Az indikátorok elméleti alapjai és a világítás típusai. Ipari világítás, mennyiségi és minőségi jellemzői. ipari világítás követelményei A világítást jellemző mennyiségi mutatók

A világítástechnikában dolgozó professzionális világítástechnikusok és szakemberek folyamatosan különböző kifejezéseket és definíciókat használnak, amelyek az átlagos laikus számára keveset jelentenek.

Annak érdekében, hogy könnyebben megértsük, miről beszélünk, és mit jelentenek ezek a szavak, összeállítottunk egy listát, amely elmagyarázza a fő világítási kifejezéseket és jellemzőket. Nem kell fejből megtanulni, egyszerűen felkeresheti a kívánt oldalt, és frissítheti az elfelejtett paramétert a memóriájában. Mindig könnyebb "ugyanazon a nyelven" beszélni.

Világítási paraméterek és fogalmak.

1 - Látható és optikai sugárzás

A körülöttünk lévő egész világot a látható sugárzás alkotja, amely a 380-760 nm-es elektromágneses hullámok sávjában koncentrálódik. Az egyik oldalon ultraibolya sugárzást (UV), a másikon infravörös sugárzást (IR) adnak hozzá.

Az UV-sugarak biológiai hatásúak, és a baktériumok elpusztítására szolgálnak. Adagolva terápiás és gyógyító hatásúak.

Az infravörös sugarakat a berendezések fűtésére és szárítására használják, mivel elsősorban hőhatást keltenek.

2 - Fényáram (F)

A fényáram az emberi látásra gyakorolt ​​hatásával jellemzi a látható sugárzás erejét. ben mérve lumenek(lm). Az érték független az iránytól. A fényáram a legfontosabb jellemző.

Például egy E27 75 W-os izzólámpa fényárama 935 lm, egy 75 W-os halogén G9 - 1100 lm, egy 35 W-os T5 fénycső - 3300 lm, egy 70 W-os fémhalogén G12 (meleg) - 5300 lm E27 LED 9,5 W (meleg) - 800 lm.

3 - Lumen

A lumen (lm) a fényforrás (lámpa) fényárama 25°-os környezeti hőmérsékleten, referencia körülmények között mérve.

4 - Megvilágítás (E)

A megvilágítás a felületi elemhez adott fényáram és az elem területéhez viszonyított aránya. E \u003d F / A, ahol A a terület. Világító egység - luxus(RENDBEN).

Leggyakrabban a vízszintes megvilágítás normalizálódik (vízszintes síkon).

Átlagos megvilágítási tartományok: szabadban mesterséges megvilágítás mellett 0-20 lux, beltéren 20-5000 lux, 0,2 lux telihold idején természeti viszonyok, 5000 -10000 lux nappal felhős időben és akár 100 000 lux tiszta napon.

A képen látható: a - az átlagos megvilágítás az A területen, b - a megvilágítás kiszámításának általános képlete.

5 - Fényerősség (I)

A fény intenzitása a fényáram térszöggel határolt térbeli sűrűsége. Azaz a fényforrásból kiinduló és a vizsgált irányt tartalmazó kis térszögön belül terjedő fényáram aránya.

I \u003d F / ω A fényerősség mértékegysége a kandela (cd).

Egy 100 W-os izzólámpa átlagos fényereje körülbelül 100 cd.

KSS ( fényintenzitási görbe) - a fényintenzitás eloszlása ​​a térben, ez az egyik a legfontosabb jellemzőket világítótestek, amelyek a világítás kiszámításához szükségesek.

6 - Fényerő (L)

A fényerősség (fénysűrűség) az elemi sugárnyalábban átvitt és térszögben terjedő fényáram és az adott sugár keresztmetszeti területének aránya.

L=I/A (L=I/Cosα) Fénysűrűség mértékegysége - cd/m2.

A fényerő a vizuális érzékelés szintjével függ össze; A fényerő eloszlása ​​a látómezőben (beltéri/beltéri) jellemzi a világítás minőségét (vizuális kényelmét).

Teljes sötétségben az ember egy milliomod cd/m2 fényerőre reagál.

Az 500 cd / m2-nél nagyobb fényerősségű, teljesen világító mennyezet kényelmetlenséget okoz az emberben.

A nap fényereje körülbelül egymilliárd cd/m2, a fénycsőé 5000-11000 cd/m2.

7 - Fényteljesítmény (H)

A fényforrás fényhatékonysága a lámpa fényáramának és teljesítményének aránya.

Η=F/R A fényteljesítmény mértékegysége lm/W.

Ez a fényforrás energiahatékonyságának jellemzője. A nagy fényhatékonyságú lámpák energiamegtakarítást biztosítanak. A 7-22 lm/W fényteljesítményű izzólámpát fluoreszkálóra (50-90 lm/W) cserélve a fogyasztás 5-6-szorosára csökken, a megvilágítási szint változatlan marad.

8 – Színhőmérséklet (TC)

A színhőmérséklet határozza meg a fényforrások színét és a megvilágított tér színtónusát. A színhőmérséklet megegyezik egy fűtött test hőmérsékletével (Planck emitter, fekete test), amely színe megegyezik egy adott fényforráséval.

A mértékegység a Kelvin (K) a Kelvin-skálán: T - (Celsius fok + 273) K.

Gyertyaláng - 1900 K

Izzólámpa - 2500-3000 K

Fénycsövek - 2700 - 6500 K

V - 5000–6000 K

Felhős égbolt - 6000–7000 K

Tiszta nap - 10 000 - 20 000 K.

A színvisszaadási index a különböző anyagok színeinek visszaadási fokát jellemzi fényforrással (lámpával) megvilágítva, összehasonlítva a referenciaforrással.

A színvisszaadási index maximális értéke Ra =100.

Színvisszaadási minősítések:

Ra = 90 vagy több – nagyon jó (színvisszaadás 1A)

Ra = 80–89 – nagyon jó (színvisszaadás 1B)

Ra \u003d 70–79 - jó (színvisszaadási fok 2A)

Ra \u003d 60–69 - kielégítő (2B színvisszaadási fok)

Ra \u003d 40–59 - elegendő (3-as színvisszaadási fok)

Ra = kevesebb, mint 39 – alacsony (színvisszaadás 3)

Raő van CRI- A színvisszaadási indexet olyan folytonos spektrumú fényforrások összehasonlítására tervezték, amelyek színvisszaadási indexe 90-nél nagyobb, mivel 90 alatt lehetséges két azonos színvisszaadási indexű, de nagyon eltérő színvisszaadású fényforrás.

Kényelmes az emberi szem számára CRI-érték = 80-100 Ra

Mi a fény? Mivel "eszik"?

A hosszú ideig tartó elégtelen megvilágítás szintén rossz látást okozhat.

Háromféle ipari világítás létezik: természetes, mesterséges és kombinált.

• természetes- a helyiségek megvilágítása égbolttal (közvetlen vagy szórt), az épületek külső szerkezeteinek fénynyílásain áthatolva;
• mesterséges- világítás elektromos fényforrásokkal;
• kombinált- világítás, amelyben a normák szerint elégtelen természetes megvilágítást mesterséges világítás egészíti ki.

Látható sugárzás (fény) - olyan sugárzás, amely a szem retinájára esve vizuális érzetet okozhat. A fény az elektromágneses sugárzás része, amelynek hullámhossza 0,38-0,78 mikron.

Az ipari világítás teljesítményét meghatározó világítási mennyiségek annak értékelésén alapulnak, hogy milyen érzés az emberi szem számára. A világításnak vannak mennyiségi és minőségi mutatói.

1.1. Mennyiségi mutatók

A mennyiségi mutatókhoz a következőket tartalmazza: fényáram, fényerősség, megvilágítás, fényerő, visszaverődési együttható.

Fényáram (F)- a sugárzás fényáramának ereje, az emberi szem vizuális érzékelésével becsülve. A fényáram mérete lumen (lm).

Fényerősség (J) a fényáram adott irányú térbeli sűrűsége, azaz. térszögenkénti fényáram ω amelyben kibocsátják

Candela (cd),
Ahol ω a térszög szteradiánban (sr).

Megvilágítás (E)- a fényáram sűrűsége az általa megvilágított felületen - a fényáram, az S megvilágított felület területére vonatkoztatva, m2-ben mérve, feltéve, hogy az egyenletesen oszlik el a felületen, amikor a forrásfény ráesik azt merőlegesen

Fényerő (V) a szem által közvetlenül érzékelt fénymennyiség. Az adott irányú fényerősség és a sugárzó felület vetületi területének aránya határozza meg a sugárzás irányára merőleges síkra

A munkafelületen a maximális fényerő értékeket a 14. oldal 1. táblázat tartalmazza.

Reflexiós együttható Az r felület jellemzi, hogy képes visszaverni a rá eső fényáramot. A visszavert fényáram és a beeső fény aránya határozza meg

Együttható (r) értékek felületekre eltérő természet táblázatban vannak megadva. 12., ill. 1.

1.2. Minőségi mutatók

A minőségi mutatókra A megvilágítás a következőket tartalmazza: háttér, a megkülönböztető tárgy kontrasztja a háttérrel, tükröződési index, megvilágítás pulzációs együtthatója, diszkomfort index.

Háttér- a megkülönböztetés tárgyával közvetlenül szomszédos felület, amelyen azt nézik. A háttér akkor tekinthető világosnak, ha a P visszaverési tényező nagyobb, mint 0,4; közepes, ha P = 0,2...0,4 és sötét, ha P kisebb, mint 0,2.

Objektum kontraszt háttérrel К – fotometriailag mért fényerő különbség két zóna között. Az objektum és a háttér fényereje közötti különbség abszolút értékének a háttér fényességéhez viszonyított aránya határozza meg:

A kontraszt akkor tekinthető nagynak, ha K nagyobb, mint 0,5 (az objektum és a háttér élesen különbözik a fényerőben), közepesnek K = 0,2 ... 0,5 (szembetűnően eltérő), és kicsinek, ha K kisebb, mint 0,2 (kissé eltérő).

Vaksági pontszám 2 (P)- a világítási berendezés vakító hatásának értékelésére szolgáló kritérium, amelyet a kifejezés határoz meg

P \u003d (S - 1) 1000,

ahol S a káprázási együttható, amely egyenlő a fényességküszöb-különbségek arányával a látómezőben lévő tükröződésforrások jelenlétében és hiányában.

A P együttható normalizált értékeit az App. 1, tab. 1.

Megvilágítás hullámossági tényezője (Kp)- egy kritérium a megvilágítás ingadozásának relatív mélységének becslésére a gázkisüléses lámpák fényáramának időbeli változásából eredően, amikor áram alatt vannak váltakozó áram képlettel kifejezve

ahol Еmax, Еmin és Еср a megvilágítás maximális, minimális és átlagos értéke a fluktuáció időtartamára, lx.

A Kp normalizált értékeit az App. 1, 1. táblázat.

Diskomfort pontszám (M) a kényelmetlen csillogás1 értékelésének kritériuma, amely kellemetlenséget okoz a látómezőben a fényerő egyenetlen eloszlása ​​esetén. Meghatározza a vizuális munka további intenzitásának mértékét, amelyet a megvilágított helyiségben tapasztalható éles fényerő-különbség okoz.

Ez az ipari helyiségekre vonatkozó mutató nem szabványos, a lakó-, köz- és adminisztratív helyiségekre vonatkozó szabványos értékeit a táblázat tartalmazza. 2, 7–8. Ugyanitt a 25. oldalon található egy képlet az M diszkomfort mutató meghatározására.

A felsorolt ​​világításjelzők közül a következőket közvetlenül mérik (az eszközök nevei zárójelben vannak feltüntetve):

– megvilágítás (luxméter);
– fényerő (a fotométerek szubjektív és objektív).

Ezen eszközök segítségével meg lehet határozni a P reflexiós együtthatók és a Kp hullámzások értékeit a megkülönböztető tárgy kontrasztjának K háttérrel és az R vaksági indexszel.

Megvilágítási szabványok A lámpatestek típusának, számának és teljesítményének kiválasztásakor figyelembe kell venni a megvilágítási szabványokat. A normákban a megvilágítás fokának három értéke van megadva: alacsony, normál és magas. Általában a normál fokozatot alkalmazzák, de bizonyos esetekben célszerű kis ill magas fokozat megvilágítás. Az elektromos berendezések védettségi foka A védettségi fokot az IP XX kombináció jelzi. Az első számjegy a por és a szőr elleni védelem mértéke. hatások. A második a nedvesség elleni védelem mértéke. Kültéri lámpatestként 0,5 m magasságig IP 44 védettségi osztályú lámpatestek használhatók Magas árbocokra (emberi hatótávolság felett) történő felszerelés esetén a minimális védelmi osztály IP 23. A talajszintre szerelt lámpatesteknek vízállónak kell lenniük ( IP 67), valamint a vízbe merített lámpatesteknek (például tó megvilágításához) IP 68-as védettséggel kell rendelkezniük (védelem a nyomás alatti víz behatolása ellen). Védelmi osztály 0 osztály - nincs teljes kettős és megerősített szigetelés, nincs földelési lehetőség. I. osztály - teljes szigetelés van, és földelési lehetőség is van. II. osztály - kettős és megerősített szigeteléssel, földelési lehetőség nélkül. III. osztály - csak védőfeszültségű hálózathoz csatlakoztatható lámpatest. Mértékegységek Íme néhány fizikai mennyiség, amely a fényforrást jellemzi. Használhatók a lámpatestek kiválasztásánál, elhelyezkedésüknél. Fényerősség (I). A mértékegység a kandela (cd).

Megvilágítás (E)- a megvilágított felület egységére eső fényáram. A mértékegység a lux (lx). 1 lx = 1cd*sr/m2, ahol sr a térszög (szteradiánban). A fényerő (L) a fényforrás adott irányú izzását jellemzi.

A világító felület elemének bármely irányban történő fényességét az elem fényerősségének és az elem vetületi területének aránya határozza meg egy erre az irányra merőleges síkon.

Színhőmérséklet (T). Kelvin-fokban (K) mérik. A sugárzás spektrális összetételét jellemzi.

Megvilágítás: Holdfény 0,25 lx Nap felhőkön át 10 000 lx napfény 100 000 lx Irodai világítás 300-2000 lx Útvilágítás 10-50 lx

Fényerő: Fénycső 0,8 cd/m2 Jól megvilágított utca 2 cd/m2 Déli nap 150 000 cd/m2 A gyertya teljesítménye körülbelül 1 cd, a jelzőfény pedig elérheti a 2 000 000 cd-t.

A világítási paraméterek mérése. A világítás értékelésénél használt fő paraméter az e megvilágítás, luxban mérve.

A megvilágítás mérésére különféle típusú fénymérőket használnak.

Az analóg fénymérőre példa a Yu - 116 készülék, amelynek működési elve a fotoelektromos hatás jelenségén alapul.

A szelén fotocellára beeső fényáram hatására egy zárt körben áram keletkezik, melynek nagysága arányos a fényárammal. A műszer luxban van kalibrálva. A szelén fotocella jelentős előnye más típusú fotocellákhoz képest, hogy spektrális érzékenységi görbéje leginkább az emberi szem relatív láthatósági görbéjéhez illeszkedik. A megvilágítás mérésekor a fotocellát a munkasíkban (vízszintes vagy függőleges) a mérést végző kezelőtől bizonyos távolságra kell felszerelni, hogy az árnyék ne essen a fotocellára.

Jelenleg széles körben használják az analóg-digitális eszközöket, amelyek nemcsak a megvilágítást, hanem a megvilágítást jellemző egyéb paraméterek, például a pulzációs együttható vagy a fényerő mérését is lehetővé teszik.

Példa az analóg-digitális eszközre az Argus-07 pulzusmérő-luxméter, amely a megvilágítás és a pulzációs együttható mérésére szolgál. A készülék elve azon alapul, hogy a kiterjesztett tárgyak által létrehozott fényáramot a megvilágítással arányos folyamatos elektromos jellé alakítja át, amit azután egy analóg-digitális átalakító a jelző digitális kijelzőjén megjelenő digitális kóddá alakít át. Mértékegység. A mérőfejbe primer sugárzás átalakító van beépítve - egy félvezető szilícium fotodióda fényszűrő rendszerrel, amely a láthatósági görbének megfelelő spektrális érzékenységet képez. A hullámossági tényező leolvasott értékei százalékban jelennek meg, míg a készülék a pulzáló sugárzás megvilágításának maximumát, minimumát és átlagát határozza meg, és a fenti képlet segítségével számítja ki a hullámossági tényező értékét.

A világítás minőségi és mennyiségi mutatói olyan paraméterek összessége, amelyek együttesen kiváló minőségű világítást biztosítanak bármely helyiségben. Cikkünkben mindegyikkel részletesen megismerkedünk, és értékeljük a különböző világítási rendszerekre gyakorolt ​​hatásukat.

Mielőtt azonban a paraméterekről beszélnénk, röviden ismerkedjünk meg a világítás típusaival. Végül is mindegyiket saját jellemzői jellemzik, amelyek meglehetősen eltérőek lehetnek.

A világítás minőségi és mennyiségi paraméterei

A "Kiváló minőségű világítás" koncepciója számos minőségi és mennyiségi mutató alapján alakult ki. Értsük meg ezeket a mutatókat, és értékeljük hatásukat. Ugyanakkor igyekszünk a lehető legelérhetőbbé tenni.

A világítás mennyiségi mutatói

Minden világítástípusnak megvannak a saját mennyiségi mutatói. Nézzük meg mindegyiket, és határozzuk meg, mitől függenek, és mit érintenek.

• Ezen mutatók közül az elsőt általában a fényáram jelzi. Ez egy olyan érték, amely megbecsüli a fényenergia mennyiségét a szem általi észlelés alapján. Lumenben mérik. Egyszerűen fogalmazva, ez az ablakon keresztül bejutott vagy a lámpa által kibocsátott fény mennyisége.
• Az egyenes vonalú fényáramtól általában a helyiség megvilágításának normája függ. Végül is ez a származéka. A helyiség megvilágítása megegyezik a fényáram osztva a helyiség területével.

• A következő minőségi mutató a fény intenzitása. Az adott irányú fényáram sűrűségét jellemzi. Vagyis tegyük fel, hogy van egy lámpánk, az összes általa kibocsátott fény a fényárama. De a fénynek csak egy része jut el egy bizonyos pontig. Ezt nevezik a fény erejének. Ezt a mutatót gyakran használják a világító csíkok és a helyi megvilágítás kiszámításához.

• Egy másik mennyiségi mutató, amely az észlelési szögtől függ, a fény fényereje. Ez a mutató a sugárforrásra merőleges felület által kibocsátott fény intenzitása. Ezt az értéket cd / m 2 -ben mérik.

• A felület visszaverődési együtthatóját a megvilágítás mennyiségi mutatóinak is nevezik. Végül is minden felület képes visszaverni a fényt. Ezt a képességet egy speciális együttható határozza meg, amelyet a felületre eső fényáram és a visszavert fényáram arányaként határoznak meg.

• De a normák általában olyan mutatón alapulnak, mint egy szoba vagy tárgy megvilágítása. Ez egyfajta totális összetevője az összes mennyiségi mutatónak, de elsősorban a fényáramnak, a fényerősségnek és a felületi visszaverődésnek. Ez a paraméter azt a fénymennyiséget jelzi, amelyre egy személynek szüksége van a térben való tájékozódáshoz és egy bizonyos típusú munka elvégzéséhez.

Jegyzet! A normák megadják a minimális megvilágítást egy tárgyhoz vagy helyiséghez. Ezért valós körülmények között magasabbnak kell lennie. A biztonsági tényezőt, az üzemi tényezőket és egyéb változókat figyelembe véve ez a mutató 20-50%-kal magasabb lesz.

Minőségi világításjelzők

De annak meghatározásához, hogy a lámpák jó minőségű világítást biztosítanak-e vagy sem, a fénymennyiség önmagában nem elegendő. Fontos szempont az ilyen világítás minősége, és ebben a tekintetben a mutatók nem kevesebbek, ha nem többek. És meglehetősen nehéz meghatározni egyik vagy másik paraméter prioritását.

• Kezdjük a beszélgetést egy olyan paraméterrel, mint a lámpatestek pulzációs együtthatója. Mint bizonyára tudja, sokféle lámpa, mint például a dióda, a fluoreszkáló, a nátrium és mások, nem adnak egyenletes fényt, mint az izzólámpák, hanem pulzálnak. Néha ez a lüktetés még szabad szemmel is látható. De a legtöbb esetben a szem nem érzékeli tudatos szinten.
• Ebben a tekintetben a világítási utasítás szigorúan normalizálja ezt a mutatót, és még az úgynevezett pulzációs együtthatót is bevezette. Ez a lámpatest maximális és minimális fényárama és az átlagos érték közötti különbség aránya.

• A következő fontos paraméter a tükröződésjelző. Ez a mutató számos paramétertől függ. De mindenekelőtt ez a lámpa fényereje és a fény beesési szöge az emberi szem íriszére.
• Ez a mutató abból a szempontból fontos, hogy gazdaságosabb egy nagy fényáramú lámpatestet behelyezni az egész helyiség megvilágítására.. De a kényelem szempontjából nem túl kényelmes. Ezért az SNiP 23-05-95 bevezet egy ilyen normát, mint egy tükröződésjelzőt, amely normalizálja ezt a mutatót, és rögzíti a fény beesési szögeit.

• Egy másik minőségi mutató a kényelmetlenség mutatója. Ez a látómezőben lévő tárgyak megvilágításának fényerejének aránya. Egyszerűen fogalmazva, a látómezőben lévő objektumok megvilágításának nem szabad jelentős megvilágítási különbségeket okoznia, különben szemfáradtságot okoz.

Jegyzet! A kényelmetlenség mutatója csak lakó-, köz- és adminisztratív épületekre vonatkozik. Az ipari létesítmények esetében ez a mutató nem szabványos.

• Néha a mennyiségi és a minőségi tényezők keresztezik egymást. Ez vonatkozik az úgynevezett hengeres megvilágítási tényezőre - ez egy függőleges henger oldalfalának megvilágítása, amelynek méretei a nullára hajlanak.
• Többet beszélve egyszerű nyelv a fény mennyisége. Végül is ennek a mutatónak az egyik fő tényezője a falak és a padló fényének visszaverő képessége. Ez a tényező nagyon fontos bemutatótermek, kereskedelmi padlók és más hasonló helyiségek esetében.

• Egy másik fontos tényező a színvisszaadás. Nem titok, hogy különböző típusok lámpák olyan fényt bocsátanak ki, amelynek színtartománya messze esik a naptól. Ennek eredményeként nem minden szín különböztethető meg, vagy a fényerő átvitele helytelenül történik. Ezért azoknál a helyiségeknél, ahol fontos a színvisszaadás, ezt a tényezőt figyelembe kell venni, bár ebből a világítás költsége növekedhet.

• A fény következő minőségi mutatója a hőmérséklete."K"-ban mérik, és általában 2000 és 7000 K között mozog. A 2000 K érték meleg fénynek, míg az 5000 K feletti érték hideg fehér fénynek számít.
• Egy másik tényező a megvilágítás egyenletessége. Ez a tényező nagyon hasonlít a kényelmetlenség mutatójához, csak nem a látómezőben lévő tárgyak fényerejét veszi figyelembe, hanem a megvilágítás különbségét.

• A világítás egységessége szinte minden helyiségre szabványos, és még az utcai világításnak is megvannak a saját normái a különbségre. A maximális egységesség elérése érdekében a szabályozási dokumentumok még speciális elrendezéseket is kidolgoztak a világítótestekhez a különböző helyiségekhez. Fontos megjegyezni, hogy nem a maximális megvilágítás és a minimum aránya normalizálódik, hanem az átlag a minimumhoz.

• Egy másik mutató, amelyet egyébként saját kezűleg választunk ki, a megkülönböztető tárgy és a háttér kontrasztja. Az objektum és a háttér fényerejének arányaként jellemzik. Nagy kontraszt a 0,5 vagy annál nagyobb érték, a 0,2 vagy annál kisebb érték pedig alacsony kontrasztnak számít. Ez a tényező különösen fontos kiállítótermek, középületek és lakóépületek, homlokzatok utcai világítása és néhány egyéb objektum esetében.

• Beszélgetésünket a természetes megvilágítás egyik legfontosabb paraméterével, a KEO-val zárjuk. Ez a természetes fény együtthatója, és az épületen belüli természetes fény és az épületen kívüli nyitott területen lévő fény aránya. Ezenkívül ezt az arányt a szoba egy szigorúan meghatározott pontján számítják ki. Például oldalsó világítással az ablakkal szemközti faltól egy méterre.
• Az SNiP 23-05-95 szigorúan szabványosítja ezt a mutatót, és ebből kiindulva arra a következtetésre jut, hogy ki kell bővíteni a fénynyílásokat, vagy a megvalósíthatósági tanulmányoktól függően kombinált világítást kell felszerelni.

Következtetés

A beltéri és kültéri világításra vonatkozó szabványok meglehetősen szigorúak. Rengeteg jelzőt tartalmaznak, amelyek a világítást nemcsak elegendővé, hanem kényelmessé is teszik.

Ugyanakkor cikkünkben csak a főbbeket közöltük, de vannak származékok és egyéb mutatók is, amelyektől a világítás függ, de nem jellemzik azt. Ezért, ha igazán jó minőségű világítást szeretne létrehozni, javasoljuk, hogy tekintse meg weboldalunk egyéb cikkeit, amelyek részletesebben felfedik ezeket a mutatókat.

A világítás jellemző mennyiségi És minőségi mutatók . mennyiségi a fényáram, a fényerősség, a megvilágítás, a fényerő, a felületi visszaverődés, a fényerő, a fényforrás fényhatékonysága, a nappali fény aránya.

F fényáram- ez az elektromágneses fényhullámok energiája, amelyek egységnyi idő alatt egy bizonyos felületen áthaladnak, és vizuális érzékeléssel becsülik meg. A fényáram mértékegysége lumen (lm).

Fényerő I a fényáram térbeli sűrűsége, számszerűen egyenlő a pontszerű fényforrás által kibocsátott fényárammal w téregységszögben (ster):

ezért az I fényerősségű pontforrás által kibocsátott teljes fényáram egyenlő:

Az I fényerősség mértékegysége a kandela (cd).

E megvilágítás, lux, a fényáram felületi sűrűsége, amelyet a megvilágított felület egységnyi területére eső fényáram jellemez S, m 2:

A pontforrás által létrehozott megvilágítás, lx, attól r távolságra egyenlő:

(4)

ahol a a beeső sugár és a felület normálja közötti szög a sugár beesési pontjában.

Az a fényforrás, amelynek lineáris méretei kissé eltérnek a megfigyelési ponttól való távolságtól, nem pont. Jellemzésére a luminozitás és a fényerő értékét használjuk.

fényerő R, lx, az S pov fényfelület egységnyi területéből kibocsátott fényáram értéke határozza meg:

Ha egy test fényereje a megvilágításának köszönhető, akkor R = r × E, ahol r a visszaverődési együttható.

Felületi reflexió r jellemzi a felület azon képességét, hogy visszaveri a rá eső fényáramot:

ahol Ф otr és Ф pad a felületre visszavert és beeső fényáram, lm.

r > 0,4 ​​esetén a felület világos; r = 0,4…0,2 esetén a felület átlagos; ha r< 0,2, то поверхность темная.

B fényerő, cd / m 2, jellemzi az S pov világítófelület vetületi területének sugárzását egy adott irányban a:

(7)

ahol I a a fényfelület fényerőssége a, cd irányban;

a a felületelem normálja és a megfigyelő iránya közötti szög, fok.

A maximális fényerőt az SNiP 23-05-95 "Természetes és mesterséges világítás» a megvilágított munkafelület területétől függően. Ha az S munkafelület területe kisebb, mint 10 -4 m2, akkor a B max = 2000 cd/m 2 érték elfogadható, ha S > 1×10 -1, akkor B max = 500 cd/m 2.

y fényforrás fénykibocsátása, lm / W, a fényforrás Ф, lm fényáramának a P, W teljesítményéhez viszonyított aránya határozza meg:

A természetes fény jellemzője az nappali fény aránya e százalékban: az E ext megvilágítás aránya a helyiség egy adott pontján az egyidejű külső vízszintes E nar megvilágításhoz, amelyet a teljes égbolt fénye hoz létre:

(9)

NAK NEK minőségi mutatók A megvilágítás a következőket tartalmazza: a fény spektrális összetétele, a háttér, a tárgy kontrasztja a háttérrel, a tárgy láthatósága, a megvilágítás pulzációs együtthatója, a tükröződési index. Az utolsó két mutatót normalizálják, figyelembe véve a vizuális munka jellemzőit az SNiP 23-05-95 szerint.

Az objektum kontrasztja a háttérrel K a vizsgált tárgy fényerejének és a háttérnek az aránya jellemzi:

(10)

ahol B o és B F az objektum és a háttér fényereje, cd / m 2.

Ha a megkülönböztetés tárgya erősen kiemelkedik a háttérből, akkor a kontraszt nagy (K > 0,5); ha a fényerő különbsége észrevehető (K = 0,2 ... 0,5), akkor a kontraszt átlagos; kis különbséggel a fényerőben (K< 0,2) контраст малый.

Objektum láthatósága V jellemzi a szem azon képességét, hogy felfogjon egy tárgyat. Ez az objektum megvilágításától, fényességétől és méretétől függ, és a küszöbkontrasztok száma határozza meg az objektum és a háttér kontrasztjában:

ahol a Kthr a szem által megkülönböztethető legkisebb kontraszt, enyhe csökkenéssel, amelynél a tárgy megkülönböztethetetlenné válik a háttérben.

Fény hullámossági tényező K P , százalékban - a megvilágítás ingadozásának relatív nagyságának értékelési kritériuma a fényforrások fényáramának időbeli változása következtében, ha váltakozó árammal működnek:

, (12)

ahol E max és E min a maximális és minimális megvilágítás a fluktuáció időtartamára, lx;

E cf az átlagos megvilágítás ugyanarra az időszakra, lx.

A vizuális munka I ... III kategóriájának pulzációs együtthatója nem haladhatja meg a 10%-ot.

Vakító index P- a világítóberendezés vakító hatásának értékelési kritériuma:

, (13)

ahol W a vakítási együttható, amely megegyezik a V e források árnyékolásakor a láthatóság és a V látómezőben lévő fényes források jelenlétében látható láthatóság arányával.

A lámpák egyik világítási jellemzője az lámpatest hatásfoka hUtca. a reflektorban (diffúzorban) a fényáram egy részének elvesztésének jellemzése:

(14)

ahol Ф sv - a lámpából kilépő fényáram, lm;

F l - a lámpa fényárama, lm.

Ha több lámpa van a lámpában, akkor az F l fényáramot a lámpába szerelt összes lámpa fényáramának összegeként határozzuk meg.

Példák problémamegoldásra

Példa 1.1. Határozza meg a fényáramot, lm, amely egy S \u003d 0,2 m 2 területű, egymástól távol eső felületre esik
r = 2 m-re egy I = 400 cd fényerősségű forrástól.

Tegyük fel, hogy a fényforrás egy sugarú gömb közepén helyezkedik el
2 m. Az S megvilágított felület a gömb felületének része, a beesési szög a = 0.

A (3) és (4) kifejezésből megtaláljuk az I / r 2 \u003d Ф / S, ahonnan:

Válasz: fényáram Ф = 20 lm.

Példa 1.2. D = 0,2 m átmérőjű matt gömblámpában egy I = 200 cd fényerősségű izzólámpa található.

Határozza meg a lámpa fényerejét, figyelmen kívül hagyva a lámpa fényelnyelését.

Teljes térszög w = 4p, világítófelület S = pD 2 . Ekkor az (5) és (2) kifejezésekből az lx fényerőt a következő képlet határozza meg:

1.3. példa. D = 1,6 m átmérőjű kerek asztal fölött h = 0,6 m magasságban egy minden irányba egyenletesen fényt kibocsátó lámpa függ. Az asztalra eső fényáram az
F = 200 lm. Normalizált megvilágítás a munkahelyen
E H \u003d 200 lux. Határozza meg a lámpa fényerejét, teljes fényáramát, a megvilágítási szabványoknak való megfelelést az asztal közepén és szélén.

Az a térszög, amelyben az asztal felülete a forrásból látható (1. ábra), egyenlő:

,

ahol a a sugár beesési szöge.

h

Rizs. 1. Séma például 3

Az 1. ábrából ez következik:

Az (1) képletből az I fényerősség cd egyenlő:

A (2) képlet szerinti pontszerű fényforrás által kibocsátott teljes fényáram, lm:

Az E c, lx táblázat középpontjának megvilágítását a (4) képlet határozza meg:

.

Az asztal szélének megvilágítása E kr, lux, a (4) képlettel számítva:

.

Ezért az asztal közepének megvilágítása megfelel a szabványok követelményeinek (E H = 200 lux). Elfogadhatatlan, hogy ilyen pontosságú munkát végezzenek az asztal szélén.

1.4. példa. Egy 25 m2-es négyzet alakú szoba közepén egy lámpa függ. Feltételezve, hogy pontforrásról van szó, keresse meg, milyen magasan legyen a lámpa a padlótól, hogy a helyiség sarkaiban legyen a legnagyobb a megvilágítás.

A lámpa távolsága a szoba sarkától r, az a érték (a szoba négyzetes padlójának átlójának fele), a négyzetes padló b oldala és a lámpa padló feletti h magassága összefügg a egyenlet:

Ezután a (4) képlet figyelembevételével a megvilágítás kifejezése a következőképpen írható fel:

A maximális E meghatározásához vegyük a dE/da deriváltot, és egyenlővé tesszük nullával:

így tg 2 a = 2. Ekkor a kívánt h, m magasság egyenlő lesz:

.

Önálló megoldási feladatok

Feladat 1.1. I \u003d 100 cd fényerősségű izzólámpa lóg a közepe felett Kerekasztal 2 m átmérőjű. Ha a lámpát pontszerű fényforrásnak tekintjük, számítsuk ki az asztal szélének megvilágításának változását, ha a lámpát fokozatosan h magasságra emeljük 0,5 m-ről 1,0 m-re 0,1 m-enként. Ábrázolja a függést E \u003d f (h).

Feladat 1.2. Az 1,2 m átmérőjű kerek asztal felületétől 0,4 m magasságban egy izzólámpa van beépítve a helyi világítótestbe. Az asztal közepe fölött a felületétől 2 m magasságban egy csillár függ, négy ugyanolyan lámpával. Melyik esetben lesz nagyobb és hányszoros megvilágítás az asztal szélén: helyi vagy általános világítással?

Feladat 1.3. Határozzuk meg a Föld felszínének normál incidens által létrehozott megvilágítását napsugarak. A Nap fényessége 1,2×10 9 cd/m 2.

Feladat 1.4. Határozza meg a 0,05 m és 0,1 m átmérőjű matt gömb alakú izzólámpa fényerejét és fényerejét A lámpa által keltett fényerősség 100 cd! Hagyja figyelmen kívül a lombik fényveszteségét.

Feladat 1.5. Egy 0,2x0,3 m méretű fehér papírlapra 120 lm fényáram esik merőlegesen a felületre. Határozza meg egy papírlap megvilágítását, fényerejét és fényerejét, ha a reflexiója r = 0,75. Milyen legyen a lap megvilágítása, hogy a fényereje ne haladja meg megengedett érték 2000 cd/m2?

Probléma 1.6. Egy 0,1 x 0,3 m méretű papírlapot egy 100 cd fényerősségű lámpa világít meg. A lámpatest hatásfoka 50%. Határozza meg egy papírlap megvilágítását!

Probléma 1.7. Egy 100 cd fényerősségű elektromos lámpa percenként 122 J fényenergiát sugároz minden irányba. Határozza meg a fényteljesítményt, ha a lámpa teljesítményfelvétele 100 W.

Probléma 1.8. A D \u003d 3 m átmérőjű kerek asztal közepe felett h 1 \u003d 2 m magasságban egy I 1 \u003d 100 cd fényerősségű lámpa lóg. Helyére egy I 2 = 25 cd fényerősségű lámpa került, az asztaltól való távolság megváltoztatásával úgy, hogy az asztal közepének megvilágítása nem változott. Hogyan változik az asztal szélének megvilágítása?

Probléma 1.9. Egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaiban három azonos pontszerű fényforrás található. A háromszög középpontjában, a síkjára merőlegesen és az egyik oldalával párhuzamosan egy kis lemez található. Határozza meg a lemez mindkét oldalának megvilágítását, ha az egyes források fényereje
I \u003d 10 cd, és a háromszög oldalának hossza l \u003d 1 m.

1.10. probléma. Milyen magasságban kell a rajztábla felett felakasztani egy P = 200 W teljesítményű lámpát, hogy a lámpa alatti tábla megvilágítása E = 50 lux legyen? A lámpa fényhatékonysága az
y = 12 lm/W. A tábla meredeksége a = 30 0 .

Probléma 1.11. Az R l \u003d 200 W teljesítményű lámpa fényárama U \u003d 120 V feszültség mellett F l \u003d 3050 lm. Határozza meg a lámpa fényáramát, ha a hatásfoka
h sv = 78%.

FELADAT 1.12. Határozza meg az R l \u003d 60 W teljesítményű, U \u003d 127 V feszültségű izzólámpa fényhatékonyságát, ha fényárama F l \u003d 6000 lm.

AZ IPARI VILÁGÍTÁS OSZTÁLYOZÁSA

A fényforrástól függően az ipari világítás kétféle lehet: természetes, amelyet közvetlenül a napkorong és az égi sugárzás szórt fénye hoz létre, és mesterséges, amelyet elektromos lámpák hajtanak végre.
Által tervezési jellemzők A természetes megvilágítás a következőkre oszlik:
oldalsó, a külső falakon lévő ablakokon keresztül hajtják végre;
a felső, amelyet levegőztetésen és tetőablakon, a bevonatok nyílásain, valamint az épületek szomszédos fesztávolságainak magasságkülönbség helyein lévő könnyű nyílásokon keresztül hajtanak végre;
kombinálva, ha oldalsó világítást adnak a felső világításhoz.
Mesterséges világítást biztosítanak azokban a helyiségekben, ahol nincs elegendő természetes fény, vagy a helyiség megvilágítására a nap azon óráiban, amikor nincs természetes fény.
A tervezés szerint a mesterséges világítás kétféle lehet - általános és kombinált, amikor az általános világításhoz helyi világítást adnak, és a fényáramot közvetlenül a munkahelyre koncentrálják.
Az általános világítás általános egységes világításra (a fényáram egyenletes eloszlásával, a berendezés elhelyezése nélkül) és általános helyi világításra (a fényáram elosztásával, a munkahelyek elhelyezkedésének figyelembevételével) oszlik.
Épületeken belül egy helyi világítás használata nem megengedett.
A funkcionális cél szerint a mesterséges világítás a következő típusokra oszlik: működő, vészhelyzeti, speciális.
A normál működés, az emberek és a forgalom áthaladása érdekében minden helyiségben és a megvilágított területen kötelező a munkavilágítás. Vészvilágítás biztosítja a minimális megvilágítást a gyártási területen a munkavilágítás hirtelen leállása esetén.
Vészvilágításról a munka folytatásához olyan esetekben kell gondoskodni, amikor a munkavilágítás hirtelen leállása (baleset esetén) és az ezzel járó rendes karbantartás megszakítása robbanást, tüzet, embermérgezést, a technológiai folyamat hosszan tartó megszakadását okozhatja, olyan létesítmények megzavarása, mint az erőművek, vezérlőtermek, vízellátó szivattyúegységek és más ipari helyiségek, ahol a munkabeszüntetés elfogadhatatlan.
A vészüzem során karbantartást igénylő munkafelületek legalacsonyabb megvilágítása az általános világítási rendszerrel működő munkavilágításra normalizált megvilágítás 5%-a, de az épületeken belül legalább 2 lux.
Az átjárásra veszélyes helyeken, lépcsőházakban, ipari helyiségek több mint 50 alkalmazottal. A helyiségekben, a főfolyosók padlóján és a lépcsőn a legkevesebb megvilágítást kell biztosítania legalább 0,5 lux, nyitott területeken pedig legalább 0,2 lux. Azon közösségi helyiségek kijárati ajtóit, amelyekben egyszerre több mint 100 fő tartózkodhat, fényjelzőkkel-jelzőkkel kell megjelölni.
A további munkavégzés érdekében a vészvilágítási lámpatestek független áramforrásra, az emberek evakuálását szolgáló lámpatestek pedig a munkavilágítástól független hálózatra kapcsolódnak az alállomás kapcsolótáblájától kezdve.
Vészvilágításhoz csak izzó- és fénycsöveket szabad használni.
Speciális világítási típusok: biztonsági, ügyeleti. A vállalkozások telephelyeinek biztonsági világításához és a helyiségek vészvilágításához, ha lehetséges, a lámpák egy részét munka- vagy vészvilágításra kell kijelölni.

1. Főbb világítási jellemzők

1.1. Mennyiségi mutatók

A látás érzése látható sugárzás (fény) hatására következik be, amely 0,38 ... 0,76 mikron hullámhosszú elektromágneses sugárzás. A látás érzékenysége maximális a elektromágneses sugárzás 0,555 mikron hullámhosszú (sárga-zöld szín) és a látható spektrum határai felé csökken.

A világítást mennyiségi és minőségi mutatók jellemzik. A mennyiségi mutatók a következők:

- fényáramlásФ - a sugárzó fluxus része, amelyet egy személy fényként érzékel; jellemzi a fénysugárzás erejét lumenben (lm) mérve;

- fényerősség J - a fényáram térbeli sűrűsége; a df fényáram, amely a forrásból kiáramlik, és a dШ elemi térszög belsejében egyenletesen terjed, és ennek a szögnek az aránya; J \u003d df / dSch; kandelában mérve (cd);

- világítás E - a fényáram felületi sűrűsége; a df fényáram aránya, amely egyenletesen esik a megvilágított felületre dS(m 2), a területére: E \u003d df / dS, luxban (lx) mérve;

- L fényerő a normálhoz b szögben bezárt felület a kibocsátott, megvilágított vagy világító felület dJb fényerősségének aránya ebben az irányban a területhez dS ennek a felületnek a vetületei egy erre az irányra merőleges síkra: L\u003d df / (dScosb), cd * m -2-ben mérve.

1.2. Minőségi mutatók

A vizuális munka körülményeinek minőségi értékeléséhez olyan mutatókat használnak, mint a háttér. , a tárgy kontrasztja a háttérrel, a megvilágítás pulzációs együtthatója, a megvilágítási index, a fény spektrális összetétele.

Háttér - ez az a felület, amelyen a tárgy megkülönböztetése megtörténik. A hátteret az jellemzi, hogy a felület képes visszaverni a rá eső fényáramot. Ezt a képességet (p reflexiós együttható) a felületről visszavert fényáram arányaként határozzuk meg F neg a rá eső Fpad fényáramra; p == Fotó/Fpad. A felület színétől és textúrájától függően a visszaverődési együttható értékei 0,02 ... 0,95 tartományban vannak; p>0,4-nél a háttér világosnak tekinthető; p = 0,2...0,4-átlagnál és p-nél<0,2-темным.

Az objektum kontrasztja a háttérrel k - a tárgy és a háttér közötti megkülönböztetés mértékét a vizsgált tárgy (pontok, vonalak, jelek, foltok, repedések, kockázatok vagy egyéb elemek) és a háttér fényességének aránya jellemzi; k = (Fodrozódik-L o)/L op nagynak tekinthető, ha k>0,5 (az objektum élesen kiemelkedik a háttérből), közepes k==0,2...0,5 (az objektum és a háttér észrevehetően különbözik a fényerőben) és kicsi a k-nál<0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Megvilágítás hullámossági együtthatója kE- ez egy kritérium a megvilágítás ingadozásának mélységére a fényáram időbeli változása következtében

KE=100(E max -E min)/(2E cf);

ahol E max, E min E cp - maximális, minimális és átlagos megvilágítási értékek az oszcillációs periódusra; kisülőlámpákhoz ke= 25...65%, a hagyományos izzólámpáknál kE? 7%, halogén izzólámpáknál K E = 1%.

Rho vakság - a világítóberendezés által keltett vakító hatás értékelésének kritériuma,

Po=1000(V 1 /V 2 -1),

ahol V 1 és V 2 a megkülönböztetés tárgyának láthatósága, árnyékolással és erős fényforrások jelenlétével a látómezőben.

A fényforrások árnyékolása pajzsok, napellenzők stb.

Láthatóság A V jellemzi a szem azon képességét, hogy felfogjon egy tárgyat. Függ a megvilágítástól, az objektum méretétől, fényességétől, a tárgy kontrasztjától a háttérrel, az expozíció időtartamától. A láthatóságot az objektum és a háttér kontrasztjának küszöbkontrasztjainak száma határozza meg, pl. V=k/k pop , ahol k pórus - a szem által megkülönböztethető küszöb vagy legkisebb kontraszt, enyhe csökkenéssel, amelynél a tárgy megkülönböztethetetlenné válik ezen a háttéren.