Основные светотехнические понятия и определения

Освещение – это получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения нормальных условий работы.

Оптической областью электромагнитного спектра являются длины волн от 10 до 340000нм: инфракрасное излучение 770 – 340000нм; видимое 380 – 770нм; ультрафиолетовое 10 – 380нм. Цветовые ощущения у человека – от фиолетового (l» 400нм) до красного (l» 750нм) цвета, причем наибольшая чувствительность зрения к излучению с длиной волны l» 550нм, соответствующему диапазону желто- зеленого цвета.

К количественным показателям освещения относят:

1.Световой поток – это часть лучистого потока, воспринимаемая зрением как свет. Обычно обозначается Ф; измеряется в люменах (лм).

2.Сила света – это пространственная плотность светового потока:

, кд (кандела), где dW - элементарный телесный угол. Кандела – это сила света, испускаемого с поверхности 1/600000м² полного излучателя (государственный световой эталон) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2046,65К.

3.Освещенность - это отношение светового потока к площади:

, лк (люкс), где dS – площадь элементарной поверхности.

4.Яркость – это отношение силы света к площади с учетом угла падения:

, кд/м²

К качественным показателям освещения относят коэффициент пульсации, показатель ослепленности, фон, контраст, видимость объекта, спектральный состав света.

Фон характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эту способность определяет коэффициент отражения:, где Ф_пад и Ф_отр – падающий и отраженный световой поток.

Величина ρ меняется в пределах от 0,02 до 0,95; при ρ > 0,4 фон считается светлым; при ρ=0,2-0,4 – средним; при ρ < 0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном – это степень различения объекта на фоне. Он характеризуется соотношением яркостей объекта, который надо различать при работе В_о, и фона В_ф:

К=(В_ф-В_о)/В_ф.

Объектами различения могут быть различные детали предмета, например, буква, цифра, отрезок линии, точка, царапина, трещина и т.д. Объект резко выделяется на фоне и контраст считается большим при К>0,5; при К=0,2-0,5 объект и фон заметно отличаются друг от друга – это средний контраст. При малом контрасте (К<0,2) объект слабо заметен на фоне.

Коэффициент пульсаций характеризует амплитуду колебаний освещенности вследствие изменения во времени светового потока:

К_П=,

где Е_max, Е_min, Е_ср – максимальная, минимальная и средняя освещенность.

Величина К_П для газоразрядных ламп составляет 25-65%, для ламп накаливания около 7%, для галогенных ламп примерно 1%.

Показатель ослепленности оценивает ослепляющее действие осветительной установки:

Р₀=1000,

где V₁, V₂ – видимость объекта различения при экранировании источника света, например, щитками, козырьками и т.д., и при наличии в поле зрения яркого источника света без его экранирования.

Видимость характеризует способность глаза воспринимать объект и определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V=К/К_пор,

где К_пор – наименьший, т.е. пороговый контраст, различаемый глазом. При небольшом его уменьшении объект становится нераспознаваемым на этом фоне.

Системы и виды освещения

Различают естественное, искусственное и совмещенное освещение. Совмещенное освещение применяют, если в светлое время суток естественного освещения недостаточно по нормам, и его дополняют искусственным.

Естественное освещение делится на:

1,Боковое, которое осуществляется через световые проемы в стенах; оно может быть одно – и двусторонним;

2.Верхнее, которое выполняется через аэрационные и зенитные фонари, через отверстия в крыше и перекрытиях;

3.Комбинированное, т.е. совмещение верхнего и бокового освещения.

Количественной характеристикой естественного освещения является коэффициент естественной освещенности:

,

где Евн и Ен – освещенность внутри и снаружи помещения

Согласно СНиП нормируются значения КЕО для III светового пояса (средняя полоса Европейской части России), а для других световых поясов он определяется по формуле:

Е_н^I,II,IV,V = E_н^III·m·c,

где m – коэффициент светового климата, который для территории Украины составляет 0,9;

с – коэффициент солнечности климата, величина которого находится в пределах 0,75-0,95.

Значения E_н^III, m и c берут из таблиц СНиП. При установлении норм освещенности, т.е. требуемой величины КЕО, предполагается, что выполняется своевременно очистки стекол световых проемов (окон, фонарей и т.д.). Для помещений с незначительными выделениями пыли, гари, дыма их нужно мыть не реже двух раз в год, а при значительных выделениях – не реже четырех раз.

Искусственное освещение классифицируется по:

1.Конструктивному выполнению – общее и комбинированное.

Общее применяют, если в помещении выполняются примерно одинаковые по точности работы. Оно обеспечивается размещением светильников в верхней зоне помещения.

При комбинированном освещении к общему добавляется местное на тех рабочих местах, где нужно выполнять более точные работы. Для этого устанавливают местные светильники. Применять в рабочем помещении только местное освещение запрещается.

2.По функциональному назначению

- рабочее, используют для обеспечения нормальных условий работы;

- аварийное, применяют для продолжения работы при обесточивании; оно должно составлять 5% от нормативного рабочего освещения, но не менее 2лк внутри здания;

- эвакуационное, предназначено для безопасной эвакуации людей; в проходах оно должно быть не менее 0,5лк; на открытой территории – 0,2лк; при большом числе эвакуируемых людей (более 100 человек) у дверей устанавливают световые табло «Выход».

В нерабочее время применяют охранное и дежурное освещение. Охранное с минимальной освещенностью 0,5лк устанавливают вдоль границ охраняемой территории.

Уход за системой искусственного освещения состоит в очистке светильников, замене ламп. Освещенность в рабочем помещении контролируют люксметром.