СЛАЙД-ФИЛЬМ

на проведение лекции

по дисциплине «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

​

​

Лекция. Производственное освещение

Пензенский государственный университет

Кафедра техносферной безопасности

1. Основные светотехнические характеристики.

2. Системы и виды производственного освещения.

3. Источники света и осветительные приборы. Расчет производственного освещения.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности. М.: Изд. Юрайт, 2011 – с. 305…327.

ЛИТЕРАТУРА

знать:

• основные светотехнические характеристики, их физический смысл и воздействие на человека;
• системы и виды производственного освещения;
• методику расчета производственного освещения;

​

• об источниках света и осветительных приборах, применяемых в производственных помещениях.

УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ

Световое излучение входит в оптическую (видимую) часть спектра электромагнитных колебаний с длиной волны 0,38…0,76 мкм.

Световым потоком Ф называется мощность лучистой энергии, воспринимаемая как свет, оцениваемая по действию на средний человеческий глаз.[Ф] = [лм]

Сила света I - пространственная плотность светового потока, заключённого в телесном угле Ώ, который конической поверхностью ограничивает часть пространства.

1. Основные светотехнические характеристики

Освещенность характеризуется количественными и качественными характеристиками.

Количественные характеристики:

3. Освещённость Е (люкс, лк) - поверхностная плотность светового потока, отнесённая к площади S, на которую он распределяется. Величина освещённости задаётся в нормах.

4. Яркость поверхности (L, кд/м²) - это отношение силы света к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению распространения света.

Качественные характеристики:

Фон – поверхность, на которой происходит различение объектов, характеризуется способностью поверхности отражать подающий на нее световой поток

где

ρ - коэффициент отражения; Ф_отр – отраженный световой поток; Ф_пад – падающий световой поток.

ρ > 0,4 – светлый фон; ρ = 0.2…0,4 – средний фон; ρ < 0,2 – темный фон

Контраст объектов с фоном – соотношение яркости рассматриваемого объекта и фона L_об > L_ф

где

L_об - яркость объекта; L_ф – яркость фона

К > 0,5 – сильный контраст; К = 0.2…0,5 – средний контраст; К < 0,2 – слабый контраст

Коэффициент пульсации освещенности – критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения величины светового потока

где

Е_max, Е_min, Е_ср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебаний

К_Е = 25…65% – для газоразрядных ламп; К_Е = 6…7% – для ламп накаливания; К_Е = 1…2% – для галогенных ламп

Видимость – способность глаза воспринимать объект; определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном

где

К_пор - пороговый или наименьший различаемый глазом контраст, обеспечивающий видимость объекта

Показатель ослепленности – критерий оценки слепящего действия источника света

где

V₁, V₂ - видимость объекта соответственно при экранировании и наличии ярких источников

2. Системы и виды производственного освещения

Естественное освещение непостоянно в течение суток и поэтому его оценивают относительной величиной - коэффициентом естественной освещённости КЕО в %.

где Е_вн - освещённость в данной точке помещения, лк;� Е_нар- одновременная освещённость от небосвода, лк.

Величина КЕО измеряется в нескольких точках по продольному разрезу помещения и с нормой сравнивается минимальная величина.

Нормы задают от точности работы

Оценка и нормирование естественного освещения

Глаз человека воспринимает яркость, но нормы задаются по освещённости, так как нормирование по яркости каждой, одновременно видимой поверхности, затруднительно.

Нормируемым параметром является допустимая минимальная освещённость Е (лк), которая устанавливается в зависимости от следующих факторов:

1. Характеристика зрительной работы (работы по точности делят на 8 разрядов).

2. Контраст объекта с фоном различения К, который определяется отношением абсолютной разности между яркостью объекта L_о и фона L_ф к яркости фона.

Различают контраст: большой, средний, малый.

Нормирование искусственного освещения

3. Характеристика фона, которая задаётся в зависимости от коэффициента отражения света ρ (различают фон светлый, средний, тёмный).

4. Вида освещения (общее или комбинированное).

5. Тип источника света: лампы накаливания или газоразрядные (для газоразрядных ламп нормы освещённости задаются выше, так как световая отдача этих ламп больше и нет смысла задавать меньшую нормативную освещённость).

Примеры нормирования освещённости

Механический цех: местное в составе комбинированного при газоразрядных лампах - 1800 лк.; общее в составе комбинированного - 200 лк.; одно общее - 500 лк; при лампах накаливания - 1350 лк,�150 лк, 300 лк соответственно.

Классификация систем освещения

Искусственное освещение по виду делят:

Общее равномерное

Общее локализованное

Комбинированное =

Общее +

Местное

Требования к производственному освещению:

– равномерное распределение яркости;

• отсутствие резких теней;
• отсутствие прямой и отраженной блесткости (повышенной яркости светоотражающих потоков);
• отсутствие колебаний освещенности на рабочем месте;
• оптимальный спектральный состав светового потока (близкий к естественной освещенности);
• удобство, простота, долговечность и безопасность осветительных установок

Основные характеристики источников света

1. Рабочее напряжение U (В) и электрическая мощность N (Вт).

2. Световой поток лампы Ф (лм) или максимальная сила света I (кд).

3. Характеристика спектра излучения.

4. Срок службы лампы t, час.

5. Конструктивные параметры (форма колбы лампы, тела� накала; наличие и состав газа, заполняющего колбу).

6. Световая отдача или экономичность ψ (лм/Вт), то есть� отношение светового потока к мощности лампы.

3. Источники света и осветительные приборы. Расчет производственного освещения

1. Лампы накаливания (ЛН)

Свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры.

Типы ламп:

НВ - накаливания вакуумная.

НГ - накаливания газонаполненная.

НБ - накаливания биспиральная.

Преимущества ЛН: малые габариты, простота включения, нечувствительность к внешней температуре, устойчивость работы при колебаниях напряжения.

Недостатки ЛН: низкая световая отдача ( 7-20 лм/Вт), небольшой срок службы до 2500 ч. Преобладание в спектре излучения красно-жёлтых тонов.

2. Галогенные лампы накаливания

Наличие в колбе паров йода повышает температуру накала спирали; образующиеся пары вольфрама соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити.

Преимущества галогенных ламп: более высокая, чем у ламп накаливания световая отдача (до 40 лм/Вт), срок службы 3000ч, спектр излучения близок к естественному.

3. Газоразрядные лампы

Излучают свет в результате электрических разрядов в парах газов. Слой люминофора преобразует электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Марки ламп: ЛБ - лампа белого света, ЛД - лампа дневного света, ЛТБ - лампа тёпло-белого света, ЛХБ - лампа холодного света, ЛДЦ - лампа с улучшенной цветопередачей.

Преимущества ЛЛ: значительная световая отдача (40-80 лм/Вт), большой срок службы (8000ч), спектр излучения близок к естественному свету.

Недостатки ЛЛ: большие габариты, чувствительность к низкой температуре, пульсация светового потока, способная вызывать стробоскопический эффект, применение специальных пусковых приспособлений, инерционность при включении, создание радиопомех.

Газоразрядные лампы высокого давления

Марки ламп: ДРЛ - дуговая ртутная люминесцентная, ДКсТ - дуговая ксеноновая трубчатая, ДНаТ - дуговая натриевая трубчатая.

Преимущества: эти лампы работают при любой температуре.

Применение: для открытых площадок и в высоких помещениях.

Люминесцентные лампы (ЛЛ)

а - криптоновая; б - зеркальная; в - галогенная; г - ДРЛ; д - ДНаТ; 1 - отражающий слой; 2 - нить накала; 3 - кварцевая колба; 4 - ртутная кварцевая лампа; 5 - внешняя стеклянная колба; 6 - люминофор; 7 - горелка, заполненная парами натрия.

Осветительные приборы включают источник света и арматуру. Их делят на светильники и прожекторы.

Характеристики светильников: 1 - кривые распределения силы света; 2 - защитный угол (от ослепления), 3 - КПД светильника, как отношение светового потока светильника к световому потоку источника света.

По распределению светового�потока светильники делят:� - прямого света;� - преимущественно прямого� света;� - рассеянного света;� - отражённого света.

По исполнению светильники�делят:�- открытые;�- защищённые;�- брызгозащищённые;�- взрывозащищённые и др.

Осветительные приборы

Кривые силы света светильника� 1 - широкая;� 2 - равномерная;� 3 - глубокая.

Защитный угол� светильника�а - с лампой накаливания�б - с люминесцентными� лампой.

Проектируя осветительную установку, необходимо решать следующие вопросы:

1. Выбор типа источника света. Рекомендуется применять газоразрядные лампы, а для помещений, где температура воздуха может быть менее +10 ^оС, следует отдавать предпочтение лампам накаливания.

2. Выбор системы освещения. Более экономичной является система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна.

3. Выбор типа светильника с учётом загрязнённости воздушной среды, распределения яркостей и с требованиями взрыво- и пожаробезопасности.

Для расчёта освещения применяются методы коэффициента использования светового потока и точечный метод.

Расчет освещения

Расчётная схема при проектировании системы общего�свещения методом коэффициента использования�светового потока� а - лампы накаливания; б - люминесцентные лампы.

L - длина, В - ширина,�H - высота помещения�h - высота подвеса� светильников;�h_p - высота от пола до рабочей поверхности;�h_c - высота от потолка до светильников, м.

Метод применяется для расчёта общего освещения.

При установке ламп накаливания определяют требуемый све- товой поток Ф (лм) лампы, чтобы обеспечить норму Е_нор (лк) (по СН и П 23-05-95).

где Z - коэффициент неравномерности освещения (1,1-1,2);� К_з - коэффициент запаса, который учитывает старение� лампы и запылённость (1,3-1,5);� S - площадь освещаемой поверхности, м²;� n - количество ламп, которое задаётся; � η - коэффициент использования светового потока рав� ный отношению полезного светового потока к сум-� марному ; зависит от индекса помещения, коэффи-� циентов отражения света и от типа светильника.

Метод коэффициента использования светового потока

Индекс помещения определяется по формуле

где А и В – длина и ширина помещения в плане;

h – высота подвеса светильников.

По найденному значению Ф выбирается ближайшая стандартная лампа (ГОСТ 6825-91) и определяется необходимая электрическая мощность

​

при выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10…20%.

Применяется для проверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки наклонной поверхности

Точечный метод расчета

где

Е_А- освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А;

I_α - сила света в направлении от источника к расчетной точке А; определяется по графику изолюкс.

Учитывая, что

и вводя коэффициент запаса К_з, получим

Должно выполняться условие

График пространственных изолюкс