалық жақтары да сипатталады. Ол үшін бөлменің жасанды жарықтандырылуы табиғи жарық спектріне жақын ба, біркелкілігі қандай, жарқырауы көзге қолайсыз емес пе сияқты сұрақтар анықталады. Бұл сұрақтарды анықтау үшін жасанды жарық көздерін (люминисцентті шам, қыздырғыш шам), жарықтандыру жүйесін (жалпы, аралас), шырақтардың типтерін (түзу шағылысу, таралуы), олардың іліну биіктігі, орналасу тәртібі, шамдардың электрлік қуаты (жалпы Вт, меншікті үлесі-Вт/м2) анықталады.

Жасанды жарықтың нормасы ҚНменЕ беріледі. Қолданылатын жарық көздері үнемді, әрі ыңғайлы болуы керек. Люминисценттік шамдар қойылатын талаптарға сай келеді деп есептеледі. Олардың жарықтандыруы қыздырғыш шамдарға қарағанда жоғары, және берілетін жарықтың спектрлік құрамы табиғи жарықтың спектріне жақындау келеді. Қыздырғыш шамдарға қарағанда люминисцентті шамдар жылу көзі болып табылмайды, яғни бөлме ауасын қосымша қыздырмайды және олар жарықтандыру беті кең, түзу жарық көзі болып табылады. Сәулелері үлкен көлеңкелер туғызбайды. Қолданылуы 2-2,5 есе арзанға түседі.

Оқу-тәрбие мекемелерінде люминисцентті шамдардың ЛЕ (люминисцентті табиғи жарық), ЛБ (люминсцентті ақ түс), ЛТБЦ (люминисцентті жылы-ақ түсті) түрлерін және т.б. жарықтандыру сипаты табиғи жарыққа жақын келетіндерін пайдалану керек.

Табиғи жарықтандыру

Рационалды табиғи жарықтандыру психологиялық комфорт қамтамасыз етеді, көру және жалпы шаршауды болдырмайды, көздің кәсіптік ауруларға шалдығуына жол бермейді, еңбек өнімділігін көтереді және еңбек сапасын жақсартады, жарақаттану қауіптерін төмендетеді.

Өндірістік бөлімшелерді жарықтандыруға еңбекті қорғау келесі негізгі талаптарды қояды: жарықтың жеткілікті болуы және көзбен көру жұмысының сипатына сәйкес болуы тиіс, көру обьектісі мен фон аралығында көлеңке болмауы, араларында біршама шектеу болуы қажет; жарық көзі обьектіде шағылыспауы тиіс; жарық көзі жұмыс істеушінің көзін шағылыстырмауы керек; жұмыс ауданын жарықтандыру дәрежесі үнемі бір қалыпта болады; жасанды жарықтандыруға арналған электр қондырғылары қызмет көрсетуге залалсыз болуы қажет.

Кәсіпорынның өндірістік, қосымша және әкімшілік-тұрмыстық бөлімшелерінде табиғи және жасанды жарықтандыру қолданылады. Табиғи жарық /күннің көрінетін жарық энергиясы/ организмнің жұмысын реттейді, оның қоршаған ортаны сезіне білу қабілетін қамтамасыз етеді, бөлмеде бірқалыпты жарық тудыруға мүмкіндік тудырады. Күннің жерге түсетін барлық жалпы энергиясы мөлшерінің шамамен 52% көзге көрінетін жарық, қалғаны – көзге көрінбейді: жылулық, инфрақызыл /43%/ және ультракүлгін /5%/.

Ультракүлгін сәуленің ұзақ мерзімде болмауы немесе оның қажетті мөлшерден аз дозасы адам организміне кері әсер етеді, патологиялық өзгерістер туғызады және олар ультракүлгін жетімсіздігі деп аталады /жарық сәуледен аштық/.

Табиғи жарықтандырудың келесі жүйелерін ажыратады: жанама -күндізгі жарық бөлмеге ғимараттың қабырғаларындағы тесіктер арқылы түседі; жоғарғы - жарық ғимарат төбесіндегі тесіктер арқылы енеді; комбинирлі - жанама және жоғарғы жарықтандыру бірге қолданылады; бірлескен - жарықтандыру тәуліктің жарық кезінде табиғи мен жасанды түрін бірге қолдану арқылы орындалады. Бұл жағдайда көру жұмысының жағдайларына табиғи жарықтың жеткіліксіз болуынан жарықтандыру үнемі табиғи жарық көздерімен толықтырылады, ол арнайы СНиП талаптарына сәйкес жүргізіледі.

Біржақта жанама жарықтандыруды қарастырайық.

Табиғи жарықтандыру коэффициентінің /ТЖК/мөлшерленген мағынасын анықтау. Мөлшерленген мағынасы /ТЖК/ келесідегідей анықталады: ен = е * m * c

е – ТЖК мағынасы , %;

m- жарықтандыру климат коэффициенті /күннің тура сәулесін ескермейді/, ғимараттың географиялық тұрған жеріне байланысты анықталады; с – күн климатының коэффициенті / тура күн сәулесі ескеріледі/, ғимараттың географиялық тұрған жеріне байланысты анықталады; Оргтехникамен жұмыс кезінде көру жұмысының сипаты жоғары дәлділікті қажет етеді / айқындау обьектісінің ең аз размері — 0,3-0,5 мм/. е = 2 % деп қабылдаймыз. Жобада біржақты жарықтандыру типі қарастырылған, қабылдаймыз: m = 1,00, с = 0,85.

Сондықтан: е = 2 * 1,00 * 0,85 = 1,7 %.

Жарық ойықтары ауданын анықтау

Жанама жарықтандыруда жарық ойықтарының қажетті ауданы жуық мөлшермен келесі формула бойынша анықталады:

Sок = ен * ηо * Sn * Кзд / τо * τ1 * 100

Мұндағы: ен – жанама жарықтандыруда ТЖК -ң мөлшерлі мағынасы,

τо- жарық ойығының сәулені өткізудің жалпы коэффициенті, ойық шынысы материалына, былғану дәрежесіне, конструкция типі мен күннен қорғау қондырғысына байланысты. Бұл коэффициент 0,15—тен 0,30 шамасы аралығында өзгереді. Есептеу үшін оны 0,30 тең деп аламыз. Кзд -терезелердің қарсы тұрған ғимараттар көлеңкесінен қараң,ылануын ескеретін коэффициент. Кзд - 1,7- ден 1-ге дейін ғимараттар арасының бір ғимараттың биіктігіне қатынасымен анықталады. Есептеу үшін 1,0 тең деп аламыз. ηо - терезенің жарық түсіру сипаттамасы;

τ1 - коэффициент, ТЖК-ң бөлімше қабырғаларынан шағылысып түскен және жанындағы ғимараттың төбесінен шағылысқан жарыққы байланысты өсуін ескереді;

Sn – бөлме ауданы:

Sn = 5,35 * 6,14 = 32,849 м2.

Бөлме ұзындығының Z оның тереңдігіне В ара қатынасы тең болады:

Z = 5,35 м,

В = b / 2, мұнда b – бөлменің ені,

В = 6,14 / 2 = 3,07 м,

Z / В = 5,35 / 3,07 = 1,74 = 2.

Жұмыс қабырғасынан терезеге дейінгі биіктігін анықтау үшін жұмыс қабырғасы еденнен 8 м биіктікте, ал терезенің төменгі жағы еденнен 1,2 м жоғары деп қабылданады. Жоғарыда көрсетілгендерді ескере отырып келесі мөлшерді анықтаймыз :

h1 = hок + 1,2 м – 0,8 м

мұнда hок – терезе биіктігі.

hок = 2,4 деп қабылдаймыз.

Сонда :

h1 = 2,4 + 1,2 м – 0,8 = 2,8 м

Бөлімше терңдігініңВ оның биіктігіне h1 жұмыс қабырғасынан терезенің жоғары жағына дейін ара қатынасы тең болады:

В / h1= 3,07 / 2,8 = 1,096 = 1,5.

Сол себепті 2.2 [1] Кестесы бойынша жарықтандыру мағынасы ηо = 9,5.

ρср – төбеден, қабырға мен еденнен шағылысып түсетін орташа өлшенген коэффициенті; а – ең жақын терезеден жұмыс орнына дейінгі ара қашықтық, м. а = 1 м аламыз. «а» қашықтығының бөлменің терңдігіне В ара қатынасы тең: а / В = 1 / 3,07 = 0,326.

Жоғарыда көрсетілгеннен көреміз, коэффициент τ1 біржақты жанама жарықтандыруда 5.6 кетеде [1] сәйкес тең болады: τ1 = 1,1.

Sок = 1,7 * 9,5 * 32,849 * 1,0 / 0,3 * 1,1 * 100 = 16,076 м2.

Бір терезенің ауданы:

Sок = hок * b, (5.6)

мұнда b – терезенің ені:

b = Sок / hок

b = 16,076 / 2,4 = 6,698 м.

жобадағы бөлмелердің геометрикалық размерлерін ескере отырып нақтылы 6,698 м енді терезені шынылау үшін оның есептік мөлшерін анықтау мүмкін емес. Бір терезенің размерін қабылдаймыз: S’1 ок = 2,4 * 4 = 9,6 м2 (нақтылық жарықтану).

Sок / Sn = 16,076 / 32,849 = 0,489 = 1 / 2,04,

Sок / Sn = 9,6 / 32,849 = 0,29 = 1 / 3,42,

Sок / Sn = 1 / 2 ÷ 1 / 4.

Жасанды жарықтандыру

Жасанды жарықтандыру көбінесе электр жарық көздерінің екі түрінің көмегімен орындалады: қыздыру лампасы және люминесцентті лампа, олардың қыздыру лампасына қарағанда бірқатар артықшылықтары бар: ● сәуленің спектрлік құрамы табиғи, күндізгі жарыққа жуық; ● КПД жоғары /1,5- 2 есе қыздыру лампасының КПД-н артық/; ● жарықты беруі жоғары / қыздыру лампасынан 3 есе артық/;