Под понятием искусственное освещение подразумевается получение света от неестественных источников (ламп). Данное освещение сегодня осуществляется в основном двумя типами: с использованием люминесцентных ламп или ламп накаливания . В народе люминесцентные источники света часто еще называют «экономками», из-за их низкого потребления электроэнергии. Сейчас представлен широкий выбор спектров видимого излучения такого вида ламп, найти можно лампы дневного света, белого либо тепло-белого. Обладая достаточно высокой светоотдачей, люминесцентные лампы излучают равномерно мягкий свет.
Да, эффект очень крутой, но он оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Недавние исследования показывают, что ночное освещение нарушает работу организмов, естественно адаптированных к темноте. У нас есть не только люди, но и птицы, рыбы, некоторые млекопитающие и насекомые, а также интересные растения. Искусственный свет, излучающий разные длины волны, нарушает циркадный ритм организмов, вызывая, например, репродуктивные проблемы, нарушения путей и сезонных миграций и т.д. Что, в свою очередь, приводит к уменьшению численности населения и его исчезновению.
На рисунке представлены фото лампы накаливания, люминесцентной и светодиодной ламп.
Не всем известен тот факт, что на солнечный свет похож больше именно люминесцентный свет и он полезнее для зрения. Хотя лампы накаливания у людей создают ощущение комфорта, они горят очень ярко, но полученного света отдают гораздо меньше при этом, чем люминесцентные.
Что касается растений - меняется окраска листьев и происходит преждевременное падение. Что касается людей, это отдельная тема, но большинство из нас обеспокоено спящим в ярком свете - помимо простых неудобств, возникающих из-за яркого пятна в поле зрения, в организме происходят биологические изменения, например, мелатонин не освобождается, что отвечает за наш отдых и регенерацию. сон. Если одна ночь в яркой окружающей среде не вызывает значительных изменений в организме, долгосрочное состояние приведет к ослаблению, что, в свою очередь, приведет к различным поражениям.
Существует также немало других типов источников искусственного света : натриевые, галогенные, ртутные, которые по разным причинам широкого применения не получили.
На смену «экономкам» в последнее время пришли светодиодные типы ламп , обладающие отличными характеристиками, однако в быту их пока применяют редко, так как они имеют высокую стоимость.
Рекомендуется, чтобы в ночное время уровень освещенности не превышал 1 лк - конечно, количество света в спальне. Например, освещение от полной луны составляет около 1 лк, уличное освещение - около 10 лк, парковочный свет - около 20 лк, а ночное освещение - минимум 50 лк. Принимая во внимание, что эти значения все еще превышают и свет отражается и распространяется в разных направлениях - мы определили проблему засорения света. Свет атакует нас!
Принимая во внимание вышесказанное, в рамках разработки методов противодействия феномену засорения, проводятся различные исследования и мероприятия, сочетающие пространственное планирование, архитектуру, ландшафтную архитектуру или дизайн освещения. Представители различных отраслей промышленности прилагали усилия для объединения сил и создания так называемых. основной план освещения. Ландшафтный архитектор Мартин Лэйн Фокс и архитектурная фирма «Рирдон Смит Архитекторс» и «Бюро света», проанализировав пространственную планировку места и определяя функции в дневное и ночное время, определили цели охраны окружающей среды, принимая во внимание требования владельцев гостиниц, ресторанов, магазинов и т.д. то, как они выглядят, это легкие рекламные объявления, уличное освещение было подготовлено сбалансированным и последовательным способом освещения зданий, а также зеленого освещения.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп .
Нормы освещенности или сколько требуется человеку света?
Если излучаемый источником освещения свет раздражает сетчатку человеческого глаза, то такой свет считается некачественным. Не всегда наилучшим вариантом может быть самая дорогая лампа, к примеру, фитолампы стоят достаточно дорого, но для людей они не подходят. Единицей измерения освещения принято считать - 1 люкс (лк). Разницы между 100 и 200 Лк человеческий глаз не улавливает, но при этом организм может пострадать. Во дворе в солнечную погоду может быть 100.000 Лк, а возле окна - только 100 Лк, но такой колоссальной разницы человек не заметит. Это приводит ктому, что людям часто катастрофически не хватает света у себя дома.
Из-за плотного развития отеля, было затянуто искусственный свет из комнат снаружи. Считалось, что можно также полюбоваться пейзажем также ночью, поэтому осветительные приборы могут быть установлены на надлежащим образом дифференцированные высоты. Другими словами, «форма» ландшафта преобразуется в макет осветительного оборудования - от гор до воды, высота светильников уменьшается, а интенсивность освещения уменьшается, так что сама береговая линия больше не освещена. Как упоминалось ранее, интеллектуальное освещение также используется для удовлетворения потребностей дня и ночи.
Зависит норма освещенности от того, для каких целей будет использоваться помещение. Должно быть больше всего света - 200 Лк в гостиных, кухнях, ванных комнатах и гардеробах. По санитарным нормам на лестничных пролетах искусственное освещение необходимо устанавливать с источником света, излучающим 150 Лк, а в коридорах, прихожих и комнатах отдыха достаточно 100 Лк. Для чтения требуется освещение 30−50 Лк.
Например, после 23 часов освещение выключается только в море, а в других районах страны освещение устанавливается как минимум или полностью выключено после так называемого. время наибольшей активности. На практике с полуночи до рассвета освещение отключается.
Конечно, освещение исторических объектов переходит в режим экономии. То же самое происходит с освещением пальм на пирсе. Пример Черногории доказывает, что, применяя междисциплинарный подход к проблеме, экологически безопасные решения могут быть реализованы без ущерба для туристического характера региона и защиты окружающей среды и улучшения видимости ночного неба. Авторы этого проекта были вдохновлены идеей «меньше - это больше». Таким образом, искусственное освещение было уменьшено, а ландшафтные значения были уменьшены.
Для нежилых помещений устанавливаются другие нормы . Чтобы пребывание в спортзале было наиболее комфортным, должен быть уровень света выше 300 Лк, для офисов нужно от 300 до 500 Лк, на складе же хватит и 200 Лк.
Ради экономии электричества, приведены данные минимальные нормы, но этого освещения некоторым людям может быть недостаточно, поэтому в таких случаях, искусственное освещение подбирается индивидуально, принимая нормы во внимание.
Будет укрепляться и развиваться тенденция организации, проектирования наружного освещения с учетом окружающей среды. Стоит рассмотреть приведенную выше информацию при планировании как внешнего освещения сада заднего двора, так и многосемейных или общественных помещений.
Грязно-пыльные окна, неправильные шторы и шторы, подвешенные в окнах классных комнат и других помещениях, где учащиеся учатся и выполняют различные виды деятельности. Шторы поглощают большую часть дневного света, что особенно заметно в осенне-зимние месяцы или в сильной облачности.
Основные виды искусственного освещения.
В зависимости от места нахождения источника света, принято различать несколько основных видов искусственного освещения :
Акцентное;
Локальное;
Декоративное.
Свет равномерно рассеивается по всему помещению при общем освещении. Люстра посредине потолка - это стандартный вариант общего освещения, хотя в определенной точке свет может быть ярче, происходит освещение всего помещения. Светильников иногда бывает несколько штук, тогда для правильного распределения света, их располагают через равные промежутки друг от друга.
Глава 1 § 1 Соответствующее освещение, вентиляция и отопление должны предоставляться в помещениях школы и объекта. Часть 1: Внутренние рабочие места. Неработоспособность всех световых точек, флуоресцентная флуоресценция, которая часто сопровождается учащимися с высоким уровнем шума и отвлечения внимания, слишком низкая освещенность.
Типы искусственного освещения
Визуальная слабость, быстрая утомляемость, головная боль, разрывы и покраснение век и конъюнктивы, ухудшение общего самочувствия. Широкий пучок луча имеет такую же вольфрамовую нить, что и обычная лампа накаливания вольфрамовой лампы, но с той же мощностью излучает больше света. Он имеет относительно короткий срок хранения, и с его прогрессивным износом его свет становится все более красным. Широкоугольные лампы для отличительных вспышек называются «теплыми» студийными фотографами.
Локальное искусственное освещение предполагает выделение определенной зоны при помощи светильника, который располагается на конкретном участке: над рабочим или кухонным столом, а также на стене. Необходимым количеством света позволяет обеспечить нужную зону локальное расположение ламп, поэтому данный тип освещения получил широкое применение в офисах, школах, больницах или на производствах.
Кварц-галогенная лампа содержит газ, который продлевает срок службы. Такие луковицы часто намного дороже, чем лампы с широким пучком, но они имеют гораздо более длительный срок службы, и их световая температура более стабильна в течение всей их жизни. Что касается цвета света, этот тип лампочки используется с искусственным освещением.
Вспышки могут быть очень разными - от встроенных камер до креплений на башмаках до нескольких студийных ламп, питаемых одним генератором. Используйте пленку для освещения дневного света. В зависимости от корпуса каждый из вышеперечисленных источников света может быть либо широкополосным, либо точечным. Прожекторы часто могут регулироваться от очень узкого до относительно широкого.
Когда же выполняется совместное применение общего и локального искусственного освещения , такой вид освещения называется комбинированным .
Пример локального освещения в спальне над кроватью.
Акцентное освещение применяют, чтобы привлечь внимание людей к отдельным предметам. Такой тип освещения наиболее часто применяется для оснащения витрин магазинов, автосалонов, музеев или арт-галерей.
Отражатели и устройства для управления светом
Параболические отражатели используются для фотографических ламп для фокусировки света на объекте. Некоторые лампы имеют металлическое покрытие внутри, что устраняет необходимость в отдельном отражателе. Подставка представляет собой трубку, прикрепленную к передней части лампы для сужения светового потока. Он используется, когда вам нужно осветить определенные места.
Сетка также закреплена на передней части лампы. Он состоит из тонкой трубки, которая также сужает поток света. Такие колпачки могут иметь разные радиационные углы. Фотографический зонт используется вместе с источником света для получения широкого и относительно рассеянного света. Свет направлен от субъекта внутрь зонтика, и это отражает широкий луч, который освещает сцену. Зонты могут иметь разные внутренние покрытия. Серебро обеспечивает максимальное отражение, белый рассеивает больше света, а золото нагревает тон кожи.
Было доказано при проведении исследований, что наличие в торговых точках акцентного освещения, помогает на 30% повысить продажи. Создается такое освещение благодаря использованию прожекторов (для внешнего и внутреннего подсвечивания) и светильников направленного света. С целью акцента на конкретные предметы, существует несколько типов акцентного освещения: галогенный , светодиодный , металлогалогенный и люминесцентный .
Плоский отражатель - это кусок картона или другой материал, отражающий свет в сторону теней. Экран представляет собой небольшую панель, установленную на штативе и предназначенную для затенения части объекта. Он также может защищать объектив от света, чтобы не возникало вспышек, что является тем же эффектом, который возникает, когда солнце светит непосредственно на объектив.
Дверь представляет собой пару черных панелей, которые установлены на передней части источника света. Они могут быть согнуты под разными углами. Как и в случае с экранами, задачей ворот является управление освещением модели или предотвращение ослепления объектива.
Декоративный вид освещения используют для создания праздничной атмосферы и украшения помещения, иллюминацию при этом можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Обычные или ленточные светодиоды и прожектора применяют с этой целью.
Виды искусственного освещения по направлению светового потока.
Освещение общего типа предназначается для того, чтобы было комфортно и светло во всем помещении, оно бывает нескольких типов: прямое (направленное), непрямое, смешанное, рассеянное.
Диффузор, часто сделанный из полупрозрачного пластика, помещается на путь света, чтобы смягчить его и сделать тени менее заметными. Материал должен быть термостойким, если он используется вблизи ламп накаливания. Некоторые диффузоры могут быть закреплены на отражателе или помещены в держатель фильтра.
Палатка представляет собой полупрозрачный материал, который не помещается перед источником света, рядом с предметом. Свет снаружи очень разбросан и равномерно распределен. Держатель фильтра позволяет прикреплять стеклянные или желатиновые фильтры, которые меняют цвет света, размягчая диффузоры или поляризационные экраны, чтобы удалить блики и отражения.
При прямом или направленном освещении источник света направляется на определенную поверхность или объект, благодаря чему они визуально увеличиваются. Такого эффекта можно добиться при помощи настольных ламп, светильников-плафонов, некоторых встроенных или подвесных моделей осветительных приборов.
Непрямое освещение также называют отраженным, так как свет, который излучается располагающимися по периметру помещения софитами, отбивается от стен и потолка, освещая равномерно помещение. Благодаря использованию непрямого освещения, пространство вокруг кажется невесомым, а дом - комфортным.
Штатив используется для крепления лампы, отражателя или другого устройства. Базовая модель имеет три складывающиеся ноги и центральную оправу, которую можно поднимать или опускать. Боковой рычаг или стрела прикреплены к вертикальному штативу, чтобы расположить источник света от него. На другом конце стрелы имеется противовес, чтобы предотвратить падение штатива.
Держатель зонтика закреплен на штативе. Его кронштейны позволяют монтировать фотографический зонт и лампу, которая будет направлена внутрь. Равномерные бумажные фоны - это не совсем осветительное оборудование, а популярная особенность студийного оборудования. Это длинные листы толстой бумаги разных цветов, намотанные на рулон объемом 1, 2 м и более, служащие однородным и матовым фоном, которые можно расширить до стены и пола или стола. Это позволяет делать снимок без углов или горизонтов. Когда бумага загрязнена или смята, ее достаточно, чтобы разрезать ее и развернуть.
При рассеянном освещении свет равномерно рассеивается во всем помещении (радиус может быть 360 градусов), проходя через полупрозрачный плафон. Такой эффект можно получить при использовании люстр или подвесных светильников.
Смешанное освещение сочетает в себе все виды перечисленного освещения, но свет при этом распространяется в нескольких направлениях.
Через центр рулона находится стержень, который основан на двух вертикальных опорах. Джонсона в Овальном кабинете в Белом доме. Когда он приехал, он заблокировал все окна, чтобы заблокировать нежелательное освещение, настроить две широкоформатные камеры - 4 × 5 дюймов и 8 × 10 дюймов - и затем выложить лампы и отражатели. Настройка кажется сложной, но ее цель была простой - подражать естественному дневному свету. Этот тип освещения выглядит естественным и реалистичным, потому что он наиболее распространен в реальности.
Он состоит из основного источника света и заливающего света, который осветляет тени. В природе это происходит от всего свода небес или другой отражающей поверхности; Здесь источник меньше ламп. Он падает на объект с разных сторон, что почти без тени. Фотографы часто используют софтбокс или зонтик, чтобы получить естественный вид широкого рассеянного оконного света. Фонарик или прямой свет вспышки излучают направленный свет. Обратите внимание, насколько острыми и темными являются края теней по сравнению с изображением выше.
Сочетание рассеянного и непрямого освещения.
Функциональное назначение видов искусственного освещения.
Искусственное освещение на производственных объектах используется достаточно широко, оно подразделяется на виды в зависимости от области его назначения. Принято выделять такие виды систем искусственного освещения : рабочие , аварийные и охранные.
Рабочее освещение в здании и на прилегающей территории обеспечивает нормальные условия труда.
Подсветку границ территории охраняемого объекта предполагает охранное освещение.
Аварийное освещение предусматривает при повреждении основного источника питания, подключение системы освещения к генератору или другому альтернативному источнику. Очень важную роль играет данный тип освещения при возникновении чрезвычайных ситуаций, этим типом освещения обязательно должны быть оснащены больницы, вокзалы, школы, промышленные и другие стратегические объекты. Аварийные светильники могут осуществлять работу от центральной аварийной системы или же автономно (от аккумулятора установленного внутри). В жилых домах аварийное освещение устанавливается редко, хотя это могло бы многих проблем помочь избежать. Часто при временных отключениях электроэнергии бывают случаи травматизма на лестничных пролетах.
Указатель аварийного освещения.
Итак, функции излучаемого света очень разные, а от правильного выбора типа освещения зависит не только здоровье человека, но и безопасность.
Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света, а также для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.
По принципу организации искусственное освещение можно разделить на два вида: общее и комбинированное.
Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильника размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах.
Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам. Оно не может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами утомляет зрение, замедляет скорость работы и нередко является причиной несчастных случаев.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.
Рабочее освещение предусматривается для всех помещений производственных зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
Аварийное освещение в помещениях и на местах производства работ необходимо предусматривать, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение технологического процесса или работы объектов жизнеобеспечения. Наименьшая освещенность, создаваемая аварийным освещением, должна составлять 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.
Эвакуационное освещение следует предусматривать в местах, отведенных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей в количестве более 50 человек. Это освещение должно обеспечивать на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытой территории.
Охранное освещение предусматривается вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли.
Источники искусственного освещения
В качестве источников искусственного освещения применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы.
В лампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной (по сравнению с естественным светом) интенсивностью в желто-красной области спектра. По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные, газонаполненные, бесспиральные (галогенные).
Общим недостатком ламп накаливания является сравнительно небольшой срок службы (менее 2000 часов) и малая световая отдача (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) (8-20 лм/Вт). В промышленности они находят применение для организации местного освещения.
Наибольшее применение в промышленности находят газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, содержат стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, наполненную дозированным количеством ртути (30-80 мг) и смесью инертных газов под давлением около 400 Па. На противоположных концах трубки размещаются электроды, между которыми, при включении лампы в сеть, возникает газовый разряд, сопровождающийся излучением преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Это излучение, в свою очередь, преобразуется люминофором в видимое световое излучение. В зависимости от состава люминофора люминесцентные лампы обладают различной цветностью.
В последние годы появились газоразрядные лампы низкого давления со встроенным высокочастотным преобразователем. Газовый разряд в таких лампах (называемый вихревым) возбуждается на высоких частотах (десятки кГц) за счет чего обеспечивается очень высокая светоотдача.
К газоразрядным лампам высокого давления (0,03-0,08 МПа) относят дуговые ртутные лампы (ДРЛ). В спектре излучения этих ламп преобладают составляющие зелено-голубой области спектра.
Основным достоинством газоразрядных ламп является их долговечность (свыше 10000 часов), экономичность, малая себестоимость изготовления, благоприятный спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи, низкая температура поверхности. Светоотдача этих ламп колеблется в пределах от 30 до 105 лм/Вт, что в несколько раз превышает светоотдачу ламп накаливания.
Нормирование искусственного освещения
Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях устанавливается в зависимости от характеристики зрительной работы и регламентируется строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 * «Естественное и искусственное освещение».
Характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона.
Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы.
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым при коэффициенте отражения ( ) светового потока поверхностью более 0,4; средне светлым при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражения менее 0,2.
Контраст объекта различения с фоном (К ) определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта В 0 и фона В ф к наибольшей их этих двух яркостей. Контраст считается большим - при значениях К более 0,5; средним - при значениях К от 0,2 до 0,5; малым - при значениях К менее 0,2.
В соответствии со СНиП 23-05-95 все зрительные работы делятся на 8 разрядов в зависимости от размера объекта различения и условий зрительной работы. Допустимые значения наименьшей освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях в соответствии со СНиП 23-05-95 приведены в приложении 1.
Кроме цветности источников света и цветовой отделки интерьера, влияющих на субъективную оценку освещения, важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности К п :
где Е макс – максимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности;
Е мин – минимальное значение пульсирующей освещенности;
Е ср – среднее значение освещенности.
Пульсации освещенности на рабочей поверхности, не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте f Всп =f Ввращ , медленно вращающимся в обратную сторону при f Всп >f Ввращ , медленно вращающимся в ту же сторону при f Всп <f Ввращ , где f Всп и f Ввращ – соответственно частоты вспышек и вращения диска. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.
Значение К п меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Малое значение К п для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока F лн ламп в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0 (см. рисунок 1а). В тоже время газоразрядные лампы обладают малой инерцией и меняют свой световой поток F лл почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (см. рисунок 1а).
Рисунок 1а
Рисунок 1б.
Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности К п люминесцентные лампы включают в разные фазы трехфазной электрической сети. Это хорошо поясняет нижняя кривая на рисунке 1б, где показан характер изменения во времени светового потока (и связанной с ним освещенности), создаваемого тремя люминесцентными лампами 3F лл , включенными в фазу А и в три различные фазы сети. В последнем случае, за счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.
В соответствии со СНиП 23-05-95 * коэффициент пульсации освещенности К п нормируется в зависимости от разряда зрительных работ в сочетании с показателем ослепленности Р :
,
где s – коэффициент ослепленности, определяемый как:
,
где B пор – пороговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости;
(B
пор
)
S
–то же при
наличии в поле зрения блеского (яркого)
источника света.
На освещенность рабочих поверхностей в производственном помещении влияют отражение и поглощение света стенами, потолком и другими поверхностями, расстояние от светильника до рабочей поверхности, состояние излучающей поверхности светильника, наличие рассеивателя света и т.д. Вследствие этого полезно используется лишь часть светового потока, излучаемого источником света.
Коэффициент использования осветительной установки
Расчет искусственного освещения предусматривает: выбор типа источника света, системы освещения и, светильника, проведение светотехнических расчетов, распределение светильников и определение потребляемой системой освещения мощности. Величина, характеризующая эффективность использования источников света, называется – коэффициентом использования светового потока или коэффициентом использования осветительной установки ( ) и определяется как отношение фактического светового потока (F фак ) к суммарному световому потоку (F амп ) используемых источников света, определенному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:
,
Значение фактического светового потока F факт можно определить по результатам измерений в помещении средней освещенности Е ср по формуле:
,
где S – площадь помещения, м 2 .
При проектировании освещения для оценки светового потока F факт используется формула:
,
где Е – нормируемая освещенность, лм;
K з – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (обычно K з – 1,3 для ламп накаливания и 1,5 для люминесцентных ламп);
Z – коэффициент неравномерности освещения (обычно Z = 1,1-1,2).
Отражающие свойства поверхностей помещения можно учесть с помощью коэффициента отражения светового потока . В случае равномерного диффузного отражения, когда отраженный световой поток рассеивается с одинаковой яркостью во всех направлениях, яркость участка равномерно диффузно отражающей поверхности равна:
,
где Е – освещенность поверхности.
Измерить освещенность, создаваемую различными источниками света и сравнить с нормируемыми значениями. По измеренным значениям освещенности определить коэффициент использования осветительной установки. Измерить и сравнить коэффициенты пульсаций освещенности, создаваемой различными источниками света, оценить зависимость коэффициента пульсаций освещенность от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения, и люксметра-пульсметра для измерения значений освещенности и коэффициента ее пульсаций. Макет и люксметр-пульсметр устанавливают на стол лабораторный.
Внешний вид макета представлен на рисунке 2.
Макет имеет каркас 1 из алюминиевого профиля, пол 2, потолок 3, боковые стенки являются съемными и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь в проемах каркаса с помощью магнитных защелок. Одна сторона стенок окрашена в светлые тона, другая – в темные тона, при этом нижняя окрашенная половина стенки темнее верхней.
Передняя стенка 5 жестко вмонтирована в каркас и выполнена из тонированного прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса 1 предусмотрено окно для установки измерительной головки 6 люксметра-пульсметра 7 внутрь каркаса.
На полу 2 размещен вентилятор 8 для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы.
На потолке 3 размещены 7 патронов, в которых установлены две лампы накаливания 9, три люминесцентные лампы 10 типа КЛ9, галогенная лампа 11 и люминесцентная лампа 12 типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем.
Вертикальная проекция ламп отмечена на полу 2 цифрами, соответствующими номерами ламп на лицевой панели макета.
Включение электропитания установки производится автоматом защиты, находящимся на задней панели каркаса, и регистрируется сигнальной лампой, расположенной на передней панели каркаса.
На передней панели каркаса (рисунок 3) расположены органы управления и контроля, в том числе:
– лампа индикации включения напряжения;
– переключатель для включения вентилятора;
– переключатели (1-7) для включения ламп.
Рисунок 3.
Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса На задней панели каркаса расположен автомат защиты сети и сдвоенная розетка с напряжением 220 В для подключения измерительных приборов.
Люксметр-пульсметр состоит из блока обработки информации 1 (рисунок 4) на лицевой панели которого расположен жидкокристаллический индикатор, кнопки питания «ВКЛ/ВЫКЛ », кнопка управления «HOLD », кнопка индикатора «Подсветка », разъем типа DB -9 . На задней стенке блока обработки сигналов расположена крышка батарейного отсека. Фотоприемный элемент с корригирующим фильтрами, формирующими спектральные характеристики, располагаются в фотометрической головке 2 (рисунок 4). При включенном питании прибор работает как люксметр-пульсметр (ТКА-ПКМ) и позволяет измерять освещенность в
диапазоне от10 до 200000 лк и коэффициент пульсации в диапазоне от 1 до 100%.
Рисунок 4.
Для измерения характеристик излучения необходимо расположить фотометрическую головку прибора в плоскости измеряемого объекта.
Для проведения измерений прибором «ТКА-ПКМ» необходимо включить его кнопкой «ВКЛ/ВЫКЛ ». На экране после включения появится надпись фирмы производителя и название прибора. В ходе измерения в правом поле строки загорается символ «Батарейка », информирующий о емкости батареи питания.
Для правильного обнуления прибора произвести затемнение датчика прибора и нажать кнопку «HOLD ». Процесс обнуления сопровождается надписью на жидкокристаллическом индикаторе «ПОДОЖДИТЕ, ИДЕТ ИЗМЕРЕНИЕ ».
Засветка измерительной части во время обнуления приводит к неправильным измерениям впоследствии!
После пропадания предупреждающей надписи прибор переходит в основной режим измерений. Первая строка выводит текущую освещенность в лк (клк) «Е= », во второй строке отображается значение коэффициента пульсации светового потока в % «К п = ».
В случае измерения освещенности, необходимо расположить фотометрическую головку параллельно плоскости измеряемого объекта (при этом на окно фотоприемника не должна падать тень от оператора, производящего измерения, а также посторонних предметов). Подождать 3 секунды и считать с цифрового индикатора измеренное значение. При увеличении сигнала, создаваемого источником светового потока, в строке Е происходит автоматический переход численного значения освещенности в клк. При выходе за пределы измерений освещенности появится надпись «ОСВЕЩЕНИЕ ИЗБЫТОЧНО ».
Для запоминания измеренного показания на индикаторе прибора необходимо кратковременно нажать кнопку «HOLD ». Для продолжения измерений еще раз нажать кнопку «HOLD ».
Если во время работы прибора появится надпись: «ЗАМЕНИТЕ БАТАРЕЙКУ », то необходимо произвести замену элемента питания.
По окончании измерений, прибор выключается, нажатием на кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ ».
Требования безопасности при выполнении лабораторной работы
К работе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторной установки, принципом действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.
Для предотвращения перегрева установки при длительной работе ламп необходимо включить вентилятор.
После проведения лабораторной работы отключить электропитание стенда и люксметра-пульсметра.
Порядок проведения лабораторной работы
Установить стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы стороны, окрашенные в темные тона, были обращены внутрь помещения.
Включить установку с помощью автомата защиты, находящегося на задней панели каркаса.
Включить поочередно лампы (выбор ламп производится по заданию преподавателя).
Произвести измерение освещенности и коэффициента пульсации для каждой включенной лампы с помощью люксметра-пульсометра не менее чем в пяти точках макета производственного помещения (в центре и углах пола), определить среднее значение освещенности Е ср .
Сравнить полученные в результате измерений значения освещенности и коэффициента пульсации с допустимыми значениями (разряд зрительных работ принять по указанию преподавателя)
Установить стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы стороны, окрашенные в светлые тона, были обращены внутрь помещения.
Произвести измерение освещенности не менее чем в пяти точках макета производственного помещения, определить среднее значение освещенности.
Сравнить полученные в результате измерений значения освещенности и коэффициента пульсации с допустимыми значениями (разряд зрительных работ принять по указанию преподавателя)
По результатам измерений освещенности для варианта с темной и светлой окраской стен вычислить значение фактического светового потока F факт по формуле:
,
где Е ср –среднее значение освещенности, лк;
S – площадь макета помещения, м 2 .
Вычислить коэффициент использования осветительной установки для варианта с темной и светлой окраской стен по формуле:
.
Суммарный световой поток F ламп выбрать по номинальной мощности для каждого типа ламп по таблице 1.
Таблица 1 Технические характеристики ламп
* После минимальной продолжительности горения (2000 часов)
Сравнить значения коэффициентов использования осветительных установок, полученные для случаев с использованием различных источников света и различной окраски стен.
С помощью люксметра-пульсометра измерить коэффициенты пульсации освещенности при включении одной люминесцентной лампы, затем – двух и наконец, при включении трех люминесцентных ламп типа КЛ9 (следует учесть, что люминесцентные лампы включены в три различные фазы трехфазной сети, поэтому измерительную головку люксметра-пульсметра необходимо располагать в геометрическом центре системы включенных ламп).
Сравнить измеренные значения коэффициентов пульсации освещенности с допустимыми значениями. Объяснить полученные результаты.
Включить люминесцентную лампу типа КЛ9 в центре установки и вентилятор. Вращая ручку «Частота», регулирующую скорость вращения лопастей вентилятора, подобрать такую частоту, при которой возникает стробоскопический эффект (лопасти, кажутся неподвижными).
Выключить стенд. Составить отчет о работе.
Таблица 2 Результаты измерений освещенности и расчеты лабораторной работы (светлая, темная сторона стены)
|
Тип лампы |
№ точки измерения |
Освещенность, лк (Е) |
Средняя освещенность, лк |
Нормативное значение освещенности, |
Фактический световой поток, лм |
Коэффициент использования |
Коэффициент пульсации |
||
|
Люминесцентная лампа, 9Вт | |||||||||
|
Люминесцентная лампа, 11Вт | |||||||||
|
Лампа накаливания общего назначения | |||||||||
|
накаливания галогенная | |||||||||
Таблица 3 Результаты измерения пульсации светового потока
Отчет должен содержать:
Название и цель работы.
Порядок проведения работы.
Описание используемых приборов и оборудования.
Таблицы результатов измерений.
Результаты обработки экспериментальных данных с соответствующими расчетами.
Выводы по каждому пункту порядка проведения работы.
Контрольные вопросы
1. Что такое освещение помещений?
2. Перечислите виды освещения в зависимости то источника света.
3. Что такое световой поток, сила света, освещенность, яркость?
4. Какие бывают системы искусственного освещения?
5. Перечислите виды искусственного освещения по функциональному назначению.
6. Назовите источники искусственного освещения.
7. В чем заключается принцип нормирования параметров световой среды?
8. Что такое коэффициент пульсации светового потока?
9. Каким способом можно уменьшить коэффициент пульсации светового потока?
10. Объясните суть стробоскопического эффекта.
11. Что такое коэффициент использования осветительной установки?