2. Приборы и оборудование

Освещенность на рабочих местах и в производственных (учебных) помещениях должна контролироваться не реже одного раза в год. Измерение освещенности производят по ГОСТ 24940-80. Применяемые для этого приборы — люксметры различных модификаций, фотометры, измерители видимости и комплекс­ный измеритель светотехнических величин.

Наиболее распространены люксметры типа Ю-16, Ю-116, Ю-17 (рис.7). Все они представляют собой сочетание селенового фотоэлемента и миллиамперметра, градуированного в люксах.

Действие прибора основано на явлении фотоэлектрического эффекта. Световой поток, падая на фотоэлемент, вызывает протекание тока через миллиамперметр. При измерении фото­элемент устанавливают в плоскости измерения, подбирают шкалу миллиамперметра, начиная с более грубой, и считывают показания прибора. При необходимости расширить пределы измерения на фотоэлемент надевают поглощающие насадки К, М, Р, Т (см. рис. 7). Насадка К выполнена в виде полусферы из белой светорассеивающей пластины и служит для уменьшения конусной погрешности, связанной с углом падения света на фотоэлемент. Насадка К применяется только совместно с одной из насадок М, Р или Т. При использовании насадок К и М коэффициент ослабления светового потока составляет 10, при использовании насадок К и Р — 100, а насадок К и Т — 1000. Показания прибора использования насадок умножают на соот­ветствующий коэффициент ослабления.

Люксметр Ю-17 рассчитан на измерение освещенности в пределах от 0,01 до 1000 лк. Измеритель этого прибора имеет световой показатель. Для питания осветителя шкалы использу­ется четыре батареи типа «Сатурн».

Для измерения объемной освещенности или яркости приме­няются специальные насадки на фотоэлемент люксметра. Яркость измеряется также фотометром. Фотометры могут быть субъективными и объективными. Они состоят из собственно измерителя и выносного экрана. Коэффициент отражения из­меряется с помощью фотометров и определяется по формуле

р = В_о/В_э, где

В_о - - яркость объекта;

Вэ - яркость экрана, уложенного на место объекта.

Установка для исследования искусственного освещения вклю­чает светильники общего освещения лаборатории и светильник местного освещения, высота установки которого может изме­няться передвижением по штативу. С помощью этих светильни­ков исследуют комбинированное освещение рабочего места.

Для сравнения эффективности ламп различных типов ис­пользуются лампы различных типов одинаковой мощности, установленные на одной высоте.

Для исследования влияния цвета стен на величину освещен­ности помещения применяется деревянный бокс с размерами 50x50x50 см. В бокс, в специальные пазы через верхнюю съемную панель вставляются различные комплекты цветных пластин. На верхней панели установлена лампа накаливания. Фотоэлемент люксметра закрепляется на полу бокса.

3. Порядок выполнения лабораторной работы

3.1. Исследовать естественное освещение лаборатории.

3.1.1. Определить естественную освещенность в нескольких точках лаборатории на расстоянии 1,2,3,4 и т.д. метров от окна и на высоте рабочих столов (0,8 м от пола). Построить кривую зависимости освещенности от расстояния до окон.

3.1.2. Вычислить значение коэффициента естественной освещенности по формуле (1) и по СНиП II-4-79 (прил. 8), определить разряд работы и наименьший размер объекта раз­личия, допустимые в лаборатории при существующем естест­венном освещении.

Для определения КЕО необходимо одновременно измерить освещенность на улице (Е_нор) и в исследуемой точке внутри лаборатории (Eв). Для проведения измерений одна группа студентов должна работать внутри лаборатории, а другая — снаружи. Одновременность измерений достигается по сверен­ным секундомерам.

При измерении освещенности вне помещения фотоэлемент люксметра следует располагать не ближе 10 м от здания так, чтобы на него воздействовал рассеянный свет всего небосвода.

Освещенность внутри лаборатории замеряется:

— в помещениях с боковым односторонним освещением в точке, расположенной на расстоянии 1 м от наиболее удаленной от световых проемов стены;

— в помещениях с двусторонним боковым освещением в середине помещения и на высоте 0,8 м от пола.

3.1.3. Сравнить фактическое значение КЕО с требуемым по таблице (прил.16) для учебных помещений. Сделать заключе­ние и указать мероприятия, с помощью которых можно повы­сить естественную освещенность лаборатории.

3.2. Исследовать общее и комбинированное искусственное освещение лаборатории.

3.2.1. Зашторить в лаборатории окна для исключения про­никновения естественного света. Включить общее освещение лаборатории. Измерить освещенность на рабочем месте на плоскости стола под светильником матного освещения. По СНиП 2-4-79 (прил.6) определить допустимый разряд работы и по таблице (прил.7) определить соответствие освещенности нормам для учебных помещений.

3.2.2. Включить дополнительно светильник местного осве­щения и, устанавливая его последовательно на высоту 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 м от плоскости стола, вновь измерить под ним освещенность. Для каждой высоты определить долю общего освещения по формуле

Y = 100 Е_общ /Е_комб %

и сравнить с нормативной величиной. Определить оптималь­ную высоту расположения светильника.

Общее освещение должно составлять не менее 10% норми­руемой величины комбинированного при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом общая освещенность должна быть в пределах 150... 500 лк при использовании газоразрядных ламп и 50... 100 лк — при использовании ламп накаливания.

Определить допустимый разряд работ при различных поло­жениях светильника.

3.3. Сравнить освещенности, создаваемые люминесцентной лампой и лампой накаливания одинаковых мощностей.

3.3.1. Отключив общее освещение, включить люминесцент­ную лампу и измерить освещенность на поверхности рабочего стола под ней. Включить эту лампу.

3.3.2. Включить установленную на той же высоте лампу накаливания и измерить под ней освещенность.

3.3.3. Сравнить полученные данные и сделать выводы о светоотдаче этих ламп.

3.4. Исследовать влияние цвета стен помещения на величи­ну освещенности.

3.4.1 Вставить в лабораторный бокс комплект пластин белого цвета, включить освещение и измерить освещенность внутри бокса.

3.4.2. Последовательно устанавливая пластины черного, зеленого и других цветов, вновь измерить освещенность в боксе при неизменных положениях источника света и фотоэлемента люксметра.

3.4.3. Сделать выводы о влиянии окраски стен на освещен­ность внутри помещения.

Результаты эксперимента представить в виде таблиц.

Форма 2

Исследования естественной освещенности лаборатории

Форма 3

Исследование искусственного комбинированного освещения на рабочем месте

Форма 4

Сравнительные освещенности люминесцентной лампы и лампы накаливания

Форма 5

Освещенность в боксе при различных цветах стен, потолков

4. Порядок выполнения расчетов (практическое занятие)

4.1. Сопоставить измеренную освещенность при общем осве­щении с расчетной.

Для расчета применить метод коэффициента использования светового потока из формулы (2), выразив освещенность:

Ф_п • N • η

Е_нор = .

Sk z

Затем по формуле (3) вычислить индекс помещения, устано­вить приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолков, используя рекомендации приложения 16, а также число и тип светильников в помещении, тип и мощность лампы (при помощи преподавателя) из приложений 12, 13, 14, 15, 17, 18, определить значения коэффициентов Z, k, η и световые потоки ламп.

Вычислить расчетную освещенность на рабочем месте, сопо­ставить с измеренной, вычислить погрешность.

4.2. Определить число и необходимую мощность светильни­ков с лампами накаливания.

Выбрать тип светильника для общего освещения, распре­делить светильники равномерно по помещению, предваритель­но определив расчетную высоту h_р = Н • h_n - h_c (см.рис.3). Принять h == 0,5... 0,7 м; h_n = 0,8 м. Количество светильников по длине помещения и по ширине определить по формулам

А-2L

n ₁= + 1;

L

В – 2 L

m ₁= + 1.

L

Общее количество светильников N = n₁ х m₁.

Выбрать нормированное значение освещенности Е_р в соот­ветствии с заданным разрядом и подразрядом работы (прил. 8). Разряд и подразряд работы определить предварительно в зави­симости от размера объекта различения и коэффициентов отражения объекта и фона (прил. 6). Затем вычислить индекс помещения, определить ориентировочные значения коэффици­ентов отражения стен и потолка (прил. 16) и определить значение коэффициентов Z, k, ц из приложений 7—10.

По формуле (2) вычислить потребный световой поток све­тильника и подобрать стандартную лампу накаливания, имею­щую световой поток, близкий к полученному (прил. 17). В практике допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного до -10% и + 20%, в противном случае выбирают другую схему расположения светильников и их число.

4.3. Определить число и необходимую мощность светильни­ков с люминесцентными лампами.

Порядок расчета тот же, что и в предыдущем задании. Особенность заключается в том, что светильники рекомен­дуется располагать непрерывными рядами (см.рис.6,в), и что определяется только количество рядов по ширине помещения (m₁) или длине (n₁) Длина ряда светильников определяется произведением числа светильников на их длину. Длина све­тильника фиксирована (принять 1_с= 1,2м). Если длина светиль­ников ряда больше фактической длины помещения, то увели­чивается число рядов или образуются ряды из сдвоенных светильников.

Контрольные вопросы

1) Какое влияние оказывает на человека неправильно подо­бранное освещение?

2) Какими качественными и количественными показателя­ми характеризуются условия зрительной работы?

3) Что такое освещенность поверхности, в чем она измеряет­ся?

4) Что называется фоном, контрастом, видимостью?

5) Что называется яркостью? Роль этого параметра в вос­приятии человеком окружающих предметов.

6) В чем состоит принципиальная разница в нормировании естественной и искусственной освещенности?

7) Как определяется КЕО?

8) Назовите назначение различных видов искусственного освещения.

9) Назначение арматуры светильников и классификация светильников.

10) В чем преимущества и недостатки газоразрядных ламп по сравнению с лампами накаливания?

11) Почему для газоразрядных ламп установлены более высокие нормы освещенности, чем для лампы накаливания при одном и том же разряде зрительной работы? Почему эти нормы выше для комбинированного освещения по сравнению с об­щим?

12) Как определить разряд и подразряд зрительной работы?

13) В каких случаях рекомендуется использовать комбини­рованное освещение?

14) Какие методы используют для расчетов искусственного освещения?

15) Принципы нормирования искусственного освещения.

16) Объясните назначение и принцип действия используемо­го люксметра.