Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ЭЛТИ
___________ Суржиков А.П.
«____» ____________ 2009 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине
«Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей
Томск 2009 г.
УДК 651.382.3
Исследование искусственного освещения
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей.
Томск: Изд. ТПУ, 2009. – 10 с.
Составитель доц., к.т.н. Ю.Ф. Свиридов
Рецензент доц., к.т.н. Чулков Н.А.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром экологии и безопасности жизнедеятельности
Зав. кафедрой ЭБЖ С.В. Романенко
Цель работы: исследование поверхностного распределения светового потока источников искусственного света; освоение практических приемов определения освещенности рабочих мест; определение отражательной способности поверхностей с различной световой отделкой.
Основные светотехнические понятия
В лабораторной работе необходимо пользоваться рядом светотехнических понятий: световой поток, освещенность, сила света, яркость и яркостный контраст. Световой поток (F, единица измерения – люмен, лм) – это мощность световой энергии, излучаемой данным источником света и оцениваемой по световому ощущению, производимому на глаз человека.
Освещенность E выражается величиной светового потока, равномерно распределенного на данной поверхности. Единица измерения – люкс (лк) равна лм на 1 м2 освещенной поверхности.
Величину освещенности можно записать в виде (1)
где, S - освещаемая поверхность, м2.
Сила (интенсивность) света J определяется отношением величины светового потока, равномерно распределенного внутри данного телесного (пространственного) угла к величине последнего. За единицу силы света принята кандела (кд), соответствующая световому потоку в 1 лм, излучаемому источником света в данном направлении внутри телесного угла в 1 стерадиан. Если величина угла равна , то сила света запишется в виде:
J = (2)
Сила света служит основной характеристикой световой интенсивности источника, генерирующего свет.
Яркость – это единственная светотехническая величина, непосредственно оказывающая физиологическое воздействие на органы зрения. Яркость характеризует святящуюся поверхность или источник света в отношении их способности излучать в данном направлении определенную силу света.
Единица яркости соответствует силе света в 1 кд, излучаемой в данном направлении с 1 м2 проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению.
Если светящаяся поверхность имеет площадь , м2 и излучает под углом свет силой , то яркость равна: (3)
Различные предметы, если их облучать одинаковым потоком световой энергии, будут различаться по своей яркости. При совместном рассмотрении таких предметов проявляет себя яркостный контраст. Это имеет место, когда объект, подлежащий зрительному восприятию (объект различения) располагается на рабочей поверхности. Различия в яркостях предметов обусловлены степенью их светлоты, состоянием поверхностей и другими факторами.
Величина яркостного контраста вычисляется по выражению [4], где - измеренные отдельно яркости объектов и фона.
В выражении [4] числитель должен быть положительным, поэтому необходимо брать разность яркостей между ее большим и меньшим значениями.
Установлены три уровня яркостного контраста: большой – при ; средний – при ; малый – при .
Повышение величины , при прочих равных условиях, облегчает зрительную работу.
Блескость – характеристика зрительных условий работы, определяющая возможность резкого воздействия на органы зрения и нарушения их функций (ослепление). Возникает при наличии в поле зрения чрезмерных яркостей, источниками которых служат сильно светящиеся тела: осветительные устройства (прямая блескость); поверхности и предметы с высокими отражающими свойствами (отраженная блескость). В работе блескость должна исключаться. Ее проявление оценивается по субъективному восприятию освещения. Равномерность освещения и отсутствие резких теней на рабочем месте влияют на адаптационную нагрузку органов зрения, и при их неудовлетворительном состоянии максируют реальную обстановку на рабочем месте, искажают правильное восприятия объекта различения (искажения размера, формы).
Равномерность освещения находится по выражению, (5)
где, , - освещенность в точках рабочей поверхности, в которых она имеет минимальное и максимальное значение. Величины измеряются по осям , на рабочей поверхности, в точке расположения объекта расположения.
- определяется по СНиП 23-05-95 (приложение №1) исходя из точности зрительной работы, контрастности фона и яркости объекта.
Насыщенность светом рабочей поверхности оценивается средним уровнем освещенности . Эта величина определяется как среднее арифметическое нескольких измерений, проведенных по координатным осям , в пределах площадки рабочего места.
Зная и суммарную мощность осветительных ламп , используемых в работе, находят удельную мощность расхода электроэнергии на освещение
(6)
Удельная мощность может использоваться на стадии проектирования систем искусственного освещения.
Методика измерения
Для измерения освещенности в работе применяется люксметр Ю-16 или Ю-116.
Люксметр Ю-16 состоит из светоприемника – селенового элемента и зеркального миллиамперметра со шкалой, проградуированной в люксах. Шкала имеет три диапазона измерений – 25, 100 и 500 лк. Кроме того, имеется съемный светофильтр, расширяющий диапазон измерений в 100 раз. При пользовании светофильтром показания люксметра, получение на любом из диапазонов, необходимо умножить на 100.
Объективный люксметр Ю-116 состоит из светоприемника – селенового элемента и зеркального миллиамперметра с двумя шкалами (300, 1000), проградуированными в люксах. Кроме того имеется один из съемных светофильтров (М, Р, Т) и концентрирующая насадка К. Измерение по шкале прибора необходимо увязывать с пределами измерения установленного светофильтра.
Таблица поправочных коэффициентов для оценки освещенности, создаваемой различными источниками света.
|
№ |
Тип ламп, используемых в производственных помещениях |
Поправочный коэффициент |
|
1 |
Лампа накаливания |
1 |
|
2 |
Люминесцентная типа ЛД |
0,88 |
|
3 |
Люминесцентная типа ЛБ |
1,15 |
|
4 |
Люминесцентная типа ЛДЦ |
0,95 |
|
5 |
Ртутно-дуговая типа ДРЛ |
1,2 |
|
6 |
Естественный свет |
0,8 |
Фотоэлемент нельзя подвергать сильным световым воздействиям, это вызывает его быстрое старение. При хранении и в начале замера освещенности он должен быть закрыт фильтром. Приборы следует оберегать от толчков и тряски. Его нельзя устанавливать вблизи токоведущих проводов, создающих сильные магнитные поля. Поверхность фотоэлементов необходимо оберегать от прикосновений и загрязнения. Точность измерения люксметром без фильтра ± 10%, с фильтром Прибор рассчитан на работу при температуре воздуха + 10 ÷ +35 С° и относительной влажности до 80 %.
Измерение освещенности производится следующим образом. Миллиамперметр устанавливают горизонтально. Затем, соблюдая полярность, подключают провод фотоэлемента к клеммам миллиамперметра. При этом на фотоэлементе должен находиться фильтр, а переключатель диапазона измерений установлен на диапазон 500 лк. Фотоэлемент располагается на поверхности, где нужно замерить освещенность и по шкале прибора определяют ее величину, вводя поправку по таблице.
Показания со шкалы прибора можно считывать, когда стрелка находится между цифрами 5 и 20 по верхней шкале (в начале и конце шкалы погрешности прибора максимальны). Если при установке переключателя на диапазон 500 стрелка не достигает цифры 5, то необходимо перевести его на диапазон 100, а затем, при необходимости и на диапазон 25. Если и в последнем случае стрелка не достигла цифры 5, то следует вернуться на диапазон 500 и тогда только снять с фотоэлемента фильтр. В таком же порядке следует работать с фотоэлементами без фильтра.
I. Исследование распределения светового потока на горизонтальной поверхности
Исследование производится с применением светильников с лампами накаливания.
II. Определение наивыгоднейшей высоты подвеса светильника
над рабочей поверхностью
III. Cравнение экономической эффективности люминесцентной
лампы и лампы накаливания
,
где - освещенность от лампы накаливания;
- освещенность от люминесцентной лампы.
Примечание: использованный метод дает ориентировочные значения в связи с тем, что светильник с лампой накаливания является точечным, а светильник с люминесцентной лампой – линейный.
IV. Исследование зависимости величины отраженного
светового потока от цвета отражающей поверхности
По значению коэффициента отражения определить фон исследуемой поверхности Значения коэффициентов и фона заносятся в ту же таблицу.
V. Определение освещенности на рабочих местах учебной лаборатории
Таблица 1
|
Вид светильника |
Освещенность точек поверхности, лк |
|||||
Расстояние, см |
||||||
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
|
Прямого света |
||||||
Преимущественно прямого света |
||||||
|
Рассеянного света |
Таблица 2
|
Высота подвеса, см (d) |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
|
Расстояние по горизонтали, см |
Таблица 3
|
Отражающая поверхность |
Цвета отражающей поверхности |
||||||
|
зеркало |
|||||||
|
Освещенность, лк |
|||||||
|
Коэффициент отражения, % |
|||||||
|
фон |
Применяемые приборы и оборудование:
Приложение 1
Нормирование значения освещенности на рабочих местах производственных помещений при искусственном освещении,
согласно СНиП 23-05-95
|
Характерис- тика зрите-льной рабо-ты |
Наименьший размер объекта |
Подразряд зритель-ной рабо-ты |
Контраст объекта различения с фоном |
Характерис-тика фона |
Освещенность, лк, |
|
|
Комбиниро-ванное осве-щение |
Общее освещение |
|||||
|
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
наивысшая точность (1 разряд зрительной работы) |
менее 0,15 |
а |
малый |
темный |
5000 |
1500 |
|
б |
малый |
средний |
4000 |
1250 |
||
|
средний |
темный |
4000 |
1250 |
|||
|
в |
малый |
светлый |
2500 |
750 |
||
|
средний |
средний |
2500 |
750 |
|||
|
большой |
темный |
2500 |
750 |
|||
|
г |
средний |
светлый |
1500 |
400 |
||
|
большой |
светлый |
1500 |
400 |
|||
|
большой |
средний |
1500 |
400 |
|||
|
очень высокая точность (2 разряд зрительной работы) |
0,15-0,3 |
а |
малый |
темный |
4000 |
1250 |
|
б |
малый |
средний |
3000 |
750 |
||
|
средний |
темный |
3000 |
750 |
|||
|
в |
малый |
светлый |
2000 |
500 |
||
|
средний |
светлый |
2000 |
500 |
|||
|
большой |
темный |
2000 |
500 |
|||
|
г |
средний |
светлый |
1000 |
300 |
||
|
большой |
светлый |
1000 |
300 |
|||
|
большой |
средний |
1000 |
300 |
|||
|
высокая точность (3 разряд зрительной работы) |
0,3-0,5 |
а |
малый |
темный |
2000 |
500 |
|
б |
малый |
средний |
1000 |
500 |
||
|
средний |
темный |
1000 |
300 |
|||
|
в |
малый |
светлый |
750 |
300 |
||
|
средний |
светлый |
750 |
300 |
|||
|
большой |
темный |
750 |
300 |
|||
|
г |
средний |
светлый |
400 |
200 |
||
|
большой |
светлый |
400 |
200 |
|||
|
большой |
средний |
400 |
200 |
Окончание Приложения 1
|
Характеристика зрительной работы |
Наименьший размер объекта |
Подразряд зрительной работы |
Контраст объекта различения с фоном |
Характеристика фона |
Освещенность, лк, |
|
|
Комбинированное освещение |
Общее освещение |
|||||
|
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
средняя точность (4 разряд зрительной работы) |
0,5-1,0 |
а |
малый |
темный |
750 |
300 |
|
б |
малый |
средний |
500 |
200 |
||
|
средний |
темный |
500 |
200 |
|||
|
в |
малый |
светлый |
400 |
200 |
||
|
средний |
светлый |
400 |
200 |
|||
|
большой |
темный |
400 |
200 |
|||
|
г |
средний |
светлый |
300 |
150 |
||
|
большой |
светлый |
300 |
150 |
|||
|
большой |
средний |
300 |
150 |
|||
|
малая точность (5 разряд зрительной работы) |
1,0-5,0 |
а |
малый |
темный |
300 |
200 |
|
б |
малый |
средний |
200 |
150 |
||
|
средний |
темный |
200 |
150 |
|||
|
в |
малый |
светлый |
150 |
|||
|
средний |
средний |
150 |
||||
|
большой |
темный |
150 |
||||
|
г |
средний |
светлый |
100 |
|||
|
большой |
светлый |
100 |
||||
|
большой |
средний |
100 |
Исследование искусственного освещения
Методические указания
Составители: Юрий Федорович Свиридов
Научный редактор Н. А. Чулков