2. План заняття:
1. Загальні дані про освітлення та основні
світлотехнічні поняття.
2. Види виробничого освітлення.
3.Основні вимоги до виробничого
освітлення.
4. Природне освітлення.
5. Штучне освітлення.
6. Нормування виробничого освітлення.
7. Методи розрахунку освітлення.
7.Експлуатація освітлювальних установок.
3. Світлові випромінювання – це електромагнітні випромінювання, що викликають зорову
чутливість. Вони є частиною оптичного діапазону електромагнітних випромінювань. Довжина хвиль
оптичних випромінювань знаходиться в діапазоні від 10 до 340000 нм. Людське око реагує тільки на
невелику частину цього діапазону. Це хвилі з довжиною в діапазоні 380 – 770 нм. Залежно від довжини
хвиль чутливість ока змінюється. Вона найвища при довжині хвилі 555 нм, що відповідає жовто-
зеленому кольору.
Наноме́тр (скорочення: нм, міжнародне: nm) — одиниця вимірювання відстані, дорівнює
1×10-9 метра.
Оптичні випромінювання з довжиною хвилі від 770 до 340000 нм називають
інфрачервоними, а в діапазоні від 10 до 380 нм – ультрафіолетовими.
Напруженість процесу супроводжуює зорове сприйняття.
До таких процесів відносяться адаптація, акомодація, конвергенція.
Адаптація — здатність ока пристосовуватися до різної освітленості
звуженням і розширенням зіниці в діапазоні 2-8 мм.
Акомодація — пристосування ока до чіткого бачення предметів, що
знаходяться від нього на різній відстані, шляхом зміни кривизни кришталика.
Конвергенція — здатність ока при розгляданні близьких предметів
займати положення, при якому зорові осі обох очей перетинаються на предметі.
4. Для характеристики зорових умов праці та джерел світла використовують такі
світлотехнічні поняття:
Світловий потік Ф
Визначається енергією світлового випромінювання, що викликає у людини
світлові відчуття, яку переносять світлові хвилі через по- верхню за одиницю
часу. Світловий потік через замкнуту поверхнюнавколо джерела світла,
називається повним світловим потоком
джерела світла. Одиницею світлового потоку є люмен (лм)
Сила світла І Визначається відношенням світлового потоку Ф до тілесного кута
ω, в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється. Заодиницю сили
світла прийнята кандела (кд)
Яскравість В Характеризується відношенням сили світла, що випромінюєтьсяелементом
поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, що
світиться. Одиницею яскравості є ніт (нт)
Освітленість Е Відношення світлового потоку Ф, що падає на елемент поверхні, до
площі цього елемента. Одиницею освітленості є люкс (лк)
Фон Поверхня, що безпосередньо прилягає до об’єкта розпізнавання. Фон
оцінюється коефіцієнтом відбиття світла р. При р>0,4 фон вва-
жають світлим, при 0,4 р 0,2 - середнім, при р<0,2 – темним
Контраст об'єкта
спостереження та
фону К
Визначається різницею між яскравістю об'єкта спостереження та фону: К = (Во
– Вф)/Вф, де Во та Вф – відповідно яскравості об'єкта та фону. Контраст
вважають великим при К>0,5, середнім при
0,2 < К<0,5, малим при К<0,2
Видимість ν Характеризує здатність ока сприймати об'єкт. v = k / kпор. , де k –
контраст між об'єктом і фоном; kпор – пороговий контраст (най-
менший контраст, що розрізняється оком за даних умов)
5. Види виробничого освітлення
Залежно від джерела світла освітлення буває природне, штучне та суміщене.
Природне створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу, штучне –-
електричними джерелами світла, суміщеним є освітлення, коли недостатнє природне освітлення
доповнюється штучним.
Природне освітлення поділяється на бокове, верхнє та комбіноване. Бокове здійснюється через вікна в
зовнішніх стінах, верхнє –- через світлові отвори в дахах і перекриттях, а комбіноване поєднує верхнє та
бокове освітлення.
Штучне освітлення може бути загальним та комбінованим. Загальне освітлення здійснюється
джерелами світла, розміщеними у верхній частині приміщення. Комбіноване освітлення складається із
загального та місцевого. Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік
безпосередньо на робочих місцях. Використовувати тільки одне місцеве освітлення у виробничих
приміщеннях заборонено.
За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне,
чергове та охоронне.
Система аварійного освітлення підключається до незалежного джерела живлення і повинна
забезпечувати освітленість не менше 5% величини робочого освітлення, але не менше 2 лк на робочих
поверхнях.
Евакуаційне освітлення призначене для евакуації людей з приміщення при вимиканні робочого
освітлення. Його улаштовують у виробничих приміщеннях з кількістю працюючих більше 50 осіб уздовж
основних проходів. Евакуаційна освітленість у приміщеннях має бути 0,5 лк, поза приміщенням –- 0,2 лк.
Чергове та охоронне освітлення передбачається у неробочий час відповідно для приміщень і територій. Для
цього використовують частину світильників інших видів освітлення.
6. Основні вимоги до виробничого
освітлення.
Головне завдання освітлення –- створити найкращі умови для органів зору.
7. Основні вимоги до виробничого освітлення:
- забезпечити достатню рівномірність та постійність рівня освітленості
у виробничих приміщеннях, щоб уникнути частої переадаптації органів
зору;
- не створювати засліплювальної дії як від самих джерел освітлення, так
і від інших предметів, що знаходяться в полі зору;
- не створювати на робочій поверхні різних та глибоких тіней (особливо
рухомих);
- повинен бути достатній для розрізнення деталей контраст поверхонь,
що освітлюються;
- не створювати небезпечних та шкідливих виробничих чинників (шум,
теплові випромінювання, небезпека уражений струмом, пожежо- та
вибухонебезпека світильників):
- повинно бути надійним і простим и експлуатації, економічним та
естетичним.
8. • Освітленість на робочому місці повинна відповідати характеру роботи органів зору, що
визначається величиною найбільш дрібних предметів або їх частин, які необхідно відрізняти під час
роботи, а також фоном та контрастом об'єкта розглядання і фону. Чим дрібніший об'єкт, темніший фон,
менший контраст, тим більша величина освітленості потрібна для створення оптимальних умов праці.
• Необхідно забезпечувати достатньо рівномірне освітлення робочої поверхні, а також
навколишнього простору, щоб у полі зору не було поверхні з яскравістю, що значно відрізняється від
інших. У противному разі переведення погляду з ярко освітленої поверхні на слабко освітлену викликає
необхідність у переадаптації органів зору, що призводить до їх швидкої втоми.
• На робочій поверхні не повинно бути різких тіней. Їх наявність створює нерівномірну яскравість
поверхні в полі зору, що веде до швидкої втоми.
• У полі зору не повинно бути прямої та відображеної блискучості (підвищеної яскравості
випромінюючої поверхні), що може призвести до тимчасового осліплення. Пряма блискучість зв'язана з
джерелами світла. Її зменшують шляхом зниження яскравості джерел. Відображену блискучість зменшують
відповідним вибором напрямку світлового потоку або зміною кута нахилу робочої поверхні.
• Величина освітленості повинна бути постійною у часі. Коливання освітленості виникають у разі
змін напруги в електричній мережі, а також зв'язані з особливостями роботи джерел світла. Їх величину
прийнято характеризувати коефіцієнтом пульсацій освітленості:
Кп=100(Еmax –- Emіn)/2Есер,
де Еmax, Emіn і Есер –- максимальна, мінімальна та середня освітленість за період її коливання, лк.
• Спектральний склад світла повинен по можливості забезпечувати правильну передачу кольору, тому
штучне світло, що використовується на підприємствах, за своїм спектральним складом має наближатися до
природного.
• Освітлення повинно бути надійним, простим в експлуатації та економічним. Джерела світла не
повинні створювати небезпечних та шкідливих факторів (шум, теплові випромінювання, небезпеку
враження струмом, пожежо- та вибухонебезпечність).
9. Сила світла (I) - характеризує просторову густину світлового потоку у напрямку випромінювання
джерела.
Одиниця сили світла кандела (Кд).
10.
11.
12. Природне освітлення
До недоліків відносять – непостійне освітлення у різні періоди доби та року,
у різну погоду; нерівномірний розподіл освітленості по площі виробничого
приміщення; можливість засліплення органів зору.
До переваг природного освітлення можна віднести
те, що воно сприятливо впливає на органи зору,
стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин
та покращує розвиток організму у цілому. Сонячне
випромінювання зігріває та знезаражує повітря,
очищуючи його від збудників багатьох хвороб
(наприклад, вірусу грипу). Окрім того, природне світло
має і психологічну дію, створюючи приміщенні для
працівників відчуття безпосереднього зв'язку з довкіллям.
На рівень освітленості приміщення при
природному освітленні впливають такі чинники:
світловий клімат;
площа та орієнтація світлових отворів;
ступінь чистоти скла у світлових отворах;
пофарбування стін та стелі приміщення;
глибина приміщення;
наявність предметів, що затінять вікно як
зсередини, так і ззовні приміщення.
13. Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня та залежить від погодних умов, то
його кількісна оцінка здійснюється відносним показником –- коефіцієнтом природного
освітлення (КПО):
де Евн – освітленість, що створюється світлом неба (безпосереднім чи відбитим) у даній точці
всередині приміщення;
Езвн – освітленість горизонтальної поверхні, що створюється у той самий час ззовні світлом
повністю відкритого небосхилу.
14. Штучне освітлення
Джерелом світла при штучному освітленні
використовуються лампи розжарювання, газорозрядні
лампи та світлодіоди
Колір світла впливає на продуктивність праці. Так, якщо
при білому світлі продуктивність праці людини за
визначений термін часу прийняти за 100 %, то при
жовтому світлі продуктивність вже складе 93 %, при
зеленому – 92 %, при голубому – 78 %, а при
червоному 76 %.
15. Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла.
Переваги: простота конструкції та виготовлення, відносно низька вартість, зручність експлуатації,
широкий діапазон напруги та потужностей.
Недоліки: велика яскравість (засліплююча дія); низька світлова віддача (7 –- 20 лм/Вт); відносно малий
термін експлуатації (до 2,5 тис. годин); переважання жовто-червоних променів у порівнянні з природним
світлом; висока температура нагріву (до 140 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.
Газорозрядні лампи. У цих лампах балон наповнюється парами ртуті та інертним газом, на внутрішню
поверхню балона наносять люмінофор. Газорозрядні лампи бувають низького (люмінесцентні) та високого
тиску.
Перевага газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40 –- 130 лм/Вт,
що в 3 – 7 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання.
Люмінесцентні лампи мають світлову віддачу 50 – 80 лм/Вт, малу яскравість поверхні, що світиться,
близький до денного спектральний склад світла. Термін експлуатації ламп досягає 10 тис. годин, а
температура нагріву (люмінесцентні) – 30 – 60 °С. За спектральним складом видимого світла
люмінесцентні лампи бувають: денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольорів
(ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ) та білого (ЛБ) кольорів.
16. Світлодіод– це напівпровідник, прин- цип роботи якого оснований на явищі
електролюмінесценції –- холодного світіння, що виникає при протіканні струму.
Склад матеріалів, що утворюють p-n перехід, визначає вид випромінювання. До
переваг світлодіодів можна віднести: низьке енергоспоживання (не більше 10%
від споживання при використанні ламп розжарювання); тривалий термін служби –
до 100 тис. годин; високий ресурс міцності – ударна і вібраційна стійкість;
чистота і розмаїтість кольорів, спрямованість випромінювання; регульована
інтенсивність; низька робоча напруга; екологічна і протипожежна безпека. Вони
не мають у своєму складі ртуті і майже не нагріваються. До недоліків світлодіодів
можна віднести їх високу вартість у порівнянні з іншими джерелами світла.
17.
18. Нормування природного освітлення здійснюється за коефіцієнтом природної освітленості. Нормовані
значення КПО визначаються „Державними будівельними нормами України (Природне і штучне
освітлення. ДБН В.2.5-28- 2006)”.
Характеристика
зорової роботи
Найменший
розмір об’єкта
розпізнаван-
ня, мм
Розряд
зорової
роботи
Штучне освітлення* Природне освітлення Сумісне освітлення
Освітленість, лк КПО, %
Комбі-
новане
Загальне Верхнє
або ком-
біноване
Бокове Верхнє
або ком-
біноване
Бокове
Високої
точності
0,3-0,5 ІІІ 2000-400 500-200 5 2 3 1.2
Середньої
точності
0,5-1,0 ІV 750-300 300-150 4 1.5 2.4 0.9
Малої
точності
1-5 V 300-200 200-100 3 1 1.8 0.6
Загальне спостереженняза
ходом виробничого
процесу
VІІІ - 75-30 1 0.3 0.7 0.2
Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень
19. Методи розрахунку освітлення
Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових отворів, що мають забезпечити в
приміщенні нормативні значення КПО. При боковому освітленні розрахунок проводиться за такою
формулою
100(Sв/Sn) = (КПОн-k3-ηв-kбуд)/(τ вr),
де Sв,Sn – площі вікон і підлоги у приміщенні, м2;
КПОН – нормативний коефіцієнт природного освітлення;
k3 – коефіцієнт запасу, враховує зниження світлопропускання вікон і середовища у
приміщенні, k3=1,2-1,5;
ηв – світлова характеристика вікон, залежить від співвідношення розмірів приміщення;
kбуд – коефіцієнт, що враховує затінення вікон будівлями, які розташовані напроти;
τ в – загальний коефіцієнт світлопропускання вікна;
r – коефіцієнт, що враховує підвищення КПО при боковому освітленні завдяки світлу, яке
відбивається від поверхонь приміщення та прилеглих будівель.
КПО- коефіцієнт природної освітленості
Освітленість робочої поверхні, створювана світильниками загального освітлення в системі
комбінованого освітлення, повинна складати не менше 10% нормованої для комбінованого
освітлення, однак у всіх випадках вона повинна бути не менше 150 лк при використанні
газорозрядних ламп і 50 лк — при використанні ламп розжарювання.
20. Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлового потоку
(коефіцієнту використання), точковий та питомої потужності.
22. Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади - люксметри модифікації
Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 та портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЗС 0693. Всі вони працюють
із застосуванням ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий
фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який
проградуйований у люксах. Застосовують також вимірювачі видимості - фотометри та інші комплексні
вимірювачі світлотехнічних величин.
Відео
23. Заходи щодо економії електроенергії
Оптимальна заміна зношених ламп в процесі експлуатації, з визначенням корисного терміну
служби ламп шляхом економічного розрахунку вибору варіанта заміни, при якому наведені річні
витрати на освітлення будуть мінімальними. Заміна ламп після їх перегорання не є найкращим
рішенням. Більшість типів ламп перегорають, коли їх світловий потік знижується до 50% і більше.
Це означає, що рівень освітленості буває недостатнім для виконання завдань з організації
комфортних і безпечних умов роботи, але при цьому витрата електроенергії на освітлення
становить 100% (тобто ви платите за 100%, а споживаєте - 50%).
24. Підтримання світильників в належній чистоті із
забезпеченням їх високої світлового ККД і необхідної
форми кривої сили світла.
Правильний вибір світильників і ламп, що
задовольняють будівельним нормам і правилам
Правильна експлуатація електроосвітлювальних
установок і їх планово - попереджувальний ремонт.
Розробка та застосування раціональних схем
освітлювальних мереж, зменшення втрат електроенергії,
підвищення коефіцієнта потужності (COS φ) в
електроосвітлювальних установках.
Заходи щодо економії електроенергії
