Виды и системы освещения

Содержание

 

Введение

Свет  −   естественное  условие  жизнедеятельности  человека. Он имеет существенное значение в сохранении здоровья и высокой  работоспособности. Свет положительно воздействует на центральную   нервную   систему,  сердечно-сосудистую  систему, обмен веществ и эмоциональное  состояние  человека.

Одним   из   основных  анализаторных систем, который является    источником  информации о внешней среде для человека, является зрительный  анализатор.   С его помощью человек хорошо ориентируется в  пространстве. 

Поэтому важное значение для создания нормальных условий труда − имеет такой фактор как освещение рабочего места.

Некачественное освещение может исказить информацию, который человек получает с помощью зрения. Также оно утомляет не только зрение, но и весь организм, отрицательно влияет на состояние центральной нервной системы. Неправильное освещение может стать причиной производственного травматизма. Освещение влияет на качество выпускаемой продукции и производительность труда. Для создания хорошей световой среды применяют различные системы освещения.

Цель данной работы − изучить виды и системы освещения.

 

 

 

1.1 Виды и  системы освещения

Для создания эффективной световой среды используют различные системы освещения1.

Освещение производственных помещений бывает трех видов:

1) естественное, которое создается светом неба (прямое и отраженное);

2) искусственное − от электрических ламп;

3) совмещенное, когда используется естественное и искусственное освещение одновременно.

        Среди естественного освещения выделяют:

• верхнее, которое поступает через отверстия, прорезы в крыше здания;
• боковое, поступающее через окна в стенах (одностороннее, двустороннее);
• комбинированное, состоящее из верхнего и бокового.

Выделяют следующие системы искусственного освещения:

• общую − в случае, когда светильники находятся в верхней зоне помещения;
• местную – светильники расположены непосредственно на рабочих местах;
• комбинированную, объединяющую общую и местную системы.

Для искусственного освещения производственных помещений используются приборы дальнего действия – прожекторы и ближнего действия – светильники.

    Осветительный прибор состоит из источника света и осветительной арматуры. К источникам света относятся: лампы накаливания и газоразрядные лампы (люминесцентные типа ДРИ, ДРЛ). Лампы накаливания предназначены для общего и местного освещения. Срок их службы составляет до 1000 ч,  коэффициент полезного действия − 6-8%. Они изготовляются разного напряжения (12, 36, 127, 220 В), мощности (15-1500 Вт), а также разных типов: газонаполненные, бесспиральные, в колбах с покрытием, которое рассеивают свет. Буквы и цифры на них означают: Г – газонаполненная, В – вакуумная, Б – бесспиральная, Бк – бесспиральная криптоновая; 15-1500 – номинальная мощность, Вт; 127, 135, 220, 235 – напряжение, В. Лампы накаливания для местного освещения имеют буквенные пометки: МОД – лампа-светильник с отражательным диффузным слоем, МОЗ – то же с зеркальным слоем МО – обычного исполнения. Цифры за этими буквами означают мощность лампы (Вт) и напряжение (В).

     Преимущества газоразрядных ламп в сравнении с лампами накаливания состоят в продолжительном сроке службы (в 5-10 раз); высокой светоотдачи, спектр излучения люминесцентных ламп близкий к спектру естественного света.

      Основными недостатками газоразрядных источников света являются сложная схема включения, а также стробоскопный эффект, который в некоторых производственных помещениях недопустим (работа оборудования с открытыми вращающимися частями).

      Лампы накаливания несложные в изготовлении, простые и надежные в эксплуатации. Недостатки их состоят в низкой световой отдаче, маленьком сроке службы, неблагоприятном спектральном составе,  искажающем светопередачу.

       Лампы дневного света (ЛД) и дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ) имеют голубоватый цвет свечения, близкое по спектру к дневному свету (преобладают желто-зеленая и сине-фиолетовая часть спектра, меньшая интенсивность окраски в красной части). Спектр других типов ламп значительно отличаются от спектра дневного света. Лампы тепло-белого цвета (ЛТБ) имеют розовый оттенок, белого света (ЛБ) − желтоватый оттенок. Существенный недостаток ламп ДРЛ (ртутные дуговые высокого давления) – это преобладание в спектре сине-зеленой части. Поэтому их нельзя использовать там, где объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности. Перспективными являются металлогалогеновые лампы типа ДРИ. В них высокая светоотдача и хороший спектральный состав2.

Светильники характеризуются распределением светового потока в пространстве защитным углом и коэффициентом полезного действия. Защитный угол светильника рассчитывается как угол между горизонталью и касательной к светящемуся телу лампы и края светильника. В зависимости от того, какую частицу всего светового потока составляет поток нижней полусферы, выделяют 5 классов светильников: прямого света (П), если эта часть больше, чем 80%; преимущественно прямого света (Н) – 60-80%; рассеянного света (Р) – 40-60%; преимущественно отраженного света (В) – 20-40% и отраженного света (О) – меньше чем 20%.

 

1.2. Основные требования к производственному освещению

Каждое помещение на производстве имеет определенное назначение. Поэтому при установлении в нем освещения необходимо принимать во внимание характер возникающих зрительных задач.

1. Освещенность на рабочем  месте должна соответствовать  зрительному характеру работ, характеристике фона и контраста объекта с фоном. Требования к освещению помещений установлен СниП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Для помещений промышленных предприятий установлены нормы на освещенность, коэффициент естественной освещенности, допустимые сочетания показателей ослепленности и коэффициента пульсации. Значения этих норм определяются разрядом и подразрядом зрительной работы. Всего установлено 8 разрядов:  при I разряде самый меньший размер объекта различения составляет менее 0,15мм, при VI разряде он более 5 мм; для работ со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах предусмотрен VII разряд, для общего наблюдение за ходом производственного процесса установлен VIII разряд.

Если расстояния от объекта различения до глаза работающего составляет более 0,5 м, тогда разряд работ устанавливается в зависимости от углового размера объекта различения, которое определяется отношением минимального размера объекта различения к расстоянию от этого объекта до глаз работающего. Подразряд зрительной работы зависит от характеристики фона и контраста объекта различения с фоном.

Для помещений общественных административно-бытовых и жилых зданий установлены нормы на освещенность, коэффициент естественной освещенности, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности. В случаях специальных архитектурно-художественных требований регламентируется также цилиндрическая освещенность. Цилиндрическая освещенность − это параметр, который характеризует насыщенность помещения светом. Определяется инженерным методом.

Выбор этих норм зависит от разряда и подразряда зрительной работы. Для таких помещений разработано 5 разрядов зрительной работы - от А - до Д.

Зрительная работа относится к одному из первых трех разрядов (в зависимости от наименьшего размера объекта различения), если она состоит в различении объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения. Подразряд зрительной работы при этом определяется относительной продолжительностью зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность (%). Зрительную работу относят к разрядам Г и Д, если она состоит в обзоре окружающего пространства при очень кратковременном, эпизодическом различении объектов. Разряд Г устанавливают при высокой насыщенности помещения светом, а при нормальной насыщенности  − а разряд Д.

Увеличение освещенности повышает яркость объектов. Это улучшает их видимость и сказывается на росте производительности труда. Однако имеется предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности не дает эффекта. В таком случае следует улучшать качественные характеристики освещения.

2. Следует обеспечить равномерное распределение яркости на рабочем месте и в пределах окружающего пространства. Эффективнее использовать комбинированную систему естественного освещения или общее искусственное освещение. Светлая окраска потолка, стен и производственного оборудования способствует выполнению данного требования.

3. На рабочем месте  не должно быть резких теней. Особенно опасны движущиеся тени. Они способствуют увеличению травматизма.

4. В поле зрения не должно быть прямой и отраженной блесткости, которая приводит ослеплению зрения.

Показатель ослепленности (Р) – это критерий оценки слепящего действия осветительной установки, который характеризует снижение видимости при наличии ярких источников света в поле зрения

                                                 

                                               (1)

где V1 и V2 - видимость соответственно при экранированных и открытых источниках света в поле зрения работающих.

Видимость (V)- определяется числом пороговых контрастов в действительном контрасте объекта с фоном Кдейств, характеризует способность глаза воспринимать объект

                                                   

                                                       (2),

где Кдейств − фактический контраст объекта с фоном;

Кпорог − пороговый, т. е. наименьший различимый, контраст.

5. Величина освещенности  должна быть постоянной во  времени и равномерна по площади (Е(T) = const, E(S) = const). Коэффициент пульсации освещенности (Kn) – это критерий оценки глубины колебаний светового потока газоразрядных ламп при питании с переменным током 50 Гц.

6. Необходимо выбрать оптимальную направленность светового потока. Это предоставляет возможность в одних случаях, рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других - различить рельефность элементов рабочей поверхности. Оптимальный угол падения лучей = 60° к нормали поверхности, при этом видимый контраст объекта, с фоном максимален.

7. Следует рационально  выбрать тип источника света  по спектральному составу с целью обеспечения правильной цветопередачи.

8. Все элементы осветительных  установок - светильники, электропроводники, групповые щитки, трансформаторы должны быть электробезопасными, а не должны оказаться причиной возникновения взрыва и пожара.

9. Необходимо, чтобы осветительная установка была удобна в эксплуатации, проста и надежна.

 

1.3. Естественное освещение

Создаваемая освещенность при естественном освещении варьирует в довольно широких пределах. Данные изменения зависят от времени года, дня, года и метеорологических факторов: характера облачности и отражающих свойств земного покрова. В этой связи естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята, относительная величина коэффициент естественной освещенности (КЕО)3.

Коэффициент естественной освещенности есть выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом всего небосвода;

                                                          

                                              (3),

где Ев − освещенность внутри помещения в точке М;

Eн − наружная горизонтальная освещенность.

Коэффициент естественной освещенности оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, т.е. способность системы естественного освещения пропускать свет.

Естественное освещение в помещении регламентируется нормами СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Освещенность помещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественной освещенности ряда точек, которые расположены в пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и горизонтальной плоскости, находящейся на высоте 0,8 м над уровнем пола и принимаемой за условную рабочую поверхность.

При боковом естественном освещении минимальное значение освещенности нормируется:

• при одностороннем - в точке, которая находится на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;
• при двустороннем - в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности.

При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО.

Принцип расчета естественного освещения. Расчитывают естественное освещение путем определения коэффициента естественной освещенности в различных точках характерного разреза, помещения. Учитывается световой поток прямого диффузного света небосвода, а также света, который отражен от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.