Производственное освещение

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Нижнетагильский технологический институт (филиал)

Доклад по теме: «Производственное освещение»

Проверил:                                                                                                                  Воронин В.К.                                                                                

Исполнили студенты гр.  57104 ХТ                                                Гришкин С.А. 

                                                                                                             Иванова И.В.

Нижний Тагил 2011

Содержание

1.Определение понятия «свет», его источники, светотехнические величины                                                                                                                 3

2.Искусственное и естественное освещение, их преимущества и недостатки                                                                                                               5

3.Источники искусственного света, их характеристики                           7

4.Системы искусственного и естественного освещения                         10

5.Влияние параметров световой среды на здоровье и работоспособность человека                                                                                                                                       11

6.Гигиеническое нормирование освещения                                             15

7.Методы контроля параметров освещения                                                            26

8. Расчет естественного и искусственного освещения                                          28

1.Определение понятия «свет», его источники, светотехнические величины

            Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.  

             Источник света — любой объект, излучающий энергию в световом спектре. По своей природе подразделяются на искусственные и естественные.

            Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и различными способами преобразования энергии, основным назначением которых является получение светового излучения (как видимого, так и с различной длиной волны, например, инфракрасного). В источниках света используется в основном электроэнергия, но также иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света.

           Естественные источники света — это природные материальные объекты и явления, основным или вторичным свойством которых является способность испускать видимый свет. К естественным или природным источникам света прежде всего относят: Солнце, Луну, планеты, кометы, полярные сияния, атмосферные электрические разряды, биолюминесценцию живых организмов, свет звезд и иных космических объектов, свечение окисляющихся органических продуктов и минералов, и проч.

Светотехнические величины

Световой поток

           Характеризует мощность видимого излучения по её воздействию на глаз человека в специальных единицах – люменах [Лм]. Световой поток является важнейшей характеристикой ламп. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 Лм, а металлогалогенная лампа мощностью 70 Вт – 6000 Лм.

Освещённость

          Это поверхностная плотность светового потока, падающего на площадку заданной величины. Единица освещённости – люкс [Лк]. Одна из самых главных величин в нормах освещения. Чаще всего нормируется горизонтальная освещённость (в горизонтальной плоскости). Диапазон уровней освещённости составляет при искусственном освещении от 1 до 20 Лк на улице и от 20 до 5000 Лк в помещении. В природных условиях освещённость E=0,2 Лк в полнолуние, 5000 – 10000 Лк днём при сплошной облачности и до 100000 Лк в ясный солнечный день.

Сила света

            Это пространственная плотность светового потока, ограниченная телесным углом. Единица измерения силы света – кандела [кд] – воспроизводится эталоном и входит в Международную систему основных единиц (СИ).

            Распределение силы света в пространстве ( кривая силы света, КСС) – одна из важнейших характеристик осветительных приборов, необходимых для расчёта освещения. КСС светильников обычно приводится в полярных координатах для условной лампы со световым потоком 1000 лм, т.е. в кд/кЛм.

Яркость

            Для матовых (диффузных или равноярких) поверхностей эта величина пропорциональна поверхностной плотности отраженного или излучаемого этой поверхностью светового потока. В более общем виде она равна отношению силы света в направлении точки наблюдения к видимой из этой точки площади светящей поверхности (проекции). Единица яркости – кд/м2. Яркость непосредственно связана с уровнем зрительного ощущения, а распределение яркости в поле зрения (например, в интерьере) характеризует качество освещения. В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2. Сплошной светящий потолок при яркости более 500 кд/м2 оказывает дискомфортное влияние. Яркость солнца – около 1 000 000 000 кд/м2, а люминесцентной лампы – 5-11 тысяч кд/м2.

Световая отдача

Это главная характеристика энергоэкономичности ламп и она равна отношению светового потока лампы к её мощности. Применение ламп с высокой световой отдачей – основной путь экономии электроэнергии в осветительных установках. Например, путём замены ламп накаливания, световая отдача которых 7-22 лм/Вт, компактными люминесцентными лампами (50-90 лм/Вт) можно снизить расход электроэнергии в среднем в 5-6 раз, не уменьшая уровня освещённости.

Цвет и цветность

Понятие цвета определяется, как свойство видимого излучения вызывать зрительное ощущение цветности (цветовой тон + насыщенность) и яркости предметов. Цветовой тон (красный, оранжевый и т.д.) характеризуется длиной волны видимого излучения, а насыщенность – чистотой цвета, связанной со степенью приближения к спектрально чистому цвету от точки белого. Например, малонасыщенные цветовые тона получают путём большого разбавления красителя белой краской. Цвет одного и того же предмета может сильно изменяться в зависимости от спектрального состава освещения.

2.Искусственное и естественное освещение, их преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества:

-налаженность в массовом производстве

-малая стоимость

-небольшие размеры

-отсутствие пускорегулирующей аппаратуры

-чисто активное электрическое сопротивление (единичный коэффициент мощности)

-быстрый выход на рабочий режим

-невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения

-отсутствие токсичных компонентов[источник не указан 269 дней] и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

-возможность работы на любом роде тока

-нечувствительность к полярности напряжения

-возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

-отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе

-непрерывный спектр излучения

-приятный и привычный в быту спектр

-устойчивость к электромагнитному импульсу[источник не указан 357 дней]

-возможность использования регуляторов яркости

-не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату

Недостатки:

-низкая световая отдача

-относительно малый срок службы

-хрупкость, чувствительность к удару и вибрации

-бросок тока при включении (примерно десятикратный)

-при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона

-резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения

-лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

-нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников

Газоразрядные лампы преимущества и недостатки

Преимущества

-Высокая эффективность ламп.

-Длительный срок службы по сравнению лампами накаливания и экономичность.

Недостатки

-высокая стоимость

-большие размеры

-необходимость пускорегулирующей аппаратуры

-долгий выход на рабочий режим

-высокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения

-наличие токсичных компонентов и как следствие необходимость в инфраструктуре по сбору и утилизации

-невозможность работы на любом роде тока

-невозможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

-наличие мерцания и гудения при работе на переменном токе промышленной частоты

-прерывистый спектр излучения

-непривычный в быту спектр

3.Источники искусственного света, их характеристики

            В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

             Лампы накаливания. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания: вакуумные (В), газонаполненные (Г) (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостаток этих ламп – малая световая отдача от 7 до 20 лм/Вт при большой яркости нити накала, низкий кпд, равный 10-13 %; срок службы 800-1000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

           Основные характеристики ламп – световая отдача, световой поток, средняя продолжительность службы — регламентированы ГОСТ 2239-79 "Лампы накаливания Общего назначения. Технические условия" и ГОСТ 19190-84 "Лампы электрические. Общие технические условия".

            Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 60 лм/Вт).

            Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

           Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение более благоприятное с гигиенической точки зрения.

            К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т.е. они в 2,5-3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы (около 5°С) делает лампу относительно пожаробезопасной.