Які є види освітлення. Джерела штучного освітлення

⁰

Вступ

1. Види штучного освітлення

2 Функціональне призначення штучного освітлення

3 Джерела штучного висвітлення. Лампи розжарювання

3.1.Типи ламп розжарювання

3.2. Конструкція лампи розжарювання

3.3. Переваги та недоліки ламп розжарювання

4. Газорозрядні лампи. Загальна характеристика. Галузь застосування. Види

4.1. Натрієва газорозрядна лампа

4.2. Люмінесцентна лампа

4.3. Ртутна газорозрядна лампа

Список літератури

Вступ

Призначення штучного освітлення – створити сприятливі умовивидимості, зберегти хороше самопочуття людини та зменшити стомлюваність очей. При штучному освітленні всі предмети виглядають інакше, ніж за денного світла. Це тому, що змінюється становище, спектральний склад і інтенсивність джерел випромінювання.

Історія штучного висвітлення почалася тоді, коли людина стала використати вогонь. Багаття, смолоскип і скіпка стали першими штучними джерелами світла. Потім з'явилися масляні лампи та свічки. В початку XIXстоліття навчилися виділяти газ та очищені нафтопродукти, з'явилася гасова лампа, яка використовується до сьогодні.

При запаленні гніт виникає полум'я, що світиться. Полум'я випромінює світло лише тоді, коли тверде тіло нагрівається цим полум'ям. Не горіння породжує світло, лише речовини, доведені до розпеченого стану, випромінюють світло. У полум'ї світло випромінюють розпечені частинки сажі. У цьому можна переконатися, якщо помістити скло над полум'ям свічки або гасової лампи.

На вулицях Москви та Петербурга освітлювальні масляні ліхтарі з'явилося у 30-х роках XVIII століття. Потім масло замінили спиртово-скипидарною сумішшю. Пізніше, як паливо, стали використовувати гас і, нарешті, світильний газ, який отримували штучним шляхом. Світлова віддача таких джерел була дуже мала через низьку колірну температуру полум'я. Вона не перевищувала 2000К.

за колірної температуриштучне світло сильно відрізняється від денного, і ця відмінність давно була помічена зміною кольору предметів при переході від денного до вечірнього штучного освітлення. Насамперед було помічено зміну кольору одягу. У ХХ столітті з широким поширенням електричного висвітлення зміна кольору при переході до штучного висвітлення зменшилася, але не зникла.

Сьогодні рідкісна людина знає про заводи, які виготовляли світильний газ. Газ отримували при нагріванні кам'яного вугілля ретортах. Реторти – це великі металеві або глиняні порожнисті судини, які наповнювали вугіллям та нагрівали в печі. Газ, що виділився, очищали і збирали в спорудах для зберігання світильного газу - газгольдерах.

Понад сто років тому, 1838 року, «Товариство освітлення газом Санкт-Петербурга» побудувало перший газовий завод. До кінця XIX століття майже у всіх великих містах Росії з'явилися газгольдери. Газом освітлювали вулиці, залізничні станції, підприємства, театри та житлові будинки. У Києві інженером А.Е.Струве газове освітлення було влаштовано у 1872 році.

Створення електрогенераторів постійного струму з приводом парової машини дозволило широко використовувати можливості електрики. Насамперед винахідники подбали про джерела світла і звернули увагу на властивості електричної дуги, яку вперше спостерігав Василь Володимирович Петров у 1802 році. Сліпуче яскраве світло дозволяло сподіватися, що люди зможуть відмовитися від свічок, скіпки, гасової лампи і навіть газових ліхтарів.

У дугових світильниках доводилося постійно підсувати поставлені носами один до одного електроди - вони досить швидко вигоряли. Спочатку їх зрушували вручну, потім з'явилися десятки регуляторів, найпростішим із яких був регулятор Аршро. Світильник складався з позитивного нерухомого електрода, закріпленого на кронштейні, і рухомого негативного, з'єднаного з регулятором. Регулятор складався з котушки та блоку з вантажем.

При включенні світильника через котушку протікав струм, сердечник втягувався в котушку та відводив негативний електрод від позитивного. Дуга підпалювалася автоматично. При зменшенні струму втягувальне зусилля котушки зменшувалося і негативний електрод піднімався під дією вантажу. Широкого поширення ця та інші системи не набули через низьку надійність.

У 1875 році Павло Миколайович Яблочков запропонував надійне та просте рішення. Він розташував вугільні електроди паралельно, розділивши їх ізолюючим шаром. Винахід мало колосальний успіх, і "свічка Яблочкова" або "Російське світло" знайшов широке поширення в Європі.

Штучне освітлення передбачається у приміщеннях, у яких недостатньо природного світла, або для освітлення приміщення у години доби, коли природне освітлення відсутнє.

1. Види штучного освітлення

Штучне освітлення може бути загальним(всі виробничі приміщення освітлюються однотипними світильниками, рівномірно розташованими над освітлюваною поверхнею та забезпеченими лампами однакової потужності) та комбінованим(До загального освітлення додається місцеве освітлення на роботах місць світильниками, що знаходяться у апарату, верстата, приладів тощо). Використання тільки місцевого освітлення неприпустимо, оскільки різкий контраст між яскраво освітленими та неосвітленими ділянками стомлює очі, уповільнює процес роботи і може спричинити нещасні випадки аварій.

2. Функціональне призначення штучного освітлення

За функціональним призначенням штучне освітленняподіляється на робоче, чергове, аварійне.

Робоче освітленняобов'язково у всіх приміщеннях та на освітлюваних територіях для забезпечення нормальної роботи людей та руху транспорту.

чергове освітленнявключається за робочий час.

Аварійне освітленняпередбачається задля забезпечення мінімальної освітленості у виробничому приміщенні у разі раптового відключення робочого висвітлення.

У сучасних багатопрогонових одноповерхових будинках без світлових ліхтарів з одним бічним склінням денний часдоби застосовують одночасно природне та штучне освітлення (сумісне освітлення). Важливо, щоб обидва види освітлення гармонували одне з одним. Для штучного освітлення у разі доцільно використовувати люмінесцентні лампи.

3. Джерела штучного освітлення. Лампи розжарювання.

У сучасних освітлювальних установках, призначених для освітлення виробничих приміщень, як джерела світла застосовують лампи розжарювання, галогенні та газорозрядні.

Лампа накаливання-- електричне джерелосвітла, що світиться тілом якого служить так зване тіло накалу (тіло накал- провідник, що нагрівається протіканням електричного струмудо високої температури. Як матеріал для виготовлення тіла розжарення в даний час застосовується практично виключно вольфрам і сплави на його основі. В наприкінці XIX- у першій половині XX ст. Тіло розжарення виготовлялося з доступнішого і найпростішого в обробці матеріалу - вуглецевого волокна.

3.1. Типиламп розжарювання

Промисловість випускає різні типи ламп розжарювання:

вакуумні, газонаповнені(наповнювач суміш аргону та азоту), біспіральні, з криптоновим наповненням .

3.2. Конструкція лампи розжарювання

Рис.1 Лампа розжарювання

Дизайн сучасної лампи. На схемі: 1 – колба; 2 – порожнина колби (вакуумована або наповнена газом); 3 - тіло напруження; 4, 5 - електроди (струмові введення); 6 - гачки-тримачі тіла розжарення; 7 – ніжка лампи; 8 - зовнішня ланка струмівводу, запобіжник; 9 – корпус цоколя; 10 – ізолятор цоколя (скло); 11 - контакт денця цоколя.

Конструкції лампи розжарення дуже різноманітні і залежить від призначення конкретного виду ламп. Проте загальними всім ламп накалу є такі елементи: тіло накалу, колба, токовводы. Залежно від особливостей конкретного типу лампи можуть застосовуватися утримувачі тіла розжарення різної конструкції; лампи можуть бути виготовлені безцокольними або з цоколями різних типів, мати додаткову зовнішню колбу та інші додаткові конструктивні елементи.

3.3. Переваги та недоліки ламп розжарювання

Переваги:

Мінімальна вартість

Невеликі розміри

Непотрібність пускорегулюючої апаратури

При включенні вони запалюються майже миттєво

Відсутність токсичних компонентів і як наслідок відсутність необхідності в інфраструктурі зі збирання та утилізації

Можливість роботи як на постійному струмі(будь-якої полярності), так і на змінному

Можливість виготовлення ламп на різну напругу (від часток вольта до сотень вольт)

Відсутність мерехтіння та гудіння при роботі на змінному струмі

Безперервний спектр випромінювання

Стійкість до електромагнітного імпульсу

Можливість використання регуляторів яскравості

Нормальна робота за низької температури навколишнього середовища

Недоліки:

Низька світлова віддача

Відносно малий термін служби

Різка залежність світлової віддачі та терміну служби від напруги

Колірна температура лежить лише в межах 2300-2900 K, що надає світлу жовтого відтінку.

Лампи розжарювання представляють пожежну небезпеку. Через 30 хвилин після включення ламп розжарювання температура зовнішньої поверхні досягає в залежності від потужності наступних величин: 40 Вт - 145 ° C, 75 Вт - 250 ° C, 100 Вт - 290 ° C, 200 Вт - 330 ° C. При дотику ламп із текстильними матеріалами їх колба нагрівається ще сильніше. Солома, що стосується поверхні лампи потужністю 60 Вт, спалахує приблизно 67 хвилин.

Світловий коефіцієнт корисної дії ламп розжарювання, який визначається як відношення потужності променів видимого спектру до потужності споживаної від електричної мережі, дуже малий і не перевищує 4%

4. Газорозрядні лампи. Загальна характеристика. Галузь застосування. Види.

Останнім часом прийнято називати газорозрядні лампирозрядними лампами. Поділяються на розрядні лампи високого та низького тиску. Переважна більшість розрядних ламп працюють у парах ртуті. Мають високою ефективністюперетворення електричної енергії у світлову. Ефективність вимірюється щодо люмен/Ват.

Розрядні джерела світла (газорозрядні лампи) поступово витісняють звичні раніше лампи розжарювання, проте недоліками залишаються лінійний спектр випромінювання, стомлюваність від мерехтіння світла, шум пускорегулюючої апаратури (ПРА), шкідливість парів ртуті у разі попадання в приміщення. високого тиску.

В умовах зростання цін на енергоносії та подорожчання освітлювальної арматури, ламп і комплектуючих все більш нагальною стає потреба у впровадженні технологій, що дозволяють скоротити невиробничі витрати.

Загальна характеристика газорозрядних ламп

Термін служби від 3000 годин до 20000.

Ефективність від 40 до 150 лм/Вт.

Колір випромінювання: тепло-білий (3000 K) або нейтрально-білий (4200 K)

Передача кольорів: хороша (3000 K: Ra>80) , відмінна (4200 K: Ra>90)

Компактні розміри випромінюючої дуги дозволяють створювати світлові пучки високої інтенсивності.

Області застосування газорозрядних ламп.

Магазини та вітрини, офіси та громадські місця

Декоративне зовнішнє освітлення: освітлення будівель та пішохідних зон

Художнє освітлення театрів, кіно та естради (професійне світлове обладнання)

Види газорозрядних ламп.

Найбільшою ефективністю, на сьогоднішній день, мають лампи розрядні в парах натрію. Крім цього виду розрядних ламп широко поширені люмінісцентні лампи(розрядні лампи низького тиску), металогалогенні лампи, дугові ртутнілюмінісцентні лампи. Найменш поширені лампи в парах ксенона.

4.1. Натрієва газорозрядна лампа

Натрієва газорозрядна лампа(НЛ) - електричне джерело світла, що світиться тілом якого служить газовий розряд у парах натрію. Тому переважним у спектрі таких ламп є резонансне випромінювання натрію; лампи дають яскраве оранжево-жовте світло. Ця специфічна особливість НЛ (монохроматичність випромінювання) викликає при освітленні ними незадовільну якість передачі кольору. Через особливості спектру НЛ застосовуються в основному для вуличного освітлення, утилітарного, архітектурного та декоративного. Застосування НЛ для освітлення виробничих та громадських будівельвкрай обмежена та обумовлюється, як правило, вимогами естетичного характеру.

Залежно від величини парціального тиску парів натрію лампи поділяють на натрієві лампинизького тиску(НЛНД) та натрієві лампи високого тиску(НЛВС)

Історично першими з натрієвих ламп було створено натрієві лампи низького тиску (НЛНД). У 1930-х роках. цей вид джерел світла став широко поширюватися у Європі. У СРСР велися експерименти з освоєння виробництва НЛНД, існували навіть моделі, що випускалися серійно, проте впровадження їх у практику загального освітленняперервалося через освоєння технологічніших ламп ДРЛ, які, у свою чергу, стали витіснятися НЛВС.

НЛНД відрізняються низкою особливостей, що суттєво ускладнюють як їх виробництво, так і експлуатацію. По-перше, пари натрію за високої температури дуги дуже агресивно впливають на скло колби, руйнуючи його. Через це пальники НЛНД зазвичай виконуються з боросилікатного скла. По-друге, ефективність НЛНД залежить від температури навколишнього середовища. Для забезпечення прийнятного температурного режиму пальника останній поміщається у зовнішню скляну колбу, що грає роль «термосу».

створіння натрієвих ламп високого тиску(НЛВД) вимагало іншого вирішення проблеми захисту матеріалу пальника від впливу парів натрію: було розроблено технологію виготовлення трубчастих пальників з оксиду алюмінію Al2O3. Такий керамічний пальник з термічно і хімічно стійкого матеріалу, що добре пропускає світло, поміщається у зовнішню колбу з термостійкого скла. Порожнина зовнішньої колби вакуумується і ретельно дегазується. Останнє необхідно для підтримання нормального температурного режиму роботи пальника та захисту ніобієвих. струмових вводіввід дії атмосферних газів.

Пальник НЛВД наповнюється буферним газом, як якого служать газові суміші різного складу, а також у них дозується амальгама натрію (сплав з ртуттю). Існують НЛВС «з покращеними екологічними властивостями» - безртутні.

4.2. Люмінесцентна лампа

Люмінесцентна лампа- газорозрядне джерело світла, світловий потік якого визначається в основному світінням люмінофорів під впливом ультрафіолетового випромінювання розряду; видиме світіння розряду вбирається у кількох відсотків.

Люмінесцентні лампи широко застосовуються для загального освітлення, при цьому їх світлова віддача в кілька разів більша, ніж у ламп розжарювання того ж призначення. Термін служби люмінесцентних лампможе до 20 разів перевищувати термін служби ламп розжарювання за умови забезпечення достатньої якості електроживлення, баласту та дотримання обмежень за кількістю комутацій, інакше швидко виходять з ладу. Найбільш поширеним різновидом подібних джерел є ртутна люмінесцентна лампа. Вона є скляною трубкою, заповненою парами ртуті, з нанесеним на внутрішню поверхню шаром люмінофора.

Люмінесцентні лампи - найбільш поширене та економічне джерело світла для створення розсіяного освітлення в приміщеннях громадських будівель: офісах, школах, навчальних та проектних інститутах, лікарнях, магазинах, банках, підприємствах. З появою сучасних компактних люмінесцентних ламп, призначених для встановлення у звичайні патрони E27 або E14 замість ламп розжарювання, вони стали завойовувати популярність у побуті. Застосування електронних пускорегулюючих пристроїв (баластів) замість традиційних електромагнітних дозволяє покращити характеристики люмінесцентних ламп - позбутися мерехтіння та гулу, ще більше збільшити економічність, підвищити компактність.

4.3. Ртутна газорозрядна лампа

Ртутні газорозрядні лампиє електричним джерелом світла, в якому для генерації оптичного випромінювання використовується газовий розряд у парах ртуті. Для найменування всіх видів таких джерел світла у вітчизняній світлотехніці використовується термін "розрядна лампа", що включений до складу Міжнародного світлотехнічного словника, затвердженого Міжнародною комісією з освітлення.

Залежно від тиску наповнення розрізняють розрядні лампинизького тиску(РЛНД), розрядні лампивисокого тиску(РЛВС) та розрядні лампинадвисокого тиску(РЛСВД).

До розрядним лампам низького тискувідносять ртутні лампи з величиною парціального тиску парів ртуті в режимі менше 100 Па. Для розрядних ламп низького тиску ця величина становить близько 100 кПа, а для розрядних ламп надвисокого тиску – 1 МПа та більше.

Для загального освітлення цехів, вулиць, промислових підприємствта інших об'єктів, що не висувають високих вимог до якості кольору, застосовуються розрядні лампи високого тискутипу ДРЛ.

ДРЛ(Дугова Ртутна Люмінофорна) - прийняте у вітчизняній світлотехніці позначення РЛВС, у яких для виправлення кольоровості світлового потоку, спрямованого на поліпшення кольору, використовується випромінювання люмінофора, нанесеного на внутрішню поверхню колби.

Влаштування лампи ДРЛ

Перші лампи ДРЛ виготовлялися двоелектродними. Для запалювання таких ламп було потрібне джерело високовольтних імпульсів. Як його застосовувалося пристрій ПУРЛ-220 ( Пусковий пристрійРтутних ламп на напругу 220 В). Електроніка тих часів не дозволяла створити достатньо надійних пристроїв, що запалюють, а до складу ПУРЛ входив газовий розрядник, що мав термін служби менший, ніж у самої лампи. Тому в 1970-х роках. промисловість поступово припинила випуск двоелектродних ламп. На зміну їм прийшли чотириелектродні, що не вимагають зовнішніх пристроїв, що запалюють.

Для узгодження електричних параметрів лампи і джерела електроживлення практично всі види РЛ, що мають зовнішню вольт-амперну характеристику, що падає, потребують використання пускорегулюючого апарату, в якості якого в більшості випадків використовується дросель, включений послідовно з лампою.

Рис.1 Ртутна лампа високого тиску.

Чотирьохелектродна лампа ДРЛ складається з зовнішньої скляної колби(1), забезпеченою різьбовим цоколем(2). На ніжці лампи змонтовано встановлену на геометричній осі зовнішньої колби кварцовий пальник (розрядна трубка)(3), наповнена аргоном із добавкою ртуті. Чотириелектродні лампи мають основні електроди(4) та розташовані поряд з ними допоміжні електроди, що запалюють(5). Кожен запалювальний електрод з'єднаний з основним електродом, що знаходиться в протилежному кінці розрядної трубки. струмообмежуючий опір(6). Допоміжні електроди полегшують запалення лампи та роблять її роботу в період запуску більш стабільною.

Останнім часом ряд зарубіжних фірм виготовляє триелектродні лампи ДРЛ, оснащені тільки одним електродом, що запалює. Ця конструкція відрізняється тільки більшою технологічністю у виробництві, не маючи жодних інших переваг перед чотириелектродними.

Принцип дії

Пальник лампи виготовляється з тугоплавкого та хімічно стійкого прозорого матеріалу (кварцового скла або спеціальної кераміки) та наповнюється строго дозованими порціями інертних газів. Крім того, в пальник вводиться металева ртуть, яка в холодної лампимає вигляд компактної кульки або осідає у вигляді нальоту на стінках колби та (або) електродах. Тлом РЛВД, що світиться, є стовп дугового електричного розряду.

Процес запалення лампи, оснащеної електродами, що запалюють, виглядає наступним чином. При подачі на лампу напруги живлення між близько розташованими основним і запалюючим електродом виникає тліючий розряд, чому сприяє мала відстань між ними, яка істотно менше відстаніміж основними електродами, отже, нижче та напруга пробою цього проміжку. Виникнення в порожнині розрядної трубки досить великої кількості носіїв заряду (вільних електронів та позитивних іонів) сприяє пробою проміжку між основними електродами та запаленню між ними тліючого розряду, який практично миттєво переходить у дуговий.

Стабілізація електричних та світлових параметрів лампи настає через 10 – 15 хвилин після включення. Протягом цього часу струм лампи значно перевищує номінальний і обмежується лише опором пускорегулюючого апарату. Тривалість пускового режиму залежить від температури навколишнього середовища - що холодніше, тим довше розгорятиметься лампа.

Електричний розряд у пальнику ртутної дугової лампи створює видиме випромінювання блакитного або фіолетового (а не білого як прийнято вважати) кольору, а також потужне ультрафіолетове випромінювання. Останнє збуджує світіння люмінофора, нанесеного на внутрішній стіні зовнішньої колби лампи. Червоне світіння люмінофора, поєднуючись з біло-зеленим випромінюванням пальника, дає яскраве світло, близьке до білого.

Зміна напруги мережі живлення у більшу або меншу сторону викликає відповідну зміну світлового потоку. Відхилення напруги живлення на 10 - 15% припустимо і супроводжується зміною світлового потоку лампи на 25 - 30%. При зменшенні напруги живлення менше 80% номінального лампа може не запалитись, а палаюча - згаснути.

При горінні лампа сильно нагрівається. Це вимагає використання у світлових приладах із дуговими ртутними лампами термостійких проводів, висуває серйозні вимоги до якості контактів патронів. Оскільки тиск у пальнику гарячої лампи суттєво зростає, збільшується напруга її пробою. Величина напруги мережі живлення виявляється недостатньою для запалення гарячої лампи. Тому перед повторним запаленням лампа має охолонути. Цей ефект є істотним недоліком дугових ртутних ламп високого тиску, оскільки навіть короткочасна перерва електроживлення гасить їх, а для повторного запалення потрібна тривала пауза на остигання.

Традиційні галузі застосування ламп ДРЛ

Висвітлення відкритих територій, виробничих, сільськогосподарських та складських приміщень. Скрізь, де це пов'язано з необхідністю великої економії електроенергії, ці лампи поступово витісняються НЛВС (освітлення міст, великих будівельних майданчиків, високих виробничих цехів та ін.).

Список літератури 1. Безпека життєдіяльності. Конспект лекцій. Ч. 2/П.Г. Бєлов, А.Ф. Козьяков. С.В. Бєлов та ін; За ред. С.В. Бєлова. - М: ВАСОТ. 1993.2. Безпека життєдіяльності/Н.Г. Занько. Г.А. Корсаков, К. Р. Малаян та ін. За ред. О.М. Русаків. - С.-П.: Вид-во Петербурзької лісотехнічної академії, 1996.3. Довідкова книга з світлотехніки / За ред. Ю.Б. Айзенберг. М: Енергоатоміздат, 1995.

Штучне освітленняпідрозділяється на робоче, аварійне, чергове та охоронне.
Робоче освітлення- Висвітлення, що забезпечує нормовані освітлювальні умови (освітленість, якість освітлення) у приміщеннях та в місцях виконання робіт поза будівлями.
Аварійне освітлення, у свою чергу, підрозділяється на евакуаційне та освітлення безпеки.
Евакуаційне освітлення- Висвітлення, призначене для евакуації людей з приміщення при аварійному відключенні робочого освітлення. Евакуаційне освітлення має забезпечувати найменшу освітленість на підлозі основних проходів та на сходах: у приміщеннях – 0,5 лк, на відкритих територіях – 0,2 лк.
Освітлення безпеки- Висвітлення, необхідне для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення. Воно передбачається у випадках, коли відключення робочого освітлення та пов'язане з цим порушення обслуговування обладнання та механізмів може спричинити вибух, пожежу, отруєння людей, тривалий збій технологічного процесу, порушення роботи об'єктів, які забезпечують життєдіяльність населення. Освітлення безпеки має забезпечувати на робочих поверхнях найменшу освітленість у розмірі 5 % від робочого, але не менше 2 лк усередині будівлі та 1 лк – на території підприємства.
Чергове висвітлення призначене для висвітлення приміщень у неробочий час.
Охоронне освітлення передбачається вздовж меж територій, що охороняються у різний час. При цьому освітленість має бути не менше 0,5 лк.
Штучне висвітлення забезпечується системами загального чи комбінованого висвітлення. Загальне висвітленняпідрозділяється на загальне рівномірне, яке влаштовується без урахування розташування робочих місць, і загальне локалізоване, при якому розміщення світильників пов'язане з розташуванням обладнання та робочих місць. При першому – висота підвіски світильників, тип світильників, потужність ламп тощо. приймаються однаковими, при другому – перелічені показники може бути різними.
Якщо за характером виконуваної роботи потрібно посилене освітлення робочого місця, а загального освітлення недостатньо, то в цьому випадку влаштовується додаткове місцеве освітлення. Одночасне загальне та місцеве освітлення зветься "комбіноване".
При штучному освітленні робочих місць нормується мінімальне освітлення робочої поверхнізалежно від розряду та підрозряду виконуваної роботи. Нормативні значення мінімальної освітленості наведено у СНБ 2.04.05-98.
Норми освітленостіслід підвищувати на один щабель шкали освітленості у таких випадках:
а) при роботах I – VI розрядів, якщо зорова робота виконується понад половину робочого дня;
б) за підвищеної небезпекитравматизму, якщо освітленість від системи загального освітлення становить 150 лк і менше (робота на дискових пилах, ножицях гільйотин тощо);
в) при спеціальних підвищених санітарних вимогах (наприклад, на підприємствах харчової та хіміко-фармацевтичної промисловості), якщо освітленість від системи загального освітлення – 500 лк та менше;
г) під час роботи або виробничому навчанніпідлітків, якщо освітленість від загального освітлення – 300 лк і менше;
д) за відсутності у приміщенні природного світла та постійному перебування працюючих, якщо освітленість від системи загального освітлення – 750 лк і менше;
е) при спостереженні деталей, що обертаються зі швидкістю, що дорівнює або більше 5000 об/хв, або об'єктів, що рухаються зі швидкістю, що дорівнює або більше 1,5 м/хв;
з) у приміщеннях, де понад половина працюючих старше 40 років.
За наявності одночасно кількох ознак норми освітленості слід підвищувати лише на один щабель.
У приміщеннях, де виконуються роботи IV-VI розрядів, їх потрібно знижувати на один щабель за короткочасного перебування людей або за наявності обладнання, що не потребує постійного обслуговування.
При виконанні у приміщеннях робіт I-III, IVа, IVб, IVв, Vа розрядів слід застосовувати систему комбінованого висвітлення. Передбачати систему загального освітлення допускається за технічної неможливості або недоцільності влаштування місцевого освітлення, що конкретизується у галузевих нормах освітлення, погоджених з органами Державного санітарного нагляду.
За наявності в одному приміщенні робочих та допоміжних зон слід передбачати локалізоване загальне освітлення (за будь-якої системи освітлення) робочих зон та менш інтенсивне освітлення допоміжних зон, відносячи їх до розряду VIIIа.
Освітленість робочої поверхні, що створюється світильниками загального освітлення в системі комбінованого, повинна становити не менше 10 % нормованої для комбінованого освітлення за тих джерел світла, які застосовуються для місцевого освітлення. При цьому освітленість має бути не менше 200 лк при газорозрядних лампах, не менше 75 лк – при лампах розжарювання. Створювати освітленість від загального освітлення в системі комбінованого понад 5000 лк при газорозрядних лампах і більше 150 лк при лампах розжарювання допускається лише за наявності обґрунтувань.
У приміщеннях без природного світла освітленість робочої поверхні, що створює світильники загального освітлення в системі комбінованого, слід підвищувати на один щабель.
Відношення максимальної освітленості до мінімальної не повинно перевищувати для робіт I-III розрядів при люмінесцентних лампах 1,3, інших джерел світла – 1,5, для робіт розрядів IV-VII – 1,5 і 2,0 відповідно.
Нерівномірність освітленості допускається підвищувати до 3,0 у тих випадках, коли за умовами технології світильники загального освітлення можуть встановлюватись тільки на майданчиках, колонах або стінах приміщення.
У виробничих приміщеннях освітленість проходів та ділянок, де робота не проводиться, повинна становити не більше 25 % від нормованої освітленості, що створюється світильниками загального освітлення, але не менше 30 лк при лампах розжарювання.
Поєднане освітлення.
Поєднане освітлення є одночасне використання для освітлення робочих поверхонь протягом світлового дня природного і штучного освітлення. Воно відбувається у приміщеннях, у яких виконуються роботи I–III розрядів, а також у приміщеннях, де природного освітлення недостатньо, а фактичний коефіцієнт природного освітлення становить 80 % і менше від нормативного при бічному освітленні, 50 % і менше – при верхньому освітленні. Значення КЕО для приміщень з суміщеним освітленням не може бути меншим за певну величину. Нормативні значення КЕО для таких приміщень наведено у СНБ 2.04.05-98.
Для штучного висвітлення при суміщеному висвітленні використовується система загального штучного висвітлення. Освітленість робочих поверхонь при суміщеному освітленні повинна бути не нижче нормативних значеньпри штучному висвітленні.

Говорячи про джерела світла, можна виділити два основні виду освітлення:

- природне;
- Штучне.

Природне висвітлення створюється джерелами світла природного характеру. Його характеристики, перш за все, залежать від часу доби, але так само визначаються і географічним розташуванням місцевості, часом року та станом атмосфери.

Природне освітлення є для людини фізіологічно необхідним та найбільш сприятливим. Проте воно може повною мірою забезпечити його нормальну життєдіяльність. Через це ще в давнину люди почали шукати до нього доповнення – штучне висвітлення.

Сьогодні як джерела штучного освітлення, як правило, виступають лампи розжарювання, люмінесцентні лампи або джерела світла, що використовують світлодіоди.

Види штучного освітлення

Штучне освітлення поділяється на кілька різновидів. Існує чотири види штучного освітлення. Зазвичай три їх встановлюються у житлових приміщеннях, четверте зустрічається рідше.

1. Загальне.

При загальному освітленні відбувається рівномірне розподілення світла по всій площі. Це досягається дотриманням однакової відстані між світильниками, які рівномірно розсіяні.

При джерелі світла, локалізованому в одній точці, спостерігатиметься різниця в яскравості світла, але різкі перепади будуть відсутні. Прикладом може бути розташована посередині стелі люстра.

2. Місцеве.

Щоб виділити необхідні об'єкти або зони, використовуйте місцеве освітлення. Джерело світла у своїй розташовують певному ділянці: кухонної плиті, робочому столі чи частини стіни.

За словами дизайнерів, місцеве освітлення відіграє важливу роль у оформленні інтер'єру. Воно надає йому повноти та логічної завершеності. Наприклад, у кабінеті чи спальні можна взагалі використати лише одне місцеве освітлення, повністю відмовившись від загального.

Перераховані вище види освітленнямають свої вади. Так, загальне освітлення виключає можливість зміни напрямку основного світлового потоку, а також має надмірну розсіяність світла.

Місцеве освітлення навпаки дозволяє виділити лише конкретну ділянку кімнати, яка яскраво висвітлюється локалізованим джерелом світла.

3. Комбіноване.

Усунути всі ці недоліки можна, поєднавши місцеве та спільне світло разом. Таким чином, буде вирішено проблему освітленості сучасного житла. Саме тому комбіноване освітлення, яке поєднує в собі два попередні види, найбільш часто застосовуваний варіант.

4. Аварійне.

Описані вище види освітленнязастосовуються у житлових приміщеннях. Четвертий вид висвітлення – аварійне. На жаль, його не завжди можна зустріти у житлових приміщеннях.

Живлення джерел світла цього виду освітлення походить від акумуляторів. Додаткові лампи слабкої потужності автоматично вмикаються, коли відбувається відключення основного джерела.

Аварійне освітлення є необхідним у приміщеннях, де відключення світла може спричинити серйозні травми.

Найпростішим прикладом є будинки зі сходами, у яких за відсутності освітлення легко впасти. А аварійні світильники, розташовані з боків сходів, оберігають мешканців від подібних неприємностей.

При недостатньому природному освітленні або 3 темні часи доби застосовується штучне освітлення. Воно створюється штучними джерелами світла і ділиться робоче, аварійне, евакуаційне (аварійне освітлення для евакуації), охоронне. При необхідності частина світильників того чи іншого виду освітлення може використовуватись для чергового освітлення.
Робоче освітлення поділяється на загальне та комбіноване. При загальному освітленні світильники розміщуються у верхній зоні приміщення рівномірно (загальне робоче рівномірне освітлення) або з урахуванням розташування обладнання та робочих місць (загальне робоче локалізоване освітлення).
Комбіноване освітлення – це поєднання загального освітлення з місцевим. Місцеве освітлення дозволяє отримати концентруючий світловий потік безпосередньо на робочій поверхні. При цьому освітленість світильниками загального освітлення, що створюється на ній, повинна становити не менше 10 % нормованої для комбінованого освітлення.
Аварійне освітлення призначене для забезпечення роботи при аварійному відключенні робітника, якщо пов'язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання та механізмів може спричинити вибух, пожежу або отруєння людей; тривале порушення технологічного процесу; порушення роботи диспетчерських пунктів, насосних установок водопостачання, каналізації, теплофікації, вентиляції, кондиціювання повітря. Найменша освітленість при аварійному режимі відповідно до галузевих норм повинна становити не менше 5 % освітленості, що нормується для робочого загального освітлення, при цьому не менше 2 лк усередині будівель та 1 лк на території підприємств.
Евакуаційне освітлення призначене для евакуації людей із приміщення при аварійному вимкненні робочого освітлення. Воно має передбачатись у місцях, небезпечних для проходу людей; у проходах та на сходах, що служать для евакуації людей; при числі евакуйованих понад 50 осіб; по основним проходам виробничих приміщень, у яких працюють понад 50 осіб; у виробничих приміщеннях із постійно працюючими в них людьми, де вихід людей при аварійному відключенні робочого освітлення пов'язаний із небезпекою нанесення травм працюючим обладнанням.
Евакуаційне освітлення має забезпечувати на підлозі проходів та сходах сходів освітленість не менше 0,5 лк у приміщеннях та не менше 0,2 лк на відкритих територіях.
Для аварійного та евакуаційного освітлення не допускається застосування ксенонових ламп, ДРЛ, металогалогенных, натрієвих ламп високого тиску, а повинні застосовуватися лампи розжарювання та люмінесцентні (останні за мінімальної температури повітря не менше 5”С).
Світильники аварійного та евакуаційного освітлення повинні приєднуватися до мережі, яка не залежить від мережі робочого освітлення. Світильники аварійного освітлення повинні відрізнятися від застосовуваних для робочого освітлення типом, розміром та мати спеціальні знаки.
У неробочий час, що збігається з темним часом доби, у багатьох випадках необхідно забезпечити мінімальне, штучне висвітлення для несення чергувань охорони. Для охоронного освітлення майданчиків підприємств та чергового освітлення приміщень виділяють частину світильників робочого чи аварійного освітлення.
Для освітлення приміщень слід насамперед використовувати газорозрядні лампи низького та високого тиску (люмінесцентні, дугові ртутні лампи, металогалогенні, натрієві, ксенонові).
Лампи розжарювання хоч і прості у виготовленні, зручні в експлуатації, не вимагають додаткових пристроївдля включення в мережу мають ряд істотних недоліків. До них відносяться мінімальна світлова віддача (7-20 лм/Вт), низький ККД (10-13%), мінімальний термін служби (800-1000 год). Крім того, спектр випромінювання відрізняється від денного світла переважанням жовтих та червоних променів, що веде до недостатнього сприйняття людиною кольорів навколишніх предметів. Застосування ламп розжарювання допускається лише у разі неможливості або техніко-економічної недоцільності використання газорозрядних джерел світла.
Найбільш сприятливими з гігієнічного погляду і економічнішими є люмінесцентні лампи. Люмінесцентні лампи денного світла (ЛД) і денного світла з покращеною кольоропередачею (ЛДЦ) мають блакитний колір світіння, що по спектру найбільш наближається до денного світла. Лампи білого світла (ЛБ) мають трохи жовтуватий відтінок, тепло-білого кольору (ЛТБ)—рожевий, а лампи холодно-білого кольору (ЛХБ) займають проміжне положення між лампами ЛБ і ЛД. Лампи ЛХБ рекомендується застосовувати у виробничих приміщеннях з підвищеними температурами повітря, наприклад у пекарних залах хлібозаводів, варильних цехах пивоварних заводів. Якщо за умовами технологічного процесу в цехах підтримуються низькі температури, наприклад табірний цех пивоварного заводу, рекомендується використовувати лампи ЛТБ.
Люмінесцентні лампи в 2,5-3 рази економічніші за лампи розжарювання, мають збільшений до 5000-10000год термін служби і до 78 лм/Вт світловіддачу. Низька температура поверхні, що на 5°С перевищує температуру повітря в приміщенні, забезпечує підвищену пожежну безпеку. Для цих ламп характерні нижчі яскравість та сліпуча дія. До недоліків обросляться пульсації світлового потоку; стробоскопічний афект, внаслідок чого одночасно видно зображення декількох предметів, спотворюється уявлення про напрям н швидкості руху, що обертаються частини машин можуть здаватися нерухомими; дорога та відносно складна схема включення; значна відбита блискітність, що знижує видимість через надмірне збільшення яскравості робочої поверхні та вуалізуючої дії, що знижує контраст між об'єктом та фоном; чутливість до коливань навколишньої температури (оптимальна температура 20-25 ° С), зміна якої супроводжується зменшенням світлового потоку.
Дугові ртутні лампи (ДРЛ) мають велику потужність (250-1000 Вт). Вони призначені для освітлення виробничих приміщень заввишки 6 м та більше, а також відкритих просторів. Сучасні ДРЛ мають гарні експлуатаційні властивості, високу світлову віддачу (до 55 лм/Вт), великий термін служби. Їх недоліком є великий період (5-7 хв) розгорання після включення та відсутність у спектрі світлового потоку жовто-червоних складових. Частково це виправляється застосуванням люмінофорів на зовнішній колбі лампи.
Дуже перспективними є металогалогенні дугові ртутні лампи високого тиску типу ДРІ. У цих лампах поруч із потоком від ртутного розряду використовуються випромінювання від розряду серед галогенних сполук лужних і рідкісноземельних металів (особливо їх йодистих сполук).
За своєю конструкцією лампи ДРІ відрізняються від ДРЛ відсутністю люмінофорного шару на зовнішній колбі. Вони характеризуються високою світловою віддачею (до 100 лм/Вт) та кращим спектральним складом світла (кольоровість випромінювання приблизно відповідає кольоровості люмінесцентних ламп ЛХБ). Термін служби ламп ДРІ до 5000 год.
При виборі джерела світла завжди треба пам'ятати, що різні типи газорозрядних ламп характеризуються різними коефіцієнтами пульсації. Наприклад, для люмінесцентних ламп ЛД цей коефіцієнт становить 50 %, а ДРЛ —65 %. Порівняйте коефіцієнт пульсації ламп розжарювання 7%.
Для люмінесцентних ламп застосовуються переважно багатолампові світильники, що дає можливість використовувати спеціальні схеми включення для зменшення пульсації світлового потоку та виключає стробоскопічний ефект.
Люминесцентні та інші ртутні лампи, що вийшли з ладу, не повинні безконтрольно викидатися, вони підлягають утилізації. У кожній такій лампі.є та чи інша кількість металевої ртуті, яка при механічному руйнуванні лампи забруднює навколишнє середовище(повітря, ґрунт), що надзвичайно небезпечно для здоров'я людей. Тому до утилізації несправні лампи зберігають на складах. Перед вивозом ламп на звалище ртуть із них має бути вилучено або нейтралізовано.

Рис. 50. Схеми визначення захисного кута світильника:
а - з ДРЛ; б, в - з трубчастими лампами

Джерела штучного світла повинні обов'язково розташовуватися в освітлювальній арматурі. Їхня сукупність називають світильником. Світильники забезпечують необхідний напрямок світлового потоку на робочі поверхні, захист очей від сліпучої дії ламп, їх захист від забруднень, механічних пошкоджень та несприятливого впливудовкілля.
Світильники залежно від розподілу світлового потоку у просторі поділяються на світильники прямого, розсіяного та відбитого світла. Перші спрямовують униз щонайменше 90 % всього світлового потоку, другі — 40—60% з обох боків, а треті — щонайменше 90 % вгору.
Велике значення для обмеження засліпленості, створюваної світильниками, має захисний кут, створюваний відбивачем (мал. 50), а у світильниках з люмінесцентними лампами-планками решітки, що екранують. Захисний кут повинен перевищувати 30°.
Залежно від конструктивного виконання розрізняють світильники відкриті, захищені, закриті, пиленепроникні, вологозахисні, вибухозахисні, вибухобезпечні.

Штучне освітлення передбачається у приміщеннях, у яких відчувається нестача природного світла, а також для освітлення приміщення у ті години доби, коли природне освітлення відсутнє.

За принципом організації штучне висвітлення можна поділити на два види: загальне та комбіноване.

Загальне освітлення призначене для освітлення приміщення, воно може бути рівномірним або локалізованим. Загальне рівномірне освітлення створює умови для виконання робіт у будь-якому місці освітлюваного простору. При загальному локалізованому освітленні світильника розміщують відповідно до розташування обладнання, що дозволяє створювати підвищену освітленість на робочих місцях.

Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно влаштовувати при роботах високої точності, а також за необхідності створення у процесі роботи певної спрямованості світлового потоку. Місцеве освітлення призначене для освітлення лише робочих поверхонь і не створює необхідної освітленості навіть на прилеглих до них ділянках. Воно не може бути стаціонарним та переносним. Застосування лише місцевого освітлення у виробничих приміщеннях забороняється, оскільки різкий контраст між яскраво освітленими та неосвітленими місцями стомлює зір, уповільнює швидкість роботи та нерідко є причиною нещасних випадків.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне та охоронне.

Робоче освітлення передбачається всім приміщень виробничих будівель, і навіть ділянок відкритих просторів, призначених до роботи, проходу людей і руху транспорту.

Аварійне освітлення у приміщеннях та на місцях виконання робіт необхідно передбачати, якщо відключення робочого освітлення та пов'язане з цим порушення технологічного процесу або роботи об'єктів життєзабезпечення. Найменша освітленість, створювана аварійним освітленням, повинна становити 5% освітленості, що нормується для робочого освітлення, але не менше 2 лк усередині будівель та не менше 1 лк для територій підприємств.

Евакуаційне освітлення слід передбачати у місцях, відведених для проходу людей, у проходах та на сходах, що служать для евакуації людей у кількості понад 50 осіб. Це освітлення має забезпечувати на підлозі основних проходів (або на землі) та на сходах сходів освітленість не менше 0,5 лк у приміщеннях та 0,2 лк на відкритій території.

Охоронне освітлення передбачається вздовж меж території, що охороняється у нічний час. Охоронне освітлення має забезпечувати освітленість щонайменше 0,5 лк лише на рівні землі.

Джерела штучного освітлення

Як джерела штучного освітлення застосовуються лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

У лампах розжарювання джерелом світла є розжарений вольфрамовий дріт. Ці лампи дають безперервний спектр випромінювання з підвищеною (порівняно з природним світлом) інтенсивністю у жовто-червоній області спектру. За конструкцією лампи розжарювання бувають вакуумні, газонаповнені, безспіральні (галогенні).

Загальним недоліком ламп розжарювання є порівняно невеликий термін служби (менше 2000 годин) та мала світлова віддача (ставлення створюваного лампою світлового потоку до споживаної електричної потужності) (8-20 лм/Вт). У промисловості вони знаходять застосування для організації місцевого висвітлення.

Найбільше застосування у промисловості знаходять газорозрядні лампи низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, звані люмінесцентними, містять скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита люмінофором, наповнену дозованою кількістю ртуті (30-80 мг) та сумішшю інертних газів під тиском близько 400 Па. На протилежних кінцях трубки розміщуються електроди, між якими, при включенні лампи в мережу виникає газовий розряд, що супроводжується випромінюванням переважно в ультрафіолетовій області спектру. Це випромінювання, своєю чергою, перетворюється люмінофором на видиме світлове випромінювання. Залежно від складу люмінофора люмінесцентні лампи мають різну кольоровість.

В останні роки з'явилися газорозрядні лампи низького тиску із вбудованим високочастотним перетворювачем. Газовий розряд у таких лампах (званий вихровим) збуджується на високих частотах (десятки кГц) за рахунок чого забезпечується висока світловіддача.

До газорозрядних ламп високого тиску (0,03-0,08 МПа) відносять дугові ртутні лампи (ДРЛ). У спектрі випромінювання цих ламп переважають складові зелено-блакитної області спектра.

Основною перевагою газорозрядних ламп є їх довговічність (понад 10000 годин), економічність, мала собівартість виготовлення, сприятливий спектр випромінювання, що забезпечує високу якість передачі кольору, низька температура поверхні. Світловіддача цих ламп коливається не більше від 30 до 105 лм/Вт, що у кілька разів перевищує світловіддачу ламп розжарювання.

Нормування штучного освітлення

Найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях встановлюється залежно від характеристики зорової роботи та регламентується будівельними нормами та правилами СНиП 23-05-95* «Природне та штучне освітлення».

Характеристика зорової роботи визначається мінімальним розміром об'єкта розрізнення, контрастом об'єкта із тлом та властивостями фону.

Об'єкт розрізнення – аналізований предмет, окрема його частина чи дефект, які слід контролювати у процесі роботи.

Фон – поверхня, прилегла безпосередньо до об'єкта розрізнення, де він розглядається. Фон вважається: світлим за коефіцієнта відображення (  ) світлового потоку поверхнею понад 0,4; середньо світлим при коефіцієнті відбиття від 0,2 до 0,4; темним за коефіцієнта відображення менше 0,2.

Контраст об'єкта розрізнення з фоном ( До) визначається ставленням абсолютної величини різниці яскравостей об'єкта В 0 та фону В ф до найбільшої з цих двох яскравостей. Контраст вважається великим - при значеннях Допонад 0,5; середнім - при значеннях Довід 0,2 до 0,5; малим – при значеннях Доменше 0,2.

Відповідно до СНиП 23-05-95 всі зорові роботи діляться на 8 розрядів залежно від розміру об'єкта розрізнення та умов зорової роботи. Допустимі значення найменшої освітленості робочих поверхонь у виробничих приміщеннях відповідно до СНиП 23-05-95 наведено у додатку 1.

Крім кольоровості джерел світла та колірної обробки інтер'єру, що впливають на суб'єктивну оцінку освітлення, важливим параметром, що характеризує якість освітлення, є коефіцієнт пульсації освітлення До п :

де Е макс– максимальне значення пульсуючої освітленості на робочій поверхні;

Е хв– мінімальне значення пульсуючої освітленості;

Е ср- Середнє значення освітленості.

Пульсації освітленості на робочій поверхні, не тільки стомлюють зір, а й можуть викликати неадекватне сприйняття об'єкта, що спостерігається за рахунок появи стробоскопічного ефекту. Стробоскопічний ефект - зміна або припинення руху об'єкта, що видається світлом, періодично змінюється з певною частотою. Наприклад, якщо білий диск, що обертається, з чорним сектором висвітлюватиме пульсуючим світловим потоком (спалахами), то сектор буде здаватися: нерухомим при частоті f Всп =f Поверни, що повільно обертається у зворотний бік при f Всп >f Поверни, що повільно обертається в той же бік при f Всп <f Поверни, де f Вспі f Поверни– відповідно частоти спалахів та обертання диска. Пульсації освітленості на об'єктах, що обертаються, можуть викликати видимість їх нерухомості, що в свою чергу, може стати причиною травматизму.

Значення До пзмінюється від кількох відсотків (для ламп розжарювання) до кількох десятків відсотків (для люмінесцентних ламп). Мале значення До пдля ламп розжарювання пояснюється великою тепловою інерцією нитки розжарення, що перешкоджає помітному зменшенню світлового потоку. F лнламп у момент переходу миттєвого значення змінної напруги мережі через 0 (див. рисунок 1а). У той же час газорозрядні лампи мають малу інерцію і змінюють свій світловий потік. F лмайже пропорційно амплітуді напруги мережі (див. малюнок 1а).

Малюнок 1а

Малюнок 1б.

Для зменшення коефіцієнта пульсації освітленості До плюмінесцентні лампи включають різні фази трифазної електричної мережі. Це добре пояснює нижня крива на малюнку 1б, де показаний характер зміни в часі світлового потоку (і пов'язаної з ним освітленості), що створюється трьома люмінесцентними лампами 3 F л, включеними у фазу Аі в три різні фази мережі. В останньому випадку, за рахунок зсуву фаз на 1/3 періоду провали у світловому потоці кожної лампи компенсуються світловими потоками двох інших ламп, так що пульсації сумарного світлового потоку істотно зменшуються. У цьому середнє значення освітленості, створюваної лампами, залишається незмінним і залежить від способу їх включення.

Відповідно до СНиП 23-05-95 * коефіцієнт пульсації освітленості До пнормується залежно від розряду зорових робіт у поєднанні з показником засліплення Р:

де s– коефіцієнт засліпленості, який визначається як:

де  B пір- Порогова різниця яскравості об'єкта і фону при виявленні об'єкта на тлі рівномірної яскравості;

(B пір )S-те ж за наявності в полі зору блискучого (яскравого) джерела світла.

На освітленість робочих поверхонь у виробничому приміщенні впливають відображення та поглинання світла стінами, стелею та іншими поверхнями, відстань від світильника до робочої поверхні, стан випромінюючої поверхні світильника, наявність розсіювача світла тощо. Внаслідок цього корисно використовується лише частина світлового потоку, що випромінюється джерелом світла.

Коефіцієнт використання освітлювальної установки

Розрахунок штучного освітлення передбачає: вибір типу джерела світла, системи освітлення та, світильника, проведення світлотехнічних розрахунків, розподіл світильників та визначення споживаної системою освітлення потужності. Величина, що характеризує ефективність використання джерел світла, називається коефіцієнтом використання світлового потоку або коефіцієнтом використання освітлювальної установки.  ) і визначається як відношення фактичного світлового потоку ( F фак) до сумарного світлового потоку ( F амп) використовуваних джерел світла, визначеному за їхньою номінальною потужністю відповідно до нормативної документації:

Значення фактичного світлового потоку F фактможна визначити за результатами вимірювань у приміщенні середнього освітлення Е ср за формулою:

де S- Площа приміщення, м2.

При проектуванні освітлення для оцінки світлового потоку F фактвикористовується формула:

де Е- Нормована освітленість, лм;

K з- Коефіцієнт запасу, що враховує старіння ламп, запилення та забруднення світильників (зазвичай K з– 1,3 для ламп розжарювання та 1,5 для люмінесцентних ламп);

Z- Коефіцієнт нерівномірності освітлення (зазвичай Z = 1,1-1,2).

Відображувальні властивості поверхонь приміщення можна врахувати за допомогою коефіцієнта відображення світлового потоку  . У разі рівномірного дифузного відображення, коли відбитий світловий потік розсіюється з однаковою яскравістю у всіх напрямках, яскравість ділянки рівномірно дифузно відображає поверхні дорівнює:

де Е- Освітленість поверхні.

Виміряти освітленість, створювану різними джерелами світла та порівняти з нормованими значеннями. За виміряними значеннями освітленості визначити коефіцієнт використання освітлювальної установки. Виміряти та порівняти коефіцієнти пульсацій освітленості, створюваної різними джерелами світла, оцінити залежність коефіцієнта пульсацій освітленості від способу підключення ламп до фаз трифазної мережі.

Опис лабораторної установки

Лабораторна установка складається з макета виробничого приміщення, обладнаного різними джерелами штучного освітлення, та люксметра-пульсметра для вимірювання значень освітленості та коефіцієнта її пульсацій. Макет і люксметр-пульсметр встановлюють на лабораторний стіл.

Зовнішній вигляд макету представлений малюнку 2.

Макет має каркас 1 з алюмінієвого профілю, підлога 2, стеля 3, бічні стінки є знімними і можуть встановлюватися будь-який з двох сторін усередину макета приміщення, фіксуючись в отворах каркасу за допомогою магнітних засувок. Одна сторона стінок пофарбована у світлі тони, інша – у темні тони, при цьому нижня пофарбована половина стінки темніша за верхню.

Передня стінка жорстко 5 вмонтована в каркас і виконана з тонованого прозорого скла. У передній нижній частині каркаса 1 передбачено вікно для встановлення вимірювальної головки 6 люксметр-пульсметр 7 всередину каркаса.

На підлозі 2 розміщений вентилятор 8 для спостереження стробоскопічного ефекту та охолодження ламп у процесі роботи.

На стелі 3 розміщені 7 патронів, в яких встановлені дві лампи розжарювання 9, три лампи 10 люмінесцентні типу КЛ9, галогенна лампа 11 і люмінесцентна лампа 12 типу СКЛЕН з високочастотним перетворювачем.

Вертикальна проекція ламп відзначена на підлозі 2 цифрами, що відповідають номерам ламп на лицьовій панелі макету.

Увімкнення електроживлення установки здійснюється автоматом захисту, що знаходиться на задній панелі каркаса, та реєструється сигнальною лампою, розташованою на передній панелі каркасу.

На передній панелі каркаса (рисунок 3) розташовані органи управління та контролю, у тому числі:

– лампа індикації увімкнення напруги;

– перемикач для увімкнення вентилятора;

– перемикачі (1-7) для увімкнення ламп.

Рисунок 3.

Електроживлення ламп розжарювання та люмінесцентних ламп здійснюється від різних фаз. Схема дозволяє включати окремо кожну лампу за допомогою відповідних перемикачів, розташованих на передній панелі каркаса На задній панелі каркаса розташований автомат захисту мережі та здвоєна розетка з напругою 220 для підключення вимірювальних приладів.

Люксметр-пульсметр складається з блоку обробки інформації 1 (малюнок 4) на лицьовій панелі якого розташований рідкокристалічний індикатор, кнопки живлення ВКЛ ВИКЛ», кнопка управління « HOLD», кнопка індикатора « Підсвічування», роз'єм типу DB-9 . На задній стінці блоку обробки сигналів розташована кришка відсіку батареї. Фотоприймальний елемент з коригуючим фільтрами, що формують спектральні характеристики, розташовуються у фотометричній головці 2 (рисунок 4). При включеному живленні прилад працює як люксметр-пульсметр (ТКА-ПКМ) і дозволяє вимірювати освітленість

діапазон від 10 до 200000 лк і коефіцієнт пульсації в діапазоні від 1 до 100%.

Рисунок 4.

Для вимірювання характеристик випромінювання необхідно розташувати фотометричну головку приладу в площині об'єкта, що вимірюється.

Для проведення вимірювань приладом «ТКА-ПКМ» необхідно увімкнути його кнопкою « ВКЛ ВИКЛ». На екрані після увімкнення з'явиться напис фірми виробника та назва приладу. Під час вимірювання у правому полі рядка загоряється символ « Батарейка», що інформує про ємність батареї живлення.

Для правильного обнулення приладу провести затемнення датчика приладу та натиснути кнопку « HOLD». Процес обнулення супроводжується написом на рідкокристалічному індикаторі. ЗАЧЕКАЙТЕ, ЙДЕ ВИМІР».

Засвітлення вимірювальної частини під час обнулення призводить до неправильних вимірів згодом!

Після зникнення попереджувального напису пристрій переходить в основний режим вимірювань. Перший рядок виводить поточну освітленість у лк (клк). Е =», у другому рядку відображається значення коефіцієнта пульсації світлового потоку в % « До п = ».

У разі вимірювання освітленості, необхідно розташувати фотометричну головку паралельно площині об'єкта, що вимірювається (при цьому на вікно фотоприймача не повинна падати тінь від оператора, що виробляє вимірювання, а також сторонніх предметів). Зачекати 3 секунди та рахувати з цифрового індикатора виміряне значення. При збільшенні сигналу, створюваного джерелом світлового потоку, у рядку Евідбувається автоматичний перехід чисельного значення освітленості клк. При виході за межі вимірювання освітленості з'явиться напис « ОСВІТЛЕННЯ НАДЛИВНО».

Для запам'ятовування виміряного показання на індикаторі приладу необхідно коротко натиснути кнопку « HOLD». Для продовження вимірів ще раз натиснути кнопку « HOLD».

Якщо під час роботи приладу з'явиться напис: «ЗАМЕНІТЕ БАТАРЕЙКУ», то необхідно здійснити заміну елемента живлення.

Після закінчення вимірювань, прилад вимикається, натискаючи кнопку « ВКЛ ВИКЛ».

Вимоги безпеки під час виконання лабораторної роботи

До роботи допускаються студенти, ознайомлені з влаштуванням лабораторної установки, принципом дії та заходами безпеки під час проведення лабораторної роботи.

Для запобігання перегріву установки при тривалій роботі ламп необхідно увімкнути вентилятор.

Після проведення лабораторної роботи відключити електроживлення стенду та люксметра-пульсметра.

Порядок проведення лабораторної роботи

Встановити стінки макету виробничого приміщення таким чином, щоб сторони, пофарбовані в темні тони, звернулися до приміщення.

Увімкніть установку за допомогою автомата захисту, що знаходиться на задній панелі каркаса.

Включити по черзі лампи (вибір ламп здійснюється за завданням викладача).

Здійснити вимірювання освітленості та коефіцієнта пульсації для кожної включеної лампи за допомогою люксметра-пульсометра не менше ніж у п'яти точках макета виробничого приміщення (у центрі та кутах підлоги), визначити середнє значення освітленості Е ср .

Порівняти отримані в результаті вимірювання значення освітленості та коефіцієнта пульсації з допустимими значеннями (розряд зорових робіт прийняти за вказівкою викладача)

Встановити стінки макета виробничого приміщення таким чином, щоб сторони, забарвлені у світлі тони, звернулися всередину приміщення.

Виміряти освітленість не менше ніж у п'яти точках макета виробничого приміщення, визначити середнє значення освітленості.

За результатами вимірювань освітленості для варіанта з темним та світлим забарвленням стін обчислити значення фактичного світлового потоку F фактза формулою:

де Е ср-Середнє значення освітленості, лк;

S- Площа макета приміщення, м2.

Обчислити коефіцієнт використання освітлювальної установки  для варіанту з темним і світлим забарвленням стін за формулою:

Сумарний світловий потік F лампвибрати за номінальною потужністю кожного типу ламп по таблиці 1.

Таблиця 1 Технічні характеристики ламп

* Після мінімальної тривалості горіння (2000 годин)

Порівняти значення коефіцієнтів використання освітлювальних установок, отримані для випадків з використанням різних джерел світла та різного фарбування стін.

За допомогою люксметра-пульсометра виміряти коефіцієнти пульсації освітленості при включенні однієї люмінесцентної лампи, потім - двох і нарешті, при включенні трьох люмінесцентних ламп типу КЛ9 (слід врахувати, що люмінесцентні лампи включені в три різні фази трифазної мережі, тому вимірювальну головку люксметра розташовувати в геометричному центрі системи включених ламп).

Порівняти виміряні значення коефіцієнтів пульсації освітленості із допустимими значеннями. Пояснити отримані результати.

Включити люмінесцентну лампу типу КЛ9 у центрі установки та вентилятор. Обертаючи ручку «Частота», що регулює швидкість обертання лопат вентилятора, підібрати таку частоту, при якій виникає стробоскопічний ефект (лопаті, здаються нерухомими).

Вимкнути стенд. Скласти звіт про роботу.

Таблиця 2 Результати вимірювань освітленості та розрахунки лабораторної роботи (світла, темна сторона стіни)

Тип лампи	№ точки виміру	Освітленість, лк (Е)	Середня освітленість, лк	Нормативне значення освітленості,	Фактичний світловий потік, лм	Коефіцієнт використання	Коефіцієнт пульсації
Люмінесцентна лампа, 9Вт




Люмінесцентна лампа, 11Вт




Лампа розжарювання загального призначення




розжарювання галогенна