цуцу
Мета роботи: ознайомлення з порядком нормування природного та штучного освітлення, з приладами і методами визначення якості природного та штучного освітлення на робочих місцях.
Розрізняють три системи освітлення:
- бічне, яке здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах;
- верхнє, що здійснюється через ліхтарі і світлові отвори в дахах і перекриттях;
- комбіноване - поєднання верхнього і бічного освітлення.
Природному освітленню властиві недоліки: воно непостійне в різну пору року, в різну погоду, нерівномірно розподіляється за площею виробничого приміщення (рис.1)
Рис.1. Криві розподіли світла в приміщенні при природному освітленні:
Природне освітлення характерно тим що, створювана в приміщенні освітленість змінюється в дуже широких межах.
На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають наступні чинники: світловий клімат, площа і орієнтація світлових отворів, міра чистоти скла, забарвлення стін і стель приміщення, глибина приміщення.
Оскільки природне освітлення не постійне, кількісна оцінка цього вигляду освітлення проводиться по відносному показнику - коефіцієнту природної освітленості
де Е - природна освітленість деякої точки приміщення
Е - одночасна природна освітленість створювана за межами приміщення повністю відкритим небозводом
Нормоване значення КПО (ен), для будівель, розташованих в різних районах, слід визначати по формулі:
де ен – нормоване значення КПО для любого світлового поясу;
ен – нормоване значення КПО для ІІІ світлового поясу по таблиці 1;
m - коефіцієнт світлового клімату по таблиці 2.
Штучне освітлення може бути двох систем – загальне, місцеве та комбіноване.
Система загального освітлення призначена для освітлення всього приміщення, вона може бути рівномірною та локалізованою.
Місцеве освітлення призначається для освітлення тільки робочих поверхонь, воно може бути стаціонарним (наприклад, для контролю за якістю продукції на поточних лініях) та переносним (для тимчасового збільшення освітленості окремих місць або зміни напрямку світлового потоку при огляді, контролі параметрів, ремонті)
Комбіноване освітлення складається з загального та місцевого.
Нормування штучного освітлення виробничих приміщень передбачає встановлення мінімально допустимих величин освітленості виробничих та допоміжних приміщень. Мінімальна освітленість встановлюється залежно від характеру зорової роботи за найменшим розміром об’єкта розрізнення, контрастом об’єкта з фоном і характеристикою фону.
Головними джерелами світла для промислового освітлення є лампи розжарювання та газорозрядні лампи різноманітних типів. Кожен із типів ламп має свої недоліки та переваги. Лампи розжарювання (ЛР) належать до джерел світла теплового випромінювання. Їх світлова віддача складає 10-15лм/Вт. Вони створюють безперервний спектр випромінювання, який найбільш багатий жовтими та червоними та інфрачервоними променями та бідніший у зоні синіх та зелених спектрів випромінювання, ніж спектр природного світла неба, що погіршує розрізнення кольорів. У цих лами низький коефіцієнт корисної дії, малий термін служби (до 1000 годин), висока температура на поверхні колби (250...300 °С). Водночас вони мають деякі переваги: широкий діапазон потужностей різних типів, порівняно з газорозрядними лампами, незалежність експлуатації від навколишнього середовища (вологості, запиленості і т. д.), простота світильників та компактність.
Газорозрядні лампи (люмінесцентні, ртутні, високого тиску дугові типу ДРЛ та ін.) випромінюють світло, близьке до природного, поверхня колби цих ламп холодна, вони більш економні, дозволяють створювати високу освітленість. Такі лампи випускаються в асортименті. За спектром їх випромінювання передача кольорів мас велике значення для промисловості, оскільки дає можливість визначити дійсну якість продукції, здійснювати контроль сировини, напівфабрикатів та готових виробів. Люмінесцентні лампи в 2,5...3 рази економніші від ламп розжарювання, працюють протягом о 10 тис. годин. Їх світловіддача становить 30...80 лм/Вт.
Недоліки освітлювальних установок із газорозрядними лампами (пульсація світлового потоку, осліплююча дія, шум дроселів, великі первинні виграти на закупівлю та монтаж) компенсуються їх економністю у процесі тривалої експлуатації, а також їх незамінністю при необхідності виконання робіт із розрізненням кольорів. Пульсація світлового потоку газорозрядних ламп не сприймається оком, але небажана, оскільки с причиною виникнення стробоскопічного ефекту.
Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40-100 лм/Вт, що в 3-5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації – 8-12 тис. год, а температура нагрівання (люмінесцентні) - 30-60 °С.
В розрахунку штучного освітлення для конкретних умов виробництва виникає потреба, коли необхідно дослідити існуючу освітлювальну установку, або спроектувати нову для даного виду робіт. У першому випадку розраховують освітленість, яку повинна створити освітлювальна установка, вимірюють дійсну освітленість та порівнюють її з нормованою.
У другому випадку обирають систему освітлення, тип джерела світла, визначають нормовану освітленість і розраховують кількість світильників або ламп, які забезпечують нормовану освітленість.
ПРИЛАДИ, УСТАНОВКИ І ПРИСТОСУВАННЯ
Фотоелектричний люксметр ЮІІ6 призначений для вимірювання освітленості, що створюється штучним і природним світлом. Принцип дії приладу заснований на явищі фотоелектричного ефекту. Освітлення фотоелемента викликає в ланцюзі фотоелемента струм, величина якого залежить від рівня освітленості; виниклий струм вимірюється міліамперметром, шкала якого градуюється безпосередньо в люксах.
Люксметр (рис. 2,а ) складається з вимірника (міліамперметра) I і селенового фотоелемента з насадками 2, приєднуваного до вимірника шнуром з роз'ємом 5. На передній панелі вимірника I (рис. 2, б) є кнопки перемикача 3 і 4, коректор 6 і табличка з схемою, що зв'язує дію кнопок і використовуваних насадок з діапазонами вимірювань. Вимірник має дві шкали: 0-100 і 0-30. На кожній шкалі точками відмічений початок діапазону вимірювань: на шкалі 0-100 точка знаходиться над відміткою 17, а на шкалі 0-30 точка знаходиться над відміткою 5. Прилад має коректор для установки стрілки в нульове положення.
Світлочутлива поверхня фотоелемента складає 30 см2.
Для зменшення похибки вимірювання освітленості від джерела, що знаходиться під кутом до площини фотоелемента, застосовується насадка на фотоелемент, що складається з півсфери, виконаної з білої світлорозсіювальної пластмаси. Насадка позначена буквою К. Ця насадка застосовується не самостійно, а спільно з однією з трьох інших насадок, що мають позначення М,Р,Т. Кожна з цих трьох насадок спільно з насадкою К утворює три поглиначі з коефіцієнтом 10, 100, 1000 і застосовується для розширення діапазону вимірювань.
Рис. 2. Принципова схема (а) і вимірник (б) люксметра Ю116
1. Визначення коефіцієнта природної освітленості за експериментальними даними.
1.1. Штучне освітлення при проведенні вимірів повинне бути вимкнене.
1.2. Ознайомитися і з'ясувати принцип відліку значень вимірюваної освітленості по люксметру Ю 116.
1.2.1. За допомогою коректора 6 (див. рис. 2,б) встановите стрілку приладу на нульове ділення шкали.
1.2.2. Проти натиснутої кнопки 3 або 4 визначити вибране за допомогою насадок (або без насадок) найбільше значення діапазонів вимірювань. При натиснутій правій кнопці 4, проти якої нанесені найбільші значення діапазонів вимірювань, слід користуватися для відліку свідчень шкалою 0-100. При нажатій лівій кнопці 3, напроти якої нанесені найбільші значення діапазонів вимірювань слід користуватись шкалою 0-30. Показання прибору у поділках за відповідною шкалою помножити на коефіцієнт перерахунку шкали залежності від застосовуваних насадок.
1.2.3. Для отримання правильних показань люксметра оберігайте фотоелемент від зайвої освітленості. Тому, якщо величина вимірюваної освітленості невідома, починайте вимірювання з установки на фотоелемент насадок К, Т.
1.2.4. Якщо при насадках К, М і натиснутій лівій кнопці 3 стрілка не доходить до 5 ділень за шкалою 0-30, вимірювання проводите без насадок, тобто з відкритим фотоелементом.
1.3. Заміряти освітленість в приміщенні лабораторії на відстані 1,2,3 і 4 м. від вікна в розрізі перпендикулярному світловим отворам. При цьому фотоелемент тримати паралельно підлозі, оберненим вгору, на рівні висоти столу (0,8 м від підлоги). Одночасно заміряти зовнішню освітленість. Для цього фотоелемент помістити за вікно в горизонтальному положенні. Свідчення люксметра необхідно подвоїти, оскільки фотоелемент освітлює тільки половина небозводу, тобто дійсна зовнішня освітленість удвічі більша. Це можливо тільки за умови, що вікно не затемняється деревами і будівлями.
1.4. По формулі (1) підрахувати значення КПО для кожної з точок.
1.5. Побудувати криву зміни КПО в лабораторії за отриманими даними, КПО = f(l). Нанести на графік горизонтальну пряму, яка відповідає розрахованому значенню ен.
1.6. Зробити висновок про те, на якій відстані фактичне значення КПО відповідає нормам.
1.7. Оформити протокол у відповідності з Додатком.
Контрольні питання для самопідготовки до лабораторної роботи
1. Дайте визначення основних світло технічних величин і назвіть одиниці їх вимірювання?
2. Які існують види і системи освітлення?
3. Що покладено в основу нормування природного освітлення?
4. Яким прибором проводять вимірювання освітлення?
5. Дайте порівнювальну оцінку освітлення лампами розжарювання і люмінесцентними лампами?
6. Дайте визначення коефіцієнта природного освітлення?
7. Які параметри покладені в основу нормування штучного освітлення?
8. Які лампі випромінюють більший світловий потік при рівній потужності?