Виды и требования к системам освещения

Нормирование освещенности помещений промышленных предприятий регламентирует минимальный допустимый ее уровень в зависимости от наименьшего размера объекта различения, контраста объекта различия с фоном, характеристики фона и вида выполняемых работ. Выбор необходимой освещенности осуществляется с помощью строительных норм и правил - СниП 23-05-95 «естественное и искусственное освещение». Все виды работ по точности распределены на шесть разрядов, в зависимости от размера объекта при условии его удаления от глаза не более чем на 0,5 м.

Для данного помещения центральной химической лаборатории приведены нормы освещенности:

                                                                                                                           Таблица 1.

Нормы освещенности

Коэффициент пульсации Кп - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп, питаемых переменным током:

Кп = (Еmax - Emin)/(2Еср)·100%,

где Еmax, Emin, Еср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебания переменного тока, лк.

Слепящее действие осветительной установки оценивается показателем ослепленности Р, определяемым выражением:

Р = 1000(s-1),

где s - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

   2.2  Электрические источники света

В настоящее время наибольшее распространение получили два вида источников света: лампы накаливания и газоразрядные лампы. В данном помещении центральной химической лаборатории используются газоразрядные лампы.

Газоразрядные лампы подразделяются на люминесцентные лампы (низкого давления) и лампы высокого давления. Излучение люминесцентных ламп основано на явлении люминесценции - свечение атомов и молекул инертного газа и паров ртути, возникающего при возбуждении их электрическим полем. Газовый разряд имеет значительно большую световую эффективность по сравнению с тепловым излучением. Электрическое поле, возникающее между электродами при подключении лампы к электрической сети, воздействует на свободные электроны и ионы газа. Возникает, электрический ток, вызывающий ультрафиолетовое излучение в видимое. Тип люминофора определяет и цветность светового излучения лампы.

Для образования газового разряда с помощью стартера на электроды лампы подается импульс повышенного напряжения. Поддержание процесса разряда осуществляется пускорегулирующим устройством, состоящим из дросселя или дросселя и конденсатора. Световая отдача (экономичность лампы) достигает 93 лм/Вт.

Средний срок службы - 10000ч. Они менее чувствительны к колебаниям напряжения питающей среды.

По спектральному составу светового потока различают лампы белого света (ЛБ), дневного света (ЛД), улучшенного спектрального состава (ЛДЦ), холодно-белого света (ЛХБ).

По принципу преобразования электрической энергии в световую источники света подразделяются на тепловые, к которым относятся лампы накаливания; газоразрядные - люминесцентные лампы низкого и высокого давления. Все источники света характеризуются: напряжением, электрической мощностью, световым потоком, световой отдачей и сроком службы.

Лампы накаливания имеют невысокую светоотдачу (7 - 30 лм/Вт) относительно небольшой срок работы - до 1 000 ч. поэтому эксплуатация экономически невыгодна. Для повышения светоотдачи в нашей стране в 30-х годах создается новый тип источника света газоразрядный.

Газоразрядные источники света - люминесцентные трубчатые лампы типа ЛБ, ЛДЦ, ЛБЦТ, ЛДЦУФ (ЛХЕ) и др. низкого давления могут работать в закрытых помещениях при температуре до 4°С, их применение открытых площадках невозможно. На открытых производственных площадках широко используются дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления. Преимущество этих источников света перед лампами накаливания заключается в высокой светоотдаче (от 40 до 80 лм/В) и большой продолжительности работы (до 2000 ч). В последние годы появились новые галогенно-натриевые газоразрядные лампы высокого давления типа МГЛ, НЛВД, ДНаТ, которые имеют высокую светоотдачу.

Газоразрядные источники света по эксплуатационным качествам в 4 - 10 раз экономичнее ламп накаливания.

Осветительные приборы - устройства, состоявшие из источника света и арматуры. Они бывают ближнего действия - светильники и дальнего действия - прожекторы.

Все светильники делятся на три класса прямого, рассеянного и отраженного света. Основное назначение осветительной арматуры - рациональное распределение светового потока, защита глаз от чрезмерной яркости света, предохранение лампы то повреждений (механических, тепловых и т.д.). К арматуре предъявляются дополнительные требования: по взрывобезопасности, пылезащищенности, водозащищенности и др.

Для прожекторов используют арматуру типа ПЗС, ПКН, ПСМ и др.

Светильники характеризуются светораспределением, кпд и защитным углом (угол между горизонталью, проходящий через нить накала лампы, и линией, соединяющей крайнюю точку накала с противоположным краем отражателя светильника).

Сила света определяется на вертикальной оси светораспределения светильника и зависит от арматуры и мощности лампы. Кривые светораспределения (изолюксы) указываются в паспорте светильника.

Защитный угол, создаваемый отражателем, должен быть в пределах 15 - 30є. Чем больше защитный угол, тем меньше слепящее действие светильника. Применяемые на производстве и в офисах светильники имеют кпд в пределах 0,4-0,9.

2.3 Нормирование естественного и искусственного освещения

При проектировании, устройстве и эксплуатации систем освещения руководствуются СНиП "Естественное и искусственное освещение".

Основными принципами нормирования освещенности являются: обеспечение хорошей видимости деталей различия, зависящее от разряда зрительной работы (угловой размер, контраст с фоном и яркостью) на расстоянии 0,5 м от объекта различия.

При нормировании освещенности учитывают разряды зрительной работы учётом размера деталей различия. Естественное освещение оценивается коэффициентом естественной освещенности (КЕО) при боковом, верхнем и комбинированном освещении, который определяется по формуле:

где ЕВ - освещенность внутри помещения; ЕН - освещенность наружная.

По нормам искусственное освещение на рабочих местах с лампами накаливания при системе общего освещения должно быть: для работ наивысшей точностью 1000-1250 лк; грубых работ (очень малой точности) - 200 лк; общее наблюдение за ходом производственного процесса 200 лк; на рабочих столах офисов, аудиторий, лабораторий - 300 лк. Общее освещение должно обеспечивать равномерную освещенность всего помещения.

Расчет искусственного освещения. Светотехнический расчет сводится к выбору систем освещения, источников света, определению норм и осветительных приборов, высоты подвеса и расчету уровня освещенности.

Расчет уровня освещенности производится: точечным методом; методом коэффициента использования светового потока; метод удельных мощностей.

При расчете точечным методом отраженная световая энергия учитывается. Освещенность для горизонтальной плоскости рассчитывается по формуле:

Ег=I*cos3α/Н 2 *К3,

для вертикальной плоскости

ЕВ= I*cos3 (90-α) /Н 2 *К3,где I –

сила света, определяется по кривым светораспределения, кд;

Н - высота подвеса светильника, м;

К3 - коэффициент запаса, 1,1 5 - 1,8.

Если точка А освещается несколькими светильниками, то подсчитывают её освещенность отдельно от каждого светильника, полученные результаты суммируют. Тогда уровень освещенности определяется по формуле:

Е=n*ФлμΣЕг/1000*К3

где n - число ламп;

Фл - световой поток лампы, лм;

μ - коэффициент дополнительной освещенности от светильников, которые светят в данную точку, от 1,1 до 1,2;

ΣЕг - сумма условных освещенностей от светильников, которые светят в данную точку;

1000 - светильник с условным световым потоком, равным 1000 лм.

Расчет методом коэффициента использования светового потока определяется η =ФΣ/Фл, где ФΣ= Фл+Фо в пределах 0,6-2,0. числовое значение этого коэффициента зависит от размера помещения, высоты подвеса светильников и оценивается индексом помещения по формуле i = ab/H1 (a+b). По полученному значению и с учетом коэффициентов отражения от стен и потолка по таблице находят вышеуказанный коэффициент, подставляя его значение в формулу:

где Еmin - уровень минимальной освещенности по нормам, лк;

S - площадь освещаемого помещения, м2;

Z - коэффициент неравномерности светильника, 1,1 - 1,15;

К3 - коэффициент запаса;

N - суммарный световой поток ламп, установленных в светильнике;

Фл - световой поток лампы, лм;

η - коэффициент использования светового потока осветительной установки.

3. Технические требования к системам освещения

(ПРИКАЗ МПТР РФ от 12.07.2002 N 134)

3.1. Освещенность на игровой площадке в плоскости, перпендикулярной направлению к камере, не должна превышать 1500 - 2000 лк, минимальная освещенность - 750 лк (при диафрагме 1:4).

3.2. Система постановочного освещения (СПО) телевизионных студий, независимо от размеров студий и характера передач, должна состоять из следующих элементов:

- подвесной осветительной установки (ПОУ);

- напольных осветительных приборов;

- системы дистанционного управления освещением.

3.3. В состав ПОУ должны входить:

- подвесная осветительная система, обеспечивающая возможность перемещения осветительных приборов в студии;

- подвесное механическое оборудование, позволяющее изменять высоту осветительных приборов;

- подвесные осветительные приборы.

3.4. Подвесное механическое оборудование должно обеспечивать:

- надежное крепление подвесных осветительных приборов;

- их свободное перемещение в студии и ориентацию в пространстве;

- обеспечивать выполнение требований охраны труда, техники безопасности и эргономики.

3.5. В СПО должны использоваться специальные телевизионные осветительные приборы, в которых применяются источники света с цветовой температурой излучения:

- кварцево-галогенные лампы накаливания с цветовой температурой излучения Тцв 3200 К;

- металлогалогенные лампы с Тцв 5500 К - 6000 К;

- люминесцентные лампы с Тцв 3100 К или 5500 К.

3.6. Парк осветительных приборов должен обеспечивать возможность создания всех элементов художественного света:

- контрового;

- фонового;

- рисующего;

- моделирующего;

- заполняющего;

- световых спецэффектов (для студий, предназначенных для съемок развлекательных передач).

3.7. Для создания каждого из элементов художественного света должны использоваться следующие, строго определенные, типы осветительных приборов:

- прожекторы с линзами Френеля - для рисующего, моделирующего и контрового света;

- приборы рассеянного (бестеневого) света или приборы направленно-рассеянного света - для заполняющего света;

- специальные осветительные приборы с несимметричным светораспределением (типа "Кососвет") или приборы рассеянного света - для фонового света;