Основные светотехнические единицы

Правильное освещение в производственных помещениях не может быть достигнуто при произвольной установке источников света или световых проемов. Для обеспечения рационального освещения необходимо знать основы светотехники, учитывать специфические особенности производственного процесса, правильно применять действующие нормы и уметь проводить надлежащие расчеты. Световой поток F-это мощность световой энергии, воспринимаемая человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм).Силой света I определяется пространственная плотность светового потока в заданном направлении. Она равна отношению светового потока к телесному углу ω, в пределах которого распределение светового потока равномерно:

Где:ω- телесный угол. За единицу силы света принята кандела(кд). Телесный уголω- часть пространства, ограниченная конусом с вершиной в центре сферы, опирающимся на поверхность. Телесный угол определяется отношением площади S, которую конус вырезает на поверхности сферы, к квадрату радиуса R этой сферы. Единицей телесного угла является стерадиан(CP)

Освещенность E- плотность светового потока на освещаемой поверхности. Эта величина равна отношению светового потока F к площади освещаемой поверхности S при условии его равномерного распределения. Единицей освещенности является люкс(лк), равномерно распределенный на площади в 1 кв.м. Средняя освещенность, если свет источника падает на освещаемую поверхность перпендикулярно, определяется по формуле

При расчётах искусственного освещения производственных помещений понятие освещенности обычно применяют к горизонтальной плоскости на высоте 0,8 м от пола здания. Яркость L определяется силой света, излучаемой с единицы площади поверхности в заданном направлении:

где ρ-коэффициент отражения поверхности. За единицу яркости принимается кандела на квадратный метр, (кд/кв.м) Коэффициент отражения поверхности ρ характеризует способность поверхности отражать падающий на неё световой поток; определяется отношением светового потока ,отраженного от поверхности, и падающему на неё световому потоку :

Помимо количественных показателей необходимо также учитывать следующие качественные понятия: фон, контраст объекта с фоном, показатель ослепленности (блескость). Фон- это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым- при коэффициенте отражения поверхности более 0,4, средним- от 0,4 до 0,2 и тёмным- менее 0,2. Контраст объекта с фоном определяется как фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. В практике машиностроительного предприятия это соотношение яркости рассматриваемого объекта различения(риска, трещина, раковина, пятно и т.п.) и фона. Принято считать контраст объекта различения с фоном: большой(К>0,5) объект и фон резко различаются по яркости; средний(К0,2-0,5) –заметно различаются по яркости; малый(К<0,2)-мало различаются по яркости. Блескость различают прямую, возникшую от прямых источников света и частей светильников, попадающих в поле зрения работающих, и отраженную от поверхностей с зеркальным отражением. Блескость вызывает чрезмерное раздражение, снижает чувствительность и работоспособность глаза. Нарушение зрительных функций глаз называется ослеплённостью.

Естественное освещение

Естественное освещение используется в дневное время суток. Оно обеспечивает хорошую освещенность, равномерность; вследствие высокой диффузности (рассеивания) благоприятно действует на зрение и экономично. Помимо этого солнечный свет оказывает биологически оздоравляющее и тонизирующее воздействие на человека. Естественная освещенность меняется в больших пределах в безлунную ночь-0,005 лк; при полнолунии-0,2 лк; при солнечном освещении-100000 лк. Естественное освещение помещений осуществляется через световые проемы и может быть выполнено в виде бокового, верхнего или комбинированного. Боковое- осуществляется через окна в наружных стенах здания, верхнее- через световые фонари, располагаемые в перекрытиях и имеющее различные формы и размеры; комбинированные- через окна и световые фонари. Естественное освещение в помещении определяется коэффициентом естественной освещенности (КЕО)-е, представляющим собой выраженное в процентах отношение освещенности какой-либо точки помещения к точке на горизонтальной плоскости вне помещения, освещенной рассеянным светом всего небосвода, в тот же самый момент времени:

где -освещенность точки внутри помещения; -освещенность точки вне помещения(под открытым небом).

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности с учетом характера зрительной работы и светового климата в районе расположения здания определяется по формуле

где m – коэффициент светового климата (без учета прямого солнечного света), определяемый в зависимости от района расположения здания; с – коэффициент солнечности климата (с учетом прямого солнечного света)(от 0,65 до 1). Нормированное значение является минимально допустимым. - нормальное естественное освещение в III поясе. Расчет дальнейший дан в СНиЛ II-4-79.

Территория СССР по световому климату разделена на V поясов (I – самый северный, V – самый южный):

Солнечность климата – характеристика, учитывающая пояс светового климата и световой поток, проникающий через светопроемы в помещение в течение года благодаря прямому солнечному свету, вероятности солнчного сияния, ориентации световых проемов по сторонам горизонта и их архитектурно-конструктивного решения.

Коэффициент солнечности (с) колеблется в пределах с 0,65 до 1.

Задачей расчета естественного освещения является определение отношения общей площади застекленных проемов окон и фонарей к площади пола (). Минимальные значения этого отношения приведены в табл.7. - площади окон, фонарей, пола.

Разряд зрительной работы	I	II	III	IV	V	VI
Минимальное значение	1:3…1:4	1:4…1:5	1:5…1:6	1:6…1:7	1:7…1:8	1:8…1

Указанные в табл.7 величины определены исходя из условия, что очистка стекол в помещении, а также покраска стен и потолков производятся регулярно в следующие сроки. При незначительном выделении пыли, дыма и копоти – не реже двух раз в год; покраска – не реже одного раза в три года. При незначительных выделениях пыли, дыма и копоти – не реже четырех раз в год; покраска – не реже одного раза в год.

Загрязненные стекла световых проемов (окон и фонарей) могут в пять-семь раз сменить освещенность помещений.