Показатели производственного освещения

Ощущение света при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные волны так называемого оптического диапазона. Ви­димая часть оптических излучений лежит в диапазоне длин волн от 380 до 760 нанометров (нм); с одной стороны к ней примыкает область ульт­рафиолетовых, а с другой — инфракрасных излучений. В видимой об­ласти излучения каждой длине волны соответствует определенный цвет от фиолетового (380...450 нм) до красного (620...760 нм). На практике чаще всего приходится иметь дело со светом сложного спектрального со­става, состоящим из волн различной длины. Видимые излучения обыч­но измеряют в нанометрах (1 нм = 1 · 10^-3 мкм). Чувствительность глаза максимальна в зеленой области спектра при длине волны = 554 мм.

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям от­носятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость и ко­эффициент отражения.

Световым потоком Ф называют поток лучистой энергии, оцени­ваемый глазом по световому ощущению. Единицей светового потока является люмен (лм) — световой поток, излучаемый точечным источ­ником света силой в одну канделу, помещенным в вершину телесного утла в один стерадиан.

Распределение светового потока реального источника излуче­ния в окружающем пространстве обычно неравномерно. Поэтому один световой поток еще не может являться исчерпывающей характери­стикой источника излучения. Необходимо еще знать характеристику распределения светового потока в пространстве.

Пространственную плотность светового потока принято называть силой света. Единицей силы света является кандела (кд) — сила све­та точечного источника, испускающего световой поток в один люмен, равномерно распределенный внутри телесного угла в один стерадиан.

Сила света — световой поток, отнесенный к телесному углу, в котором он излучается:

где со — телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, за­ключенного внутри конической поверхности.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность свето­вого потока и определяется отношением светового потока Ф, падающе­го на поверхность, к ее площади S:

Единицей освещенности является люкс (як). Один люкс равен освещенности поверхности площадью в 1 м², по которой равномерно распределен световой поток, равный одному люмену.

Так как уровень ощущения света человеческим глазом зависит от плотности светового потока (освещенности) на сетчатке глаза, то основ­ное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зра­чок. В связи с этим введено понятие яркости. Человек различает окру­жающие предметы только благодаря тому, что они имеют разную яркость.

Яркостью L называется величина, равная отношению силы света, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикуляр­ную к тому же направлению:

где I — сила света, излучаемая поверхностью в заданном направле­нии, кд; S — площадь поверхности, м²; а — угол к нормали светящей­ся поверхности.

Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м²).

Коэффициент отражения р характеризует способность поверх­ности отражать падающий на нее световой поток. Определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к па­дающему на нее световому потоку Ф_пад -

К основным качественным показателям освещения относятся: объект различения, фон, контраст объекта с фоном, видимость, пока­затель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности.

Объект различения — наименьший предмет рассматриваемого предмета, который необходимо различить в процессе работы.

Фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэф­фициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности, значения которого находятся в пределах 0,02...0,95. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности более 0,4; сред­ним — от 0,2 до 0,4; темным — менее 0,2.

Контраст объекта различения с фоном К — отношение абсо­лютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона:

где L_О и L_ф — яркость соответственно объекта и фона.

Контраст объекта различения с фоном считается большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости), малым при К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Видимость V — универсальная характеристика качества 'осве­щения, которая характеризует способность глаза воспринимать объ­ект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

где К — контраст объекта с фоном; К_пор — пороговый контраст, т.е.

наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьше­нии которого объект становится неразличимым.

Блескость — повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Ослепленность приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

Показатель ослепленности Р — критерий оценки слепящего действия осветительной установки определяется выражением

P = (V₁IV_Z- 1)1000,

где V ₁ и V₂ — видимость объекта различения соответственно при эк­ранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности К_П , %, — критерий

оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при пи­тании их переменным током, определяемый по формуле

где E_max, E_min и E_ср — максимальное, минимальное и среднее зна­чения освещенности за период ее колебания, лк.

Для измерения и контроля освещенности применяют люксметр, принцип действия которого основан на фотоэлектрическом эффекте. При освещении селенового фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототок, обусловливающий отклонение стрелки микроамперметра, шкалу которого градуируют в люксах.

Для измерений силы света и яркости применяют фотометры типа ФПИ и ФПЧ. Измерение освещенности проводят по ГОСТ 24940—96.