Исследование искусственного освещения

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Владимирский  Государственный Университет

Кафедра «Техносферная безопасность» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №9.

«Исследование искусственного освещения». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Владимир 2011 

    Теоретическая часть.

     Рациональное  освещение производственных помещений  является одним из важнейших факторов предупреждения производственного  травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность человека и производительность труда. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. Нерациональное освещение рабочих мест, напряженная зрительная работа у рабочих ряда профессий могут явиться причиной функциональных зрительных нарушений.

     Часть электромагнитного спектра с  длинами волн l= 760-400 нм создает видимое излучение. В пределах видимой части спектра излучения различной длины волн вызывают в органах зрения человека различные световые и цветовые ощущения: от фиолетового (l = 400 нм) до красного (l = 760 нм) цветов. Наибольшая чувствительность зрения к излучению с длиной волны l= 555 нм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

     Мощность  лучистой энергии, оцениваемая по производимому  ею световому ощущению, называется световым потоком (Ф). Единица измерения - люмен (лм).

     Сила  света J - отношение светового потока к телесному углу, в котором он излучается. Единица - кандела (кд) Сила света является одной из основных величин в системе СИ, (кд)

     J=dФ/dw, (1)

     Телесный  угол w - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Единица стерадиан (ср).

     Освещенность  E - отношение светового потока к площади, на которую он распространяется. Единица освещенности - люкс (лк)

     Е=dФ/dS,  (2)

     Яркость L- отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м²)

     L=dJ/(dScosa), (3)

     Для оценки условий зрительной работы используют такие характеристики, как объект различения, фон, контраст объекта с фоном.

     Объект  различения - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

     Фон-поверхность, прилегающая непосредственно к  объекту различения, на котором он рассматривается. Характеристика фона определяется величиной коэффициента отражения r_Ф. (табл. 2 на стенде).

                 Фон считается:

                                   светлым - при r_Ф > 0,4;

                                   средним - при r_Ф = 0,2-0,4

                                   темным - при r_Ф < 0,2.

            Контраст объекта различения  с фоном К определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта L_О и фона L_Ф к яркости фона

     К = | L_О - L_О | /L_Ф ,     (4)

       Аналогично можно определить  контраст через коэффициенты  отражения поверхностей фона r_ф и объекта r_о

     К = |r_О -r_Ф| / r_Ф ,     (5)

     Контраст  считается:

               большим - при К> 0,5;

               средним - К=0,2 - 0,5;

               малым - К< 0,2

     По  СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное  освещение. Нормы проектирования” искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. При необходимости часть светильников того или иного вида освещения может использоваться для дежурного освещения.

       Различают две системы искусственного освещения: общая (равномерного или локализованного освещения) и комбинированная (общая с добавлением местного освещения).

     Искусственное рабочее освещение предусматривается  для всех помещений производственных, общественных и жилых зданий. Для освещения помещений, как правило, следует использовать газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, ДРЛ, металлогалогенные, натриевые). В случае  невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных источников света допускается использовать лампы накаливания.

     Величина  нормативной освещенности рабочих поверхностей определяется по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение” (см. табл. 1 на стенде).  Величина нормативной освещенности зависит ot разряда зрительной работы (определяется наименьшим размером объекта в мм), подразряда зрительной работы (определяется контрастом К объекта различения с фоном и характеристики фона) и системы освещения (комбинированное или общее освещение).

     СНиП 23-05-95 устанавливает нормы освещенности для газоразрядных источников света; в случае применения ламп накаливания (необходимо специальное обоснование) нормативная величина освещенности устанавливается корректировкой норм в соответствии с примечаниями к табл. 1 (см. планшет на стенде). В нормах проектирования производственного освещения СНиП 23-05-95 кроме количественных задаются также и качественные характеристики искусственного освещения: показатели ослепленности и дискомфорта, глубина пульсации освещенности. 

     Приборы и методика измерений.

     Для исследования освещенности, создаваемой  искусственными источниками света, применяется люксметр типа Ю-116. Принцип действия люксметров основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении поверхности селенового фотоэлемента в замкнутой цепи, состоящей из фотоэлемента и магнитоэлектрического измерителя, возникает ток, который отклоняет подвижную часть измерителя - стрелку прибора.

     Люксметр  Ю-116 предназначен для измерения  освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом в диапазоне от 5 до 100000 лк.

     В лабораторной работе люксметр Ю-116 используется для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и люминесцентными лампами.

     Люксметр  Ю-116 состоит из измерителя и отдельного фотоэлемента с насадками. На передней панели измерителя имеются 2 кнопки переключателя и приведены пределы измерений для используемых насадок.

     Шкалы прибора - неравномерные, градуированы в люксах: одна шкала имеет 100 делений (начало отсчета от 17-го деления), вторая - 30 делений (начало отсчета от 5-го деления). Начало отсчета обозначено точками.

     Селеновый фотоэлемент находится в пластмассовом корпусе и присоединяется к измерителю (вилка расположена на боковой стенке корпуса) шнуром с розеткой, обеспечивающей правильную полярность соединения

     Для уменьшения косинусной погрешности  применяется насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из белой светорассеивающей пластмассы и непрозрачного пластмассового кольца, имеющего сложный профиль, насадка обозначена буквой К и применяется только совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т.

     Каждая  из этих трех насадок совместно с  насадкой К образует три поглотителя  с коэффициентом ослабления 10, 100, 1000 и применяется для расширения диапазонов измерений.

     Измерение освещенности. Перед измерением на фотоэлемент, подключенный к измерителю, необходимо установить две насадки К и Т, и фотоэлемент расположить в точке измерения. При нажатой правой кнопке на панели измерителя, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 10, следует пользоваться для отсчета показаний шкалой 0-100. При нажатой левой кнопке, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 30, следует пользоваться шкалой 0-30. Показания прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на коэффициент расчета шкалы, указанной на поверхности насадок.

     При неизвестной освещенности и поиске нужного диапазона последовательно устанавливаются насадки К, Т; К, P; К, М; и при каждой насадке сначала нажимается правая кнопка, затем - левая. При освещенности менее 30 лк измерения проводятся без насадок. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Практическая  часть. 

     1.Определение  нормативной освещенности  рабочего места.

     Определяем характеристику и разряд зрительной работы по величине объекта различения по табл.1 СНиП 23-05-95.

     Зная  материал или окраску объекта и фона (вариант 3), определяем коэффициенты r_о и r_ф.

     r_о= 5 %

     r_ф= 82 % (следовательно, фон – светлый)

     Используя полученные значения r_о и r_ф, определяем характеристику фона, рассчитываем величину контраста.

     К = |r_О -r_Ф| / r_Ф = |0,05 – 0,82| / 0,82 = 0,93

     К> 0,5   (следовательно, контраст считается большим)

     По  величине объекта различения, характеристикам  фона и контраста определяем нормы искусственного освещения для комбинированного и общего освещения люминесцентными лампами и лампами накаливания.

     Нормативная освещенность на рабочем месте