Методы расчёта и способы обеспечения освещения

Содержание 

    Введение                                                                                                                   3

1. Основные  понятия и светотехнические характеристики                                     4

2. Методы  расчета освещения                                                                                    8

3. Способы  обеспечения освещения                                                                        14

    Заключение                                                                                                             20

    Библиографический список                                                                                  21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Производственное освещение – это тип освещения, являющийся обязательным для всех производственных помещений и предназначенный для обеспечения нормального выполнения какой-либо деятельности, прохода людей, движения транспорта.

     Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей. По данным международной комиссии по освещению, благодаря улучшению освещенности помещений можно увеличить эффективность работы сотрудников на 3-11%. Оптимально спроектированное и рационально выполненное промышленное освещение повышает эффективность профессиональной деятельности, работоспособность и безопасность труда.

     В данном реферате рассмотрены основные параметры, по которым оценивается производственное освещение, уточняю значение специальных терминов, применимых к оценке производственного освещения. В работе подробно описаны методы расчёта освещения, представлены способы обеспечения освещения.  
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ  И СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ 

     Ощущение света при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные волны так называемого оптического диапазона. Область оптических электромагнитных излучений расположена между областями рентгеновских и радиоизлучений. Видимая часть оптических излучений лежит в диапазоне длин волн от 380 до 760 нм. С одной стороны к ней примыкает область ультрафиолетовых, а с другой — инфракрасных излучений. В видимой области спектра электромагнитных волн каждой длине волны соответствует определенный цвет — от фиолетового (380—450 нм) до красного (620 — 760 нм). Свет, видимый как белый, имеет сложный спектральный состав, состоящий из волн различной длины.

     Свет (освещение) характеризуется количественными и качественными показателями. К основным количественным показателям относятся световой поток, сила света, освещенность и яркость.

     Световым потоком Ф называется лучистый поток, который воспринимается человеком или приборами как свет и характеризует мощность источника светового излучения. Световой поток измеряется в люменах (лм).

     Силой света J называется пространственная плотность светового потока, определяемая как отношение приращения светового потока d<t>, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dQ, к величине этого угла:

¹

     Сила света измеряется в канделах (кд).

     Освещенность Е — поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока dФ, равномерно распределяющегося на площади dS, перпендикулярной направлению распределения света. Освещенность измеряется в люксах (лк).

     Яркость L поверхности, расположенной под углом а к нормали, представляет собой производную силы света, излучающей, светящейся или освещаемой поверхности по площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению распространения света. Яркость измеряется в кд/м2.

     Яркость — та из световых характеристик источника света или освещаемой поверхности, на которую непосредственно реагируют глаза. Яркость, превышающая 16 500 кд/м2, обладает так называемой абсолютной блескостью, так как глаза человека ни при каких условиях приспособиться к ней не могут. Яркость, равная 30000 кд/м2, относится к слепящей. Гигиенически приемлемой

является  яркость до 5 000 кд/м2².

     Качество освещения характеризуется большим числом признаков, в значительной степени взаимосвязанных, в числе которых: прямая и отраженная блескость, ослепленность, постоянство освещенности и пульсация света, спектральный состав света, направление света и равномерность освещения, глубина теней и др.

     Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, т.е.

V = k/kпор,

где kпор - пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при дальнейшем уменьшении которого объект нельзя различить на данном фоне.

     Блескостью называется свойство светящихся поверхностей вызывать ухудшение уровня видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.

     Ослепленность — состояние глаз, возникшее в результате воз-

действия  блескости. Показатель ослепленности Ро — критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой:

P0=1000(Fi/K2 - l ) ,

где Vx и V2 — видимость объекта различения соответственно при наличии экранированных и ярких источников света в поле зрения (экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, экранов и т.д.).

     При адаптации глаз на малую освещенность даже небольшие яркости могут вызывать блескость поверхностей, а резкий переход из темноты в пространство с ярким светом — временную ослепленность.

     Коэффициент пульсации освещенности кЕ — это показатель амплитуды колебаний освещенности в расчетной точке в результате изменения во времени светового потока:

кЕ = 100 (Ет а х - Е^ДгЕер),

где Ет а х , Emin, Ecp — наибольшее, наименьшее и среднее значения освещенности за период колебаний.

     Коэффициент пульсации составляет: для ламп накаливания — 7 %; для люминесцентных ламп — от 25 до 65 %.

     Падающий на тело световой поток частично отражается им, частично поглощается, частично пропускается сквозь среду тела.

Для характеристики этих свойств тел и их поверхностей введены определенные понятия и соответствующие коэффициенты, как правило, измеряемые в процентах или долях единицы.

     Фон — это поверхность заднего плана, на которой происходит различение объекта. Фон можно охарактеризовать способностью конкретной поверхности отражать падающий на нее световой поток.

     Коэффициент отражения р определяется как отношение отраженного от фоновой поверхности светового потока Фотр к падающему на нее световому потоку

Фпадр = Фотр/Фпад

     В зависимости от цвета и фактуры фона коэффициент отражения изменяется в пределах 0,02...0,95; при р > 0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4 — средним и при р < 0,2 — темным.

     Контраст объекта с фоном к — степень различения объекта и фона. Этот параметр характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта Lx и фона L2:

³

     Контраст считается большим, если к > 0,5 (в этом случае объект резко отличается от фона). При к = 0,2...0,5, когда объект и фон зрительно можно отличить по яркости, контраст считается средним. Контраст считается малым, если к < 0,2 (в этом случае объект слабо отличается от фона).

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА  ОСВЕЩЕНИЯ 

     Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:

     1) методом коэффициента использования светового потока,

     2) методом удельной мощности,

     3) точечным методом.

     Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа). Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.

     Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.

     Точечный метод расчета освещения применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света. Согласно данной методики освещенность определяется в каждой точке рассчитываемой поверхности, относительно каждого источника освещения. Точность находится в прямой зависимости от добросовестности инженера, проводящего расчет.

     Кроме вышеуказанных методов  расчета освещения, имеется комбинированный  метод, который применяется в  тех случаях, когда неприменим  метод коэффициента использования,  а светильники не относятся  к классу прямого света.

     Для некоторых видов помещений  (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы,  задающие мощность ламп для  каждого такого помещения.

     Рассмотрим методику проведения  расчетов по каждому из описанных методов.

Метод коэффициента использования  светового потока

     В результате решения по методу  коэффициента использования светового  потока находится световой поток  лампы, по которому она подбирается  из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.

     Расчетное уравнение для определения  необходимого светового потока  одной лампы:

F = (Емин х S х kз хz) / (n х η)⁴,

где F - световой поток лампы (или ламп) в  светильнике, лм;

      Е мин - нормируемая освещенность, лк;

      kз - коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения);

      z - поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная,

      n - число светильников (ламп);

      η - коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп;