Краткие теоретические сведения

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

Искусственное освещение может быть общим (все производственные участки освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение рабочих мест светильниками, находящимися у станка, агрегата, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенным и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев и аварий.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта. Дежурное освещение включается во внерабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

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 наполнителем (К);

- биспиральные с криптоновым наполнителем (БК).

Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации,
не требуют дополнительных устройств для включения в сеть.

Недостатки этих ламп:

- малая световая отдача (7…20 лм/Вт);

- при большой яркости нити накала низкий кпд, равный 10…13 %;

- срок службы 800…1000 ч;

- дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, йода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 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 помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами, а их освещение благоприятно с гигиенической точки зрения.

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

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки:

– пульсацию светового потока, вызывающую стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различия – вместо одного предмета видны изображения нескольких, а также направления и скорости движения);

– дорогостоящую и относительно сложную схему включения;

– значительную отраженную блескость;

– чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (оптимальная температура 20…25°С);

– понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока.

В зависимости от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов люминесцентных ламп:

– белого света (ЛБ);

– дневного света (ЛД);

– тепло-белого света (ЛТБ);

– холодного света (ЛХБ) – лампы дневного света правильной цветопередачи (ЛДЦ).

Наиболее универсальны лампы ЛБ. Лампы ЛХБ, ЛД и особенно ЛДЦ применяются в случаях, когда выполняемая работа требует цветоразличия.

Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений используют дуговые люминесцентные ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Эти лампы в отличие от обычных люминесцентных ламп сосредоточивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Лампы работают при любой температуре внешней среды. Кроме того, их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания.

К недостаткам этих ламп относится длительное, в течение 5…7 мин, разгорание при включении.

Основные световые и электрические параметры ламп приведены в табл. 8.1 и 8.2.

Таблица 8.1

Светотехнические характеристики ламп накаливания

Таблица 8.2

Светотехнические характеристики люминесцентных ламп

Окончание табл. 8.2

Порядок выполнения работы

Ø Ознакомиться с лабораторной установкой, схема которой приведена на рис. 8.1, а, пульт управления – на рис. 8.1, б.

Ø Подключить лабораторную установку к сети.

Ø С помощью регулятора напряжения 9 установить в сети напряжение 200 В, произвести замеры общей и комбинированной освещенности для ламп накаливания (л.н.) и люминесцентных ламп (л.л.).

При измерении освещенности фотоэлемент люксметра располагают горизонтально на поверхности стола лабораторной установки. Полученные результаты вносят в табл. 8.3.

Включение необходимой системы освещения производится переключателями 7 и 8, установленными на стенде по схеме, приведенной в табл. 8.4.

Рис. 8.1. Схема лабораторной установки для определения освещенности: а – разрез камеры; б – пульт управления; 1 – пульт управления; 2 – люксметр; 3 – светильник местного освещения; 4 – светильник общего освещения с лампой накаливания; 5 – светильник общего освещения с газоразрядной лампой; 6 – вольтметр; 7, 8 – трехпозиционные переключатели; 9 – регулятор или ползунковый реостат напряжения

Таблица 8.3

Результаты измерения освещенности

Ø Повторить измерения при напряжении в сети 150 В.

Таблица 8.4

Порядок включения системы освещения

Ø Выбор нормируемых значений искусственной освещенности.

Для определения нормируемой освещенности необходимо учитывать размер объекта различия, фон и его яркость, вид и систему освещения.

Объектом различия называют зрительно воспринимаемые минимальную деталь предмета, его часть, царапину, нить, дефект и т. д., которые требуется отчетливо различать во время работы.

Фоном называют поверхность, прилегающую непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается.

Контраст объекта различия с фоном определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона.

Контраст объекта различия с фоном считается:

– большим – объект и фон резко отличаются по яркости;

– средним – объект и фон заметно отличаются по яркости;

– малым – объект и фон мало отличаются по яркости.

При выполнении лабораторной работы нормируемая величина искусственной освещенности на рабочем месте определяется по табл. 1 [1] для следующих условий зрительной работы:

– системы освещения – общая, комбинированная;

– наименьшего объекта различия, мм – 0,3;

– разряда зрительной работы – III;

– подразряда зрительной работы – а;

– контраста объекта с фоном – малый;

– характеристики фона – темный.

Нормированные значения освещения, определенные для заданных
условий зрительной работы, вносятся в табл. 8.3.

На основании данных табл. 8.3 делаются выводы:

– какой источник света в системе общего освещения обеспечивает
более качественную освещенность;

– какой источник света более чувствителен к перепаду напряжения в сети с точки зрения освещенности;

– какая система освещения в наибольшей степени удовлетворяет норма­тивным требованиям.