Основы светотехники

освещения

длиной волны 380 – 780 нм. В этом диапазоне волны

определенной длины (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение.
 Освещение характеризуют следующие величины.
Световой поток Ф – количество световой энергии, проходящее через площадку в единицу времени
Единицей измерения светового потока является люмен (лм). Один люмен - это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср). 
Сила света I – пространственная плотность светового потока в направлении оси телесного угла dω
I= dФ/ dω
Единицей измерения силы света является кандела (кд). Одна кандела это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600000 м2 черного тела при температуре затвердевания платины Т = 2045 К и давлении 101325 Па.
Телесный угол   ω −   часть  пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади S, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса r к квадрату последнего.
ω = S/r2  
Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср). Если S = r2, то ω = 1 ср.
Освещенность E – поток, падающий на бесконечно малую поверхность площадью dS или поверхностная плотность светового потока. Единица освещенности – люкс (лк). Один лк – это освещенность 1 м2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.
Яркость L – поверхностная плотность силы света светящейся поверхности в данном направлении или поток, проходящий через бесконечно малую площадку в пределах бесконечно малого телесного угла dω в направлении оси этого телесного угла
L=dI/Ds*cos α
где α - угол между направлениями силы света и вертикалью.
Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2). Одна кд/м2 – это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1 м2 силу света в 1 кд. Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность, т.е. светлота.

действия осветительной установки, определяемый выражением:

Р=(S-1)*100
где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности Кп, % – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой
Кп, = (Емакс- Емин )/2 Еср*100%
где Емакс и Емин – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Еср– среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Показатель дискомфорта М – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающийся формулой
M= Lс ω 0,5 / φθ * Lад 0,5
где Lс – яркость блесткого источника, кд/м2, ω – угловой размер блесткого источника, ср, φθ – индекс позиции блесткого источника относительно линии зрения, Lад – яркость адаптации, кд/м2.

     естественное

    искусственное
     совмещенное.
 Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.
Естественное освещение подразделяется на:
    боковое – естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах;
  верхнее – естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;
    комбинированное  (верхнее и боковое) – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.
 Искусственное освещение – освещение помещения только источниками искусственного света.
Искусственное освещение подразделяется на следующие виды:
     рабочее – освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий;
    аварийное – разделяется на освещение безопасности и эвакуационнное освещение;
     охранное – освещение в нерабочее время;
    дежурное – освещение в нерабочее время.
Искусственное освещение может быть двух систем:
      общее освещение  – освещение, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение);
     комбинированное освещение – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное;
местное освещение – освещение, дополнительное к общему, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения производственных рабочих мест не допускается.
 Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным    
Для освещения помещений следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.
Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе и галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

вида.
1. работы, при выполнении которых не требуется использование оптических приборов При

этом объект различения может находиться как близко, так и далеко от глаз.
2. работы, при выполнении которых требуется использовать оптические приборы (лупы, микроскопы и т.д.), так как размер рассматриваемого объекта не может быть воспринят глазом даже при высоких уровнях яркости.
3.работы, связанные с восприятием информации с экрана, при которых имеются особые требования к организации производственного освещения.
Характеристиками зрительной работы являются:
     размер объекта различения  (при условии его удаления от глаза не более чем на 0,5 м) – наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельной его части или дефекта, которые требуется различить в процессе работы;
  контраст объекта различения с фоном (К) – определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона
Контраст объекта различения с фоном считается: большим –  значение К более 0,5  (объект и фон резко отличаются по яркости); средним – значение К находится в промежутке от 0,2 до 0,5  (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым – значение К менее 0,2   (объект и фон мало отличаются по яркости);
светлота фона – светлота поверхности, прилегающей непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при ρ > 0,4 (ρ – коэффициент отражения поверхности); средним – при ρ от 0,2 до 0,4, темным – при ρ < 0,2.
В соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 «Естественное и искусственное освещение» все зрительные работы, выполняемые без использования оптических приборов характеризуются:
    разрядом зрительной работы, который определяется в зависимости от размера объекта различения, то есть в зависимости от точности выполняемой зрительной работы;
   подразрядом зрительной работы, который определяется сочетанием контраста объекта различения с фоном и светлоты фона; для большинства разрядов зрительной работы существуют по четыре подразряда: а, б, в, г; например, подразряд «а» означает, что контраст объекта различения с фоном – малый, а характеристика фона –  темный.

от характеристик и вида выполняемой зрительной работы.
Выбор значений нормируемых

параметров осуществляется в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 «Естественное и искусственное освещение».
При искусственном освещении в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются:
     освещенность в лк,
  показатель ослепленности Р,
коэффициент пульсации    Кп, %.
Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:
*на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;
*то же при системе общего освещения для разрядов I – V, VI;
*  на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.
Нормы освещенности по СНиП 23 – 05 – 95 следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:
**     при работах I – IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;
**  при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах и т.п.);
** при специальных повышенных санитарных требованиях на предприятиях пищевой и химико-фармацефтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения – 500 лк и менее;
** при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения – 750 лк и менее;
**при постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м2 и более;
** в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.
При естественном и совмещенном освещении в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 для каждого разряда зрительной работы в зависимости от характеристики освещения (верхнее, боковое или комбинированное) нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО.
КЕО – это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременно измеренному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах:
  КЕО =Е вн/Е нар100%
В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке посередине помещения.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
Нормируемые значения освещенности, регламентируемые СНиП 23-05-95, приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме специально оговоренных случаев; для наружного освещения – для любых источников света.

Фл(лм) от одной лампы накаливания или группы ламп светильника из

люминисцентных ламп
Фл=ЕнSzk/Ncας
Eн-нормируемая минимально допустимая освещенность, лк
S-площадь освещаемого помещения,м2
Z-коэффициент неравномерности освещения, зависит от типа лампы (1,15-для дуговых, 1,1 –для люминисцентных)
K-коэффициент запаса освещенности, зависит от состояния светильников (к=1,3-1,8)
Nc-число светильников
α- коэффициент затенения, учитывает габариты оборудования помещения
ς -коэффициент использования светового потока ламп- определяется типом светильника, высотой его подвеса, геометрическими размерами помещения (находится из таблиц Сни П23-05-95)
2. По рассчитанному Фл выбирают (с допустимым отклонением -10 до +20%)по ГОСТ2239-79 и ГОСТ 6825-91 стандартную лампу и определяют ее мощность )
3.Умножением мощности лампы на Nc находят мощность осветительной установки
Для расчета светильника с люминисцентными лампами , задавшись типом, мощностью, и величиной светового потока лампы, определяют число светильников:
Nc=(EнSzk)/ Np Фл ας,
Где Np-число принятых рядов светильников

вопросы:
1) выбрать систему освещения и тип источника света, 2)определить

тип светильников,
3)произвести размещение светильников, 4)уточнить количество светильников.
При этом следует учитывать, что освещенность любой точки внутри помещения имеет две составляющие: прямую, создаваемую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется отраженным от потолка и стен световым потоком.
Исходными данными для светотехнических расчетов являются: 
нормируемое значение минимальной или средней освещенности, 
тип источника света и светильника, 
высота установки светильника, 
геометрические размеры освещаемого помещения или открытого пространства, 
коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.
Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Отраженная составляющая освещенности в этом методе учитывается приближенно. Точечным методом рассчитывается общее локализованное освещение, а также общее равномерное освещение при наличии существенных затенений.

EA=Iа*cos 2 γ/kH2 , ГДЕ:
EA -ОСВЕЩЕННОСТЬ В Т. А
I a - сила света источника
γ γ- угол между вертикалью и световой осью потока
Н- высота подвеса светильника
к- коэффициент запаса освещенности





A

Н

Ia