Источники искусственного освещения
Лабораторная работа №4
Эффективность и качество освещения
Цель работы:
1. Изучение нормируемых количественных и качественных характеристик освещения
2. Оценка влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и на (КПД) эффективность использования светового потока осветительной установки
3. Демонстрация преимуществ и недостатков, применяемых в настоящее время источников света.
Теоретические основы:
Освещение - получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов. Оно влияет на настроение и самочувствие, определяет эффективность труда.
В зависимости от источника света система производственного освещения может быть трех видов:
· естественное
· искусственное (общее и местное)
· комбинированное (смешанное).
Искусственное освещениепредусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света, а также для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.
По принципу организации искусственное освещение можно разделить на два вида: общее и комбинированное.
Общее освещениепредназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерноеосвещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованномосвещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах.
|
|
|
Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока. Местноеосвещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам. Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами утомляет зрение, замедляет скорость работы и нередко является причиной несчастных случаев.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на: рабочее, эвакуационное и охранное.
Рабочееосвещение предусматривается для всех помещений производственных зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.
|
|
|
Аварийное освещение в помещениях и на местах производства работ необходимо предусматривать, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования может привести к взрыву, пожару, длительному нарушению технологического процесса или работы объектов жизнеобеспечения. Наименьшая освещенность, создаваемая аварийным освещением, должна составлять 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий.
Эвакуационноеосвещение следует предусматривать в местах, отведенных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей в количестве более 50 человек. Это освещение должно обеспечивать на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытой территории.
Охранноеосвещение предусматривается вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли.
Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных территорий; оно указывает на наличие опасности либо на безопасный путь эвакуации.
|
|
|
Бактерицидное облучение (наиболее обеззараживающее эффективное лучи УФИ с l = 0,254…0,257 мкм) и эритемное облучение (максимальное стимулирующее обмену веществ в организме человека воздействие оказывают лучи с l = 0,297 мкм) условно также относят к производственному освещению.
Источники искусственного освещения
Лампы накаливания
+
· экологический являются безопасными, в них нет вредных компонентов
· имеют небольшие размеры
· невысокая стоимость
· налаженность в массовом производстве
· отсутствие пускорегулирующей аппаратуры
· нечувствительность к ионизирующей радиации
· мгновенное зажигание и перезажигание
· невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
· отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
· возможность работы на любом роде тока
· нечувствительность к полярности напряжения
· возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
· отсутствие мерцания при работе на переменном токе (важно на предприятиях)
-
· небольшой срок службы (менее 2000 часов),
· сильное отличие спектрального состава излучения от естественного (нарушается правильная цветопередача)
|
|
|
· малая световая отдача y (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) (y = 8-20 лм/Вт, при идеальных условиях 1 Вт соответствует 683 лм)
· хрупкость, чувствительность к удару и вибрации;
· при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона;
· резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения;
· лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт - 100 °C, 40 Вт - 145 °C, 75 Вт - 250 °C, 100 Вт - 290 °C, 200 Вт - 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут
· отсутствие гудения при работе на переменном токе
· непрерывный спектр излучения;
· устойчивость к электромагнитному импульсу
· не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату
· нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников
Люминесцентные лампы
+
-
· долговечность (свыше 10 000 часов: до 20 000 часов)
· экономичность
· малая себестоимость изготовления
· благоприятный спектр излучения (близкий к солнечному спектру), обеспечивающий высокое качество цветопередачи, низкая температура поверхности
· высокая световая отдача, более высокий коэффициент полезного действия (20-25%) и больший срок службы. По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность
· правильный выбор ламп по цветности может создать более естественное освещение
· менее чувствительны к повышению напряжения. И поэтому их экономично применять в помещениях и лестничных клетках освещаемых ночью, когда в сети повышено напряжение;
· приятное для восприятия спектры излучения, которые обеспечивают высокое качество цветопередачи
· низкая температура (до 50 °С), низкая яркость поверхности
· в лампах содержатся вредные для здоровья вещества, и поэтому вышедшие из строя лампы требуют тщательной утилизации
· наличие вредных веществ при их разгерметизации, радиопомехи
· сложная и дорогостоящая пускорегулирующая арматура
· громоздкость и невозможность быстрого вторичного включения лампы при кратковременном отключении
· длительность выхода отдельных типов ламп на номинальный режим (ДРЛ – до 3…5 мин)
· пульсация светового потока
· к концу срока службы лампы наблюдается снижение светового потока
· единичная мощность ограниченна до 150 Вт
· сложные схемы подключения
· при снижении напряжения в сети более, чем на 10 % от номинального значения, лампа не загорается
· повышенная шумность работы лампы и акустические помехи
· наличие радиопомех
· вредные для зрения пульсации светового потока
· при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться (всё это зависит от температуры окружающей среды)
Ви́димое излуче́ние — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Чувствительность человеческого глаза к электромагнитному излучению зависит от длины волны (частоты) излучения, при этом максимум чувствительности приходится на 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра. Поскольку при удалении от точки максимума чувствительность спадает до нуля постепенно, указать точные границы спектрального диапазона видимого излучения невозможно. Обычно в качестве коротковолновой границы принимают участок 380—400 нм (790—750 ТГц), а в качестве длинноволновой — 760—780 нм (395—385 ТГц). Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).
Не всем цветам, которые различает человеческий глаз, соответствует какое-либо монохроматическое излучение. Такие оттенки, как розовый, бежевый или пурпурный образуются только в результате смешения нескольких монохроматических излучений с различными длинами волн.
Видимое излучение также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемого земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает синий свет существенно сильнее, чем свет с бо́льшими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.
Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящее в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете.
При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разными углами. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены с помощью света одной длины волны (точнее, с очень узким диапазоном длин волн), называются спектральными цветами[12]. Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:
| Цвет | Диапазон длин волн, нм | Диапазон частот, ТГц | Диапазон энергии фотонов, эВ |
| Фиолетовый | ≤450 | ≥667 | ≥2,75 |
| Синий | 450—480 | 625—667 | 2,58—2,75 |
| Сине-зелёный | 480—510 | 588—625 | 2,43—2,58 |
| Зелёный | 510—550 | 545—588 | 2,25—2,43 |
| Желто-зелёный | 550—570 | 526—545 | 2,17—2,25 |
| Жёлтый | 570—590 | 508—526 | 2,10—2,17 |
| Оранжевый | 590—630 | 476—508 | 1,97—2,10 |
| Красный | ≥630 | ≤476 | ≤1,97 |
Указанные в таблице границы диапазонов носят условный характер, в действительности же цвета плавно переходят друг в друга, и расположение видимых наблюдателем границ между ними в большой степени зависит от условий наблюдения
Освещенность Е - поверхностная плотность
светового потока, люкс (лк).
Сила света I – пространственная плотность
светового потока, кандела (кд)
Световой поток F- мощность лучистой энергии,
оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению.
За единицу светового потока принят люмен (лм).
Люксметр - пульсометр для измерения значений освещенности и коэффициента её пульсаций.
Практическая часть
Таблица 1. Результаты эксперимента
| № | Вид ламп | Осве-щён. Е, лк | Коэффициент пульсации | Стробоско-пический эффект | Разряд | Под-разряд | Фон | Характеристика зрительной работы |
| 1 | Люмин. 9 ВТ | 450 | 28 | + | III IV V | г в в | Светлый | - Высокой точности - Высокой точности - Малой точности |
| 2 | Люмин. 9 ВТ | 300 | 30 | + | V | г | Светлый | Малой точности |
| 3 | Люмин. 9 ВТ | 300 | 36 | + | V | г | Светлый | Малой точности |
| 4 | Люмин. 11 ВТ | 600 | 8 | - | III | в | Светлый | Высокой точности |
| 5 | Накал. 60 ВТ | 800 | 11,5 | + | II | г | Светлый | Очень высокой точности |
| 6 | Накал. 60 ВТ | 800 | 16 | + | II | г | Светлый | Очень высокой точности |
| 7 | Галоген. 50 ВТ | 10000 | 3 | - | I | а | Светлый | Наивысшей точности |
Вывод
Таким образом, наиболее оптимальным вариантом является люминесцентная лампа 11 ВТ, так как спектр излучения у них благоприятный и соответствуют нормам.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!