Классификация, нормирование и организация искусственного освещения

Искусственное освещение создаётся искусственными источниками света (лампа накаливания и т. д.). Применяется при отсутствии или недостатке естественного.

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение рабочих мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т.д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев и аварий.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

Дежурное освещение включается во внерабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р(Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф(лм), или максимальная сила света J(кд); световая отдача ψ = Ф/Р(лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

а) Лампы накаливания (ЛН) на производстве нередко еще преобладают, несмотря на имеющиеся в наличии более экономичные ИС. Их преимущества: включаются в сеть без дополнительных пусковых приспособлений и могут работать при значительных отклонениях напряжения сети от номинального, а также практически не зависят от условий окружающей среды и температуры, компактны, световой поток их к концу службы снижается незначительно (на 15%). Однако ЛН имеют относительно низкую световую отдачу, а в их спектре преобладает желто-красная часть.

ЛН характеризуются номинальным значением напряжения, мощности и светового потока. На их выбор может оказывать влияние размер ламп: полная длина L (стеклянная колба вместе с цоколем), диаметр D и высота светового центра Н (от резьбового цоколя до центра нити накаливания). Лампы накаливания подбираются по каталогам или по специальной справочной светотехнической литературе.

Весьма перспективной и популярной разновидностью ЛН являются галогенные лампы накаливания, имеющие трубчатую форму с цоколями по концам. Отличаются особой компактностью, более белым светом, улучшенной цветопередачей и вдвое большим сроком службы. Эксплуатируются только в горизонтальном положении.

б) Люминесцентные лампы (ЛЛ) широко применяются в осветительных установках низкого давления, имеют высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт), большой срок службы (до 10000 ч), лучшую, чем у ЛН, цветопередачу, относительно малую яркость (хотя и создают ослепленность). В большинстве случаев они более экономичны по сравнению с ЛН. Однако для ЛЛ требуется более сложная схема включения, ограничения температурных условий для нормальной работы (при температуре -10°С они не загораются) и групповое использование для снижения вредных влияний пульсации светового потока. К недостаткам ЛЛ относятся также малая единичная мощность при больших размерах ламп и значительное снижение светового потока к концу службы.

Большое значение имеет правильный выбор ЛЛ. Они намного превосходят по качеству цветопередачи ЛН, однако не полностью приближаются к естественному свету из-за малого излучения в красной части спектра.

Люминесцентная лампа низкого давления представляет собой стеклянную прозрачную трубку, на концах которой впаяны электроды. Внутренняя поверхность трубки покрывается тонким слоем химического вещества -- люминофора, в зависимости от выбора которого люминесцентная лампа создает ту или иную цветность излучения. Из трубки откачивают воздух, после чего в нее вводят некоторое количество ртути и инертного газа -- аргона.

После подогрева электродов лампы и подачи на них электрического напряжения определенной величины между электродами возникает электрический разряд в смеси паров ртути с аргоном. Давление ртутных паров внутри трубки равно 0,8--1,33 Па, что соответствует температуре стенок трубки 40--50 °С. Электрический разряд в парах ртути вызывает ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимое люминофором.

В настоящее время ближе других к естественному спектру считаются лампы ЛХБЦ. Для специальных условий выпускаются также красные (ЛЮ), зеленые (ЛЭ), желтые (ЛЖ), голубые (ЛГ), розовые (ЛР), амальгамные (ЛБА) лампы. Последние имеют то преимущество, что у них световая отдача при повышении температуры окружающей среды снижается незначительно. Технические характеристики ряда ЛЛ приведены в СНиП 23.05--95.

Лампы типа ЛБ18-1, ЛДЦ18, ЛБЗ6, ЛДЦЗ6 и ЛБ58 предназначены для общего и местного освещения помещений промышленных и общественных зданий, лампы цветности ЕЦ - для освещения жилых и общественных зданий.

Люминесцентным лампам, так же как и другим источникам света, при работе на переменном токе свойственны колебания светового потока во времени, что обусловлено их малой световой инерцией. Частота колебаний светового потока ламп соответствует частоте колебаний электрического тока, а глубина колебаний определяется разностью между максимальным и минимальным значениями светового потока. Для снижения величины колебаний светового потока люминесцентных ламп используют следующие схемы включения: соседние лампы (или светильники) включают в разные фазы трехфазной электрической сети; применяют специальные двухламповые схемы с искусственным сдвигом фаз при помощи конденсатора, включенного в цепь одной их пары ламп.

в) Газоразрядные лампы высокого давления (ГЛВД) применяются в условиях, когда требуется высокая световая отдача при компактности источника света и стойкости к условиям внешней среды. Среди этих типов ламп в настоящее время расширяется производство металлогенных ламп (МГЛ) (мощностью 250 -- 2000 Вт) и натриевых ламп НЛВД (70, 100, 150 Вт), а также зеркальных МГЛ типа ДРИЗ мощностью 250, 400 и 700 Вт. В качестве источников света для целевых световодов применяют металлогенные лампы типа ДРИ. Технические характеристики ламп ДРЛ и ДРИ приведены в СНиП 23.05--95.

г)Дуговые ксеноновые трубчатые лампы (ДКСТ) применяются в основном в качестве источников света в осветительных устройствах с высокой единичной мощностью. Лампы ДКСТ выпускаются на единичные мощности от 5 до 10 тыс. Вт и имеют самый близкий к естественному спектральный состав света. Но это их достоинство практически не используется, поскольку они внутри зданий не применяются. Недостатки -- большая пульсация светового потока, избыток в спектре ультрафиолетовых лучей, вызывающий необходимость создания защитных колб; малая надежность пусковых устройств и сравнительно низкая отдача светового потока (по сравнению с ДРЛ, ДРИ, ДНАТ и галогенными источниками КГ повышенной мощности).

Для искусственного освещения нормируемый параметр – освещенность. СНиП 23-05-95 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящего действия открытых источников света и освещенных поверхностей с чрезмерной яркостью (блескостью) нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

При искусственном освещении в соответствии со СНиП 23 - 05 - 95 для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются:

- освещенность в лк,

- показатель ослепленностиР,

- коэффициент пульсации К_п, %.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать в соответствии со СНиП 23 - 05 - 95 по шкале: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:

- на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;

- то же при системе общего освещения для разрядов I - V, VI;

- на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.

Нормы освещенности по СНиП 23 - 05 - 95 следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:

- при работах I - IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;

- при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах и т.п.);

- при специальных повышенных санитарных требованиях на предприятиях пищевой и химико-фармацефтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения - 500 лк и менее;

- при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения - 750 лк и менее;

- при постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м² и более;

- в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.

Источники искусственного света (виды, основные характеристики, достоинства и недостатки). Светильники (назначение, типы и основные характеристики). Требования безопасности к светотехническим изделиям.

Лампа накаливания

Принцип действия: свет в лампах накаливания создается путем прохождения электрического тока через тонкую проволоку, обычно изготовляемую из вольфрама. Принцип действия основан на тепловом действии электрического тока.

Преимущества лампы: низкие первоначальные затраты, удовлетворительное качество воспроизведения цвета, возможность управления степенью концентрации и направлением распространения света, разнообразие конструкций, удобство применения, отсутствие систем электронного запуска и стабилизации.

Недостатки: срок службы обычно не более 1000 часов; 95% производимой ими энергии преобразуется в тепло и только 5 % - в свет! Лампы накаливания представляют пожарную опасность.

Применение: предназначены для внутреннего и наружного освещения при параллельном включении ламп в электрические сети напряжением 127 и 220 В.

Галогенная лампа

Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло.

Принцип действия: спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию.

Преимущества: Спираль имеет более высокую температуру, что позволяет получить больше света при той же мощности лампы, спираль постоянно обновляется, что увеличивает срок службы лампы, колба не чернеет, и лампа дает постоянный световой поток в течение всего срока эксплуатации.

Недостатки: низкая светоотдача, маленький срок службы

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы - источником излучения являются люминофоры, возбуждаемые излучением газового разряда;

Принцип действия: свет в этих лампах возникает за счет преобразования ультрафилeтoвoгoо излучения люминофорным покрытием в видимый cвeт пocлe вoзникнoвeния в ниx газoвoгo pазpяда.

Преимущества: этo эффективный cпocoб пpeoбpазoвания энepгии; по энepгeтичecкoй эффeктивнocти люминecцeнтныe лампы являются идеальными для ocвeщeния бoльшиx oткpытыx пoмeщeний (oфиcы, кoммepчecкиe, пpoмышлeнныe и oбщecтвeнныe здания).

Свет ламп может быть белым, тёплых и холодных цветов, а также цвета, близкого к естественному дневному свечению.

Недостатки: все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество.

Срок службы: достигает 15000 часов, что в 10-15 раз больше по сравнению с лампами накаливания.

Лампа дневного света

Одна из разновидностей люминесцентных ламп с голубоватым цветом свечения. Выделяют 2 типа таких ламп — ЛДЦ (дневного света, с правильной цветопередачей) и ЛД (дневного света).

Лампы ЛД не обеспечивают правильной передачи цвета освещаемых объектов; используются для целей общего освещения, особенно в южных районах.

Лампы ЛДЦ служат для освещения объектов, для которых важно точное воспроизведение цветовых оттенков, преимущественно в синей и голубой областях спектра. Их световая отдача на 10—15% ниже, чем у ламп ЛД. Такие лампы применяют для освещения производственных помещений.