Přednáška č. 5.
7.1. Základní světelné charakteristiky.
7.2. Klasifikace průmyslového osvětlení.
7.3. Základní požadavky na průmyslové osvětlení.
7.4. Standardizace průmyslového osvětlení.
7.5. Světelné zdroje a osvětlovací zařízení.
Osvětlení je jedním z nejdůležitějších výrobních faktorů. Správně navržené a racionálně provedené průmyslové osvětlení má pozitivní psycho-fyziologický vliv na pracovníky, zlepšuje efektivitu a bezpečnost, snižuje únavu a zranění a udržuje vysoký výkon. Proto je osvětlení průmyslových prostor stanoveno v souladu s určitými normami a pravidly.
7.1. Základní světelné charakteristiky.
Viditelné světlo je elektromagnetické záření o vlnové délce 0,38...0,76 mikronů. Citlivost zraku je maximální na elektromagnetické záření o vlnové délce 0,555 mikronu (žlutozelená barva) a směrem k hranicím viditelného spektra klesá. Elektromagnetické záření o vlnové délce 0,01 - 0,38 mikronů odpovídá ultrafialovému záření, 0,77 - 340 mikronů - infračervenému záření.
Nositeli elektromagnetického záření jsou fotony.
Osvětlení je charakterizováno kvantitativními a kvalitativními ukazateli.
Kvantitativní ukazatele osvětlení.
Světelný tokF– elektromagnetické záření vnímané lidmi jako světlo; měřeno v lumenech (lm);
Všechny světelné zdroje vyzařují světelný tok do prostoru nerovnoměrně, proto byl zaveden koncept svítivosti.
Síla světlaJ – prostorová hustota světelného toku; je definován jako poměr světelného toku dF k prostorovému úhlu dΩ , ve kterém je distribuován: J = dF / dΩ; měřeno v kandelách (cd);
Osvětlení E– charakterizuje povrchovou hustotu světelného toku; dopadající na osvětlený povrch: E=dF / dS, měřeno v luxech (lx = lm/m2);
JasL - charakterizuje povrchovou hustotu světelného toku vyzařovaného povrchem ve směru α (plochy pod úhlem α k normálu je poměr svítivosti DJ α , vyzařovaný, osvětlený nebo svítící povrch v tomto směru do oblasti dS průmět této plochy na rovinu kolmou k tomuto směru): L = DJ α / (dS cos α) , měřeno v cd/m2.
Měsíc – E jako satelit a L jako lucerna.
Nazývají se plochy, jejichž jas v odraženém nebo procházejícím světle je ve všech směrech stejný difúze.
Indikátory kvality osvětlení.
Pro kvalitativní posouzení podmínek vizuální práce se používají takové indikátory jako pozadí, kontrast objektu s pozadím, pulzační koeficient osvětlení, index osvětlení a spektrální složení světla.
Koeficient odrazu ρ- definován jako poměr světelného toku odraženého od povrchu F negativní vůči světelnému toku, který na něj dopadá F podložka: ρ = F negativní / F podložka.
Pozadí– Toto je povrch, na kterém se objekt odlišuje. Pozadí je charakterizováno koeficientem odrazu ρ. Když ρ > 0,4 je uvažováno pozadí světlo; při ρ = 0,2...0,4 – průměrný a v ρ< 0,2 – temný.
Kontrast objektu s pozadím k – charakterizovaný poměrem jasu daného objektu (bod, čára, znak, skvrna, prasklina, značka atd.) a pozadí:
k = (L F – L O .) / L F, je považován za velký, pokud k > 0,5 (objekt ostře vystupuje na pozadí), střední, když k = 0,2...0,5 (objekt a pozadí se výrazně liší v jasu) a malý, když k< 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
Pokud jsou jas pozadí a objektu stejné, mohou se lišit v barvě.
Viditelnost PROTI charakterizuje schopnost oka vnímat předmět. Záleží na osvětlení, velikosti objektu, jeho jasu, kontrastu objektu s pozadím a délce expozice. V= k/k por , Kde k od té doby – práh nebo nejmenší viditelná okem kontrast, s mírným poklesem, při kterém se objekt na tomto pozadí stává nerozeznatelným K POR = 0,01 – 0,015. Viditelnost prudce klesá, když se v zorném poli objeví brilantní světelné zdroje - oslepující efekt -...
Index slepoty P Ó – kritérium hodnocení oslnění akce vytvořená instalací osvětlení,
R Ó = 1000 (PROTI 1 / PROTI 2 – 1),
Kde PROTI 1 A PROTI 2 – viditelnost předmětu diskriminace při stínění a v přítomnosti jasných světelných zdrojů v zorném poli. Stínění světelných zdrojů se provádí pomocí štítů, průzorů atd. Maximální hodnota R Ó ne d.b. více než 40.
Koeficient pulzace osvětleník E – toto je kritérium kolísání hloubky osvětlení v důsledku změn světelného toku v čase
k E = 100 (E max – E min )/ (2 E St )
Kde E max , E min , E St – maximální, minimální a průměrné hodnoty osvětlení po dobu oscilace; pro plynové výbojky k E = 25...65 %, pro klasické žárovky k E = 7 %, pro halogenové žárovky k E = 1 %.
Kolísání osvětlení způsobuje únavu zraku, stroboskopický efekt, způsobit zranění. Metody omezení zvlnění: rovnoměrné střídání napájení výbojek z různých fází (3fázové sítě), použití luminoforů s vysokým koeficientem dozvuku, napájení výbojek vysokofrekvenčními proudy - 400 Hz, použití 2 výbojek napájených podle dvoufázový obvod.
Jmenovité napětí světelného zdroje- napětí, pro které je konkrétní světelný zdroj navržen a pro které jej lze zapnout speciálním zařízením k tomu určeným. Měřeno ve voltech (V, V).
Jmenovitý výkon světelného zdroje- výkon spotřebovaný světelným zdrojem při připojení ke jmenovitému napětí, nezbytný k přeměně elektrické energie na světlo. Měřeno ve wattech (W, W).
Světelný tok je síla optického záření vyzařovaného světelným zdrojem ve všech směrech, hodnocená podle jeho účinku na lidské oko. Hlavní fotometrický parametr, který charakterizuje schopnost světelného zdroje osvětlit konkrétní objekt. Množství světelného toku závisí na vlnové délce vyzařované světelným zdrojem. Měřeno v lumenech (Lm, Lm)
Světelná účinnost je poměr světelného toku emitovaného zdrojem k výkonu, který spotřebuje. Slouží jako charakteristika účinnosti světelných zdrojů. Měřeno v lumenech na watt (Lm/W, Lm/W).
Například světelná účinnost výbojky se světelným tokem 11 600 Lm a výkonem 110 W je 11 600: 110 = 105 Lm/W.
Při nákupu buďte opatrní, věnujte pozornost světelnému výkonu sestavy svítidla, nikoli světelné účinnosti LED, protože v sestavě dochází ke ztrátě světelného toku v důsledku účinnosti ovladače a také konstrukce vlastnosti svítidla.
Barevná teplota charakterizuje barvu světelného zdroje. Měřeno ve stupních Kelvina (K)
Čím nižší je teplota barev, tím je světlo „teplejší“, čím vyšší je teplota barev, tím je „studenější“. Například lampa s barevnou teplotou 5 000 až 6 000 K vyzařuje studené bílé světlo, 4 000 – 4 500 K – neutrální bílá, 2 700 – 3 000 K – teplá bílá.
Na obrázku vidíte, které zdroje přirozeného a umělého světla odpovídají které barevné teplotě.
Index podání barev (koeficient) charakterizuje míru, do jaké se přirozená barva předmětu shoduje s viditelnou barvou při osvětlení určitým světelným zdrojem.
Označuje se CRI (index podání barev) nebo Ra.
Účiník nebo kosinus phi (cos) se nazývá poměr činného výkonu ke zdánlivému výkonu. Protože činný výkon je menší než zdánlivý výkon, účiník je vždy menší než jedna.
Pulzační koeficient je kritériem pro posouzení hloubky kolísání osvětlení vytvářeného světelným zdrojem v čase.
LED žárovky – až 5 %
Žárovky, halogenové žárovky – až 5 %
Zářivky – 5 – 45 %
Rtuťové, sodíkové výbojky – až 80 %
Halogenid kovů – až 100 %
Osvětlení je fyzikální veličina, která se rovná světelnému toku dopadajícímu kolmo na jednotku osvětlené plochy. Měřeno v luxech (lx, lux).
1 lux se rovná světelnému toku 1 lumen dopadajícímu na plochu o velikosti 1 m2.
Například osvětlení země slunečními paprsky v poledne se rovná přibližně 100 000 luxům a osvětlení ulice při umělém osvětlení přibližně 4 luxům.
Standardizované parametry osvětlení pro různé objekty upravuje zákon.
|
Vnitřní osvětlení interiéru |
Požadované osvětlení, lux |
|---|---|
|
Místnosti s vysokou úrovní osvětlení : Kanceláře, dílny, provozní místnosti, pokladny, projekční, projekční a kreslířské kanceláře, PC místnosti, laboratoře, posluchárny, prodejní plochy potravin, kadeřnictví, technické místnosti |
400-500 |
|
Místnosti s průměrnými požadavky na osvětlení: Prodejní plochy ostatních prodejen, konferenční a zasedací místnosti, čítárny, výstavní síně, hotely |
200-300 |
|
Učebny, studovny, školky |
400 |
|
Místnosti s mírným osvětlením: Vestibuly a šatny průmyslových budov, vestibuly a šatny veřejných budov, chodby a průchody veřejných budov, chodby a průchody obytných budov, schodiště průmyslových budov, toalety |
75-150 |
|
Schodiště obytných budov |
|
|
Speciální osvětlení interiéru |
Požadované osvětlení, lux |
|
Výrobní prostory, dílny |
500 |
|
Sklady, sportovní zařízení |
200 |
|
Automobil, nádraží, letiště, zemědělská zařízení |
300 |
|
Přechody pro chodce, tunely |
100 |
|
Technické a technické místnosti |
100 |
|
Místnosti s vysokou úrovní prachu a vlhkosti |
200 |
|
Venkovní osvětlení |
Požadované osvětlení, lux |
|
Území průmyslového podniku, skladového areálu, území čerpací stanice |
|
|
Parkoviště, garážová družstva, park, náměstí, bulvár, místní část, automobilové plochy, nádraží, letiště |
Návrh osvětlovacích soustav v souladu se standardizovanými parametry provádějí specialisté pomocí speciálních programů. Níže je uveden příklad projektu osvětlení místnosti 6x6 metrů LED stropními svítidly (odkaz na Dvo18-30-01) o výkonu 30 W:
Více o normovaných parametrech osvětlení se dozvíte v Pravidlech
V souladu s GOST 17677-82 existuje několik typů KSS. Možnost použití osvětlovacího zařízení v konkrétní oblasti závisí na typu KSS.
|
Typ KSS |
Zóna směrů maximální svítivosti (v horní a/nebo dolní polokouli) |
|
|---|---|---|
|
Označení |
název |
|
|
Koncentrovaný |
||
|
Hluboký |
0°-30°; 180°-150° |
|
|
Kosinus |
0°-35°; 180°-145° |
|
|
Pološiroký |
35°-55°; 145 až 125 °C |
|
|
55 až 85 °C; 125 až 95 °C |
||
|
Jednotný |
||
|
Sinus |
70°-90°; 110°-90° |
|
Čím užší je úhel rozložení světelného toku, tím menší je průměr, tím vyšší je směrovost a kontrast světelného bodu. Čím širší je úhel rozložení světelného toku, tím větší je průměr světelného bodu a tím rovnoměrnější je osvětlení. Uvažujme KSS typ D standardní kancelářské lampy
Z grafu lze určit, že tato lampa vyzařuje ve svislém směru dolů svítivost přibližně 425 cd a pod úhlem 30° je svítivost přibližně 325 cd.
Světelný tok F – síla zářivé energie, odhadovaná podle vizuálního vjemu, který produkuje, lumen (lm).
Intenzita světla I– prostorová hustota světelného toku:
Ia = d F/ dω,
Kde d F – světelný tok (lm), rovnoměrně rozložený v elementárním prostorovém úhlu dω, avg (steradián). Jednotkou měření svítivosti je kandela (cd), která se rovná světelnému toku
V 1 lm, zasahující do prostorového úhlu 1 sr.
Osvětlení– povrchová hustota světelného toku, lux (lx):
E = d F/ dS,
Kde dS– plocha, m2, na kterou dopadá světelný tok d F.
Jas B– plošná hustota svítivosti v daném směru. Jas, který je charakteristický pro svítící tělesa, se rovná poměru intenzity světla v daném směru k ploše průmětu svítící plochy do roviny kolmé k tomuto směru:
B=I/ dS cosα,
Kde já– svítivost v daném směru, cd; dS– vyzařovací plocha, m2; α – úhel mezi směrem záření a rovinou, stupně. Jednotkou jasu je cd/m2.
Co je to lampa?
Jaké funkce plní svítidlo ve svítidle?
Jaké jsou konstrukční typy umělého osvětlení? Proč je zakázáno používat pouze místní osvětlení?
V průmyslových prostorách je zakázáno používat pouze místní osvětlení, protože ostrý kontrast mezi jasně osvětlenými a neosvětlenými oblastmi vede k namáhání zraku, zpomaluje rychlost práce a může způsobit nehody.
Co je obecné osvětlení? Jakými způsoby můžete zvýšit osvětlení vytvořené obecným osvětlením?
Co je kombinované osvětlení? V jakých případech se používá?
Jaké jsou výhody žárovek oproti výbojkám?
Hlavní výhodou plynových výbojek oproti žárovkám je vysoký světelný výkon od 40 do 110 lm/W. Mají výrazně delší životnost - přes 10 tisíc hodin, nízkou povrchovou teplotu lampy a emisní spektrum blízké slunečnímu záření, což zajišťuje vysoce kvalitní podání barev. Kromě toho zářivky s plynovými výbojkami poskytují rovnoměrnější osvětlení a doporučují se pro použití v běžných svítidlech.
Jaký je princip fungování lamp používaných ve třídách? Jaké jsou výhody těchto svítidel?
Kající s plynovým elektrickým výbojem do viditelného světla.
Zářivky v závislosti na použitém fosforu vytvářejí různé spektrální složení světla a jsou k dispozici v bílé (WL), teplé bílé (WLT) a studeném bílém světle (CLW), denní světlo (LD), denní světlo s korigovaným podáním barev (CDC).
Jaké jsou nevýhody plynových výbojek?
Mezi nevýhody plynových výbojek dále patří: nutnost použití speciálních startovacích zařízení, závislost výkonu výbojky na okolní teplotě a napájecím napětí, dlouhá doba hoření u vysokotlakých výbojek (10 - 15 minut) .
Co je faktor zvlnění světla?
NA P = 100 (E Max – E min) / 2 ·E St, kde E max. E min a E cf – maximální, minimální a průměrná hodnota osvětlení za dobu jeho kolísání, lux.
Hodnota koeficientu pulzace osvětlení se pohybuje od několika procent (u žárovek) do několika desítek procent (u výbojek).
Jaký je důvod pulsace světelného toku světelných zdrojů? Který typ lampy má vyšší koeficient pulzace světla?
Světelný tok lampy F v okamžiku přechodu okamžité hodnoty střídavého napětí sítě přes 0 klesá.
Rýže. Světelný tok se vlní při jednofázovém napájecím napětí
Plynové výbojky (včetně zářivek) mají malou setrvačnost a mění svůj světelný tok Ф téměř úměrně amplitudě napájecího napětí. Velká tepelná setrvačnost vlákna žárovek zabraňuje znatelnému poklesu světelného toku žárovky.
Jak mohu snížit faktor zvlnění světla?
Co je stroboskopický efekt a proč je nebezpečný?
Přijatelné hodnoty, jaké indikátory umělého osvětlení jsou stanoveny SNiP 05/23/95?
V závislosti na jakých faktorech jsou stanoveny přípustné hodnoty indikátorů umělého osvětlení?
Jaké faktory určují vlastnosti vizuálního výkonu?
Předmět rozlišení
Pozadí– povrch přiléhající přímo k předmětu diskriminace, na kterém je předmět pozorován. Pozadí je charakterizováno koeficientem odrazivosti, který závisí na barvě a struktuře povrchu. Koeficient odrazivosti ρ je definován jako poměr světelného toku Ф neg odraženého od povrchu ke světelnému toku F, který na něj dopadá. Pozadí je považováno za světlo, když je odrazivost povrchu, na kterém je předmět pozorován, větší než 0,4; průměr – s koeficientem odrazu od 0,2 do 0,4; tmavý - s koeficientem odrazu menším než 0,2.
Kontrast objektu diskriminace s pozadím K je určena poměrem absolutní hodnoty rozdílu jasu předmětu diskriminace V o a pozadí V f na největší z těchto dvou jasů. Kontrast je při hodnotách považován za vysoký NA více než 0,5; průměr – s hodnotami NA od 0,2 do 0,5; malý – na hodnotách NA méně než 0,2.
Co je předmětem diskriminace? Dát příklad.
Podle jaké charakteristiky, získané při výpočtu osvětlení, je vybrán zdroj světla? Jaké parametry lampy je třeba určit?
Vypočítá se požadovaný světelný tok lampy Ф, který poskytuje normalizovanou hodnotu osvětlení v místnosti E, a podle referenční knihy osvětlení je vybrán typ a výkon standardní lampy se světelným tokem F GOST, jehož hodnota se blíží vypočítané hodnotě.
Vzdělávací a výzkumné
Laboratorní práce
Studie účinnosti a kvality osvětlení
8.1. Účel a cíle práce
Účelem práce je studium kvantitativních a kvalitativních charakteristik umělého osvětlení a také posouzení vlivu světelného zdroje a barevného zdobení interiéru místnosti na osvětlenost a míru využití světelné instalace ( η ).
Hlavní cíle studia:
· Měření osvětlení vytvářeného různými světelnými zdroji a porovnání s normovanými hodnotami;
· Určení faktoru využití osvětlovací instalace ( η );
· Měření a porovnávání pulzačních koeficientů osvětlení vytvářeného různými světelnými zdroji;
· Posouzení závislosti koeficientu pulzace světla na způsobu připojení svítidel k fázím třífázové sítě;
· Pozorování stroboskopického efektu.
Teoretická část
Obecná informace
Osvětlení– příjem, distribuce a využití světelné energie k zajištění příznivých podmínek pro vidění předmětů a předmětů.
Osvětlení musí být hygienicky racionální, tzn. poskytnout:
Dostatečné osvětlení pracovních ploch;
Konzistence rovnoměrného osvětlení v průběhu času;
Rovnoměrné rozložení jasu v okolním prostoru;
Žádné oslnění.
Osvětlení má velký význam pro zdraví a organizaci práce. Vlivem světelného záření se urychlují procesy vyšší nervové činnosti, zvyšuje se celková činnost a činnost dýchacích orgánů. Nedostatek světla dráždí oči, ztěžuje rozlišování předmětů a zpomaluje pracovní tempo.
Přechod z jednoho jasu zorného pole do druhého vyžaduje určitou dobu pro tzv. adaptaci zraku, což může být 1,5-2 minuty při přechodu z tmavé do jasně osvětlené místnosti a až 5-6 minut při pohyb vzad, při kterém člověk špatně rozlišuje okolní předměty, což může způsobit nehodu. Nedostatečné osvětlení při intenzivní zrakové práci nebo časté opětovné přizpůsobení zraku vede k rychlé únavě, bolestem hlavy a zhoršení zraku.
Bylo zjištěno, že špatné osvětlení je přímou příčinou přibližně 5 % a nepřímou příčinou 20 % nehod. Zvýšení osvětlení pracovní plochy zlepšuje viditelnost objektů zvýšením jejich jasu a zvyšuje rychlost rozlišování částí, což vede ke zvýšení produktivity.
Při provádění přesné montážní operace tedy zvýšení osvětlení ze 150 na 1000 luxů umožňuje zvýšit produktivitu práce až o 25 % a i při provádění málo přesných prací, které nevyžadují velkou zrakovou námahu, zvýšit osvětlení pracoviště. zvyšuje produktivitu práce o 2 - 3 % . Dobré osvětlení eliminuje únavu očí, usnadňuje rozlišení zpracovávaných produktů a zrychluje tempo práce.
Snížení osvětlení vede ke snížení produktivity práce, nejen manuální, ale i duševní, vyžadující paměť a logické myšlení. Například pokles osvětlení až o 50 % standardní hodnoty může vést k únavě zraku a poklesu produktivity práce o 3–10 % při současném nárůstu vad výrobků.
V závislosti na světelném zdroji může být osvětlení tří typů: přirozené, umělé a kombinované.
Blokové schéma typů osvětlení v závislosti na světelném zdroji a funkčním účelu je na obr. 8.1.
Rýže. 8.1. Klasifikace typů osvětlení
Umělé osvětlení se podle svého funkčního účelu v průmyslových podnicích dělí na pracovní, bezpečnostní, nouzové, evakuační a služební.
Pracovní osvětlení zajišťuje potřebné podmínky při běžném provozu osvětlovacího zařízení, je povinné ve všech místnostech a na otevřených prostranstvích.
Bezpečnostní osvětlení– druh pracovního osvětlení, je instalován podél chráněných hranic území průmyslových podniků, stavenišť a také území některých veřejných budov.
Nouzové osvětlení– bezpečnostní osvětlení, zajišťuje minimální nutné světelné podmínky pro pokračování prací při dočasném zhasínání pracovního osvětlení v prostorách a na prostranstvích v případech, kdy nedostatek umělého osvětlení může způsobit vážné následky pro lidi, výrobní procesy, narušit normální fungování životně důležitá centra podniku a spotřebitelé center hromadných služeb.
Evakuační osvětlení slouží k bezpečné evakuaci osob z prostor a volných prostranství v případě nouzového zhasnutí pracovního osvětlení.
Nouzové osvětlení používá se během přestávek při zhasnutém pracovním osvětlení, například při úklidu prostor a pro jeho ochranu.
Pokyny, ve kterých případech je nutné nouzové a evakuační osvětlení, jsou obsaženy v SNiP a v průmyslových normách pro umělé osvětlení. Podle SNiP musí nouzové osvětlení vytvářet osvětlení alespoň 5% standardního osvětlení, ale ne méně než 2 luxy uvnitř a 1 lux venku. Osvětlení více než 30 luxů v místnostech a více než 5 luxů venku je povoleno, pokud jsou k tomu patřičné důvody.
Evakuační osvětlení musí vytvářet osvětlení nejméně 0,5 luxu uvnitř a 0,2 luxu venku. Pro nouzové a evakuační osvětlení lze použít žárovky (včetně halogenových žárovek) a zářivky, zářivky pouze v místnostech s teplotou vzduchu alespoň +5ºC při napájení střídavým proudem a napětím alespoň 90 % jmenovité napětí. Svítidla typu DRL, DRI a DNAT lze použít pouze jako doplňkové příslušenství ke skupinám nouzového osvětlení za účelem zvýšení osvětlení nad standard pro nouzové osvětlení.
Přirozeně se vyskytující emise spadají do extrémně širokého rozsahu vlnových délek (obrázek 8.2). V tomto případě jsou elektromagnetické vibrace s vlnovými délkami od 10 do 340 000 nm obvykle označovány jako optická oblast záření a rozsah vlnových délek od 10 do 380 nm je klasifikován jako ultrafialové záření, od 380 do 770 nm - do viditelné oblasti záření. spektrum a od 770 do 340 000 - do oblasti infračerveného záření.
Rýže. 8.2. Spektrum elektromagnetického záření.
Viditelná část spektra je roztažena.
Lidské oko má největší citlivost na záření o vlnové délce 540 – 550 nm (žlutozelená barva).
Obecně je viditelná část spektra lidským okem vnímána jako bílé světlo. Jednotlivé úzké úseky této části spektra se liší vlnovou délkou a způsobují odpovídající vjemy různých barev. Intenzita těchto zrakových vjemů není stejná, protože Citlivost očí na záření z částí viditelného spektra se liší.
V přirozeném světle odpovídá nejvyšší citlivosti záření o vlnové délce 555 nm (žluté světlo) a v noci (nebo za soumraku) odpovídá maximu přibližně 500 nm (zeleno-modré světlo).
Relativní citlivost oka na záření z krajních částí viditelného spektra (fialová a červená) je mnohem menší a závisí na denní době (obr. 8.3).
Rýže. 8.3. Křivky relativní viditelnosti:
1 - v noci; 2 - odpoledne.
Světelné charakteristiky osvětlení
Pro hygienické posouzení osvětlení se používají tyto světelné charakteristiky:
Světelný tok F - síla zářivé energie, hodnocená podle vizuálního vjemu, který produkuje. Jednotkou světelného toku je lumen (lm).
Svítivost I α - prostorová hustota světelného toku:
Kde dF- světelný tok (lm), rovnoměrně rozložený v prostorovém úhlu dω.
Jednotkou svítivosti je kandela (cd), která se rovná světelnému toku 1 lm (lumen) šířícímu se v prostorovém úhlu 1 steradián.
Osvětlení - povrchová hustota světelného toku, lux (lx):
Kde dS – plocha (m2), na kterou dopadá světelný tok dF.
Jas B - povrchová hustota svítivosti v daném směru. Jas, který je charakteristický pro svítivá tělesa, se rovná poměru intenzity světla v libovolném směru k ploše průmětu světelné plochy na rovinu kolmou k tomuto směru.
Kde já α - svítivost, cd;
dS- vyzařovací plocha, m2;
φ - úhel mezi směrem záření a rovinou, stupně.
Předmět rozlišení- předmětnou věc, její jednotlivou část nebo vadu, kterou je třeba v průběhu práce odlišit. Například při čtení - tloušťka řádků písmen, při měření - velikost tloušťky dělicí čáry stupnice přístroje atd.
Kvalitativní ukazatele, které určují podmínky zrakové práce, jsou pozadí, kontrast objektu diskriminace s pozadím, ukazatel slepoty, ukazatel nepohodlí.
Pozadí- povrch přiléhající přímo k předmětu diskriminace, na kterém je pozorován. Pozadí se vyznačuje odrazivostí, která závisí na barvě a struktuře povrchu. Za pozadí se považuje:
světlo- s koeficientem odrazu povrchu větším než 0,4 (bílý, matný papír - 0,55...0,65, vápenný bělící nátěr - 0,8);
průměrný- s koeficientem odrazu povrchu od 0,2 do 0,4 (žlutá barva - 0,4, pozinkovaný plech - 0,2);
temný- s koeficientem odrazu povrchu menším než 0,2 (červená cihla - 0,08...0,1, neošetřená ocel - 0,05... 0,1).
Koeficient odrazu ( ρ ) - poměr světelného toku odraženého od povrchu k toku na něj dopadajícího. Může být vyjádřen jako zlomky nebo procenta.
Kontrast objektu diskriminace s pozadím ( NA) - poměr absolutní hodnoty rozdílu mezi jasem předmětného předmětu (bod, čára, značka, znak, skvrna, prasklina atd., které je třeba při práci rozlišit) a pozadí k jasu pozadí . Za kontrast se považuje:
velký- s hodnotami poměru většími než 0,5 (objekt a pozadí se výrazně liší v jasu);
průměrný- s hodnotami poměru od 0,2 do 0,5 (objekt a pozadí se výrazně liší v jasu);
malý- při hodnotách poměru nižších než 0,2 (objekt a pozadí se málo liší v jasu).
Kontrast může být přímý nebo obrácený. Přímý kontrast je tmavý objekt na světlém pozadí, obrácený kontrast je světlý objekt na tmavém pozadí.
Aby bylo možné úplněji charakterizovat základní světelně technické veličiny a jejich vnímání člověkem, používá se řada světelně technických pojmů. Tyto zahrnují:
Standardizované osvětlení- spodní hranice požadovaného osvětlení stanovená regulačními tabulkami v závislosti na charakteru vykonávané zrakové práce a orientaci pracovní plochy v prostoru.
Světelný výkon ( CO) - světelný tok emitovaný žárovkou na 1 W vynaložené energie a charakterizuje účinnost žárovky, jinými slovy její účinnost. Měřeno v lm/W. Teoreticky 1 W elektřiny dokáže vyprodukovat světelný tok 683 lm.
Svítilna- světelný zdroj (žárovka, plynová výbojka) s osvětlovacími tělesy určenými k zabezpečení a ochraně světelného zdroje před vlivy prostředí, dodávání elektřiny a distribuci světelného toku vyzařovaného světelným zdrojem v prostoru
Koeficient pulsace světelného toku ( NA P):
Kde E max, E min – maximální a minimální osvětlení;
E av – průměrné osvětlení
Bezpečnostní faktor– používá se při navrhování přirozeného, umělého a kombinovaného osvětlení s přihlédnutím k poklesu osvětlení během provozu v důsledku znečištění a stárnutí průsvitných výplní světelných otvorů, světelných zdrojů (lampy) a svítidel, jakož i reflexních vlastností povrchů místností . Přijato podle SNiP 05/23/95.
Laboratorní zpráva č. 3
Podle disciplíny: Životní bezpečnost
(název akademického oboru podle učebního plánu)
Téma: „Výzkum hlavních ukazatelů přirozeného světla“
Dokončeno: student gr. TPP-09/Michajlov A.A./
(podpis) (celé jméno)
Kontrolovány: asistent ____________ /Kovshov S.V./
(pozice) (podpis) (celé jméno)
Petrohrad
Cíl práce: Měření hlavních parametrů charakterizujících přirozené osvětlení prostor; seznámení s metodikou jejich normalizace a výpočtu.
Základní světelné charakteristiky
Správně navržené a racionálně provedené osvětlení průmyslových prostor má pozitivní psychofyziologický vliv na pracovníky, pomáhá zvyšovat efektivitu a bezpečnost, snižuje únavu a zranění a udržuje vysoký výkon.
Osvětlení je charakterizováno kvantitativními a kvalitativními ukazateli. Mezi kvantitativní ukazatele patří:
světelný tok Ф – část zářivého toku vnímaného člověkem jako světlo; charakterizuje sílu světelné energie, měřenou v lumenech (lm);
svítivost J - veličina charakterizující záři zdroje v určitém směru a rovná se poměru světelného toku dФ k malému prostorovému úhlu
ve kterém je distribuován: 
; měřeno v kandelách (cd);
osvětlení E je světelný tok dФ na jednotku osvětlené plochy dS (m 2): 
; měřeno v luxech (lx);
jas L je hodnota charakterizující záři světelného zdroje v daném směru. Jas prvku dS svítící plochy v libovolném směru je určen poměrem svítivosti dJ tohoto prvku v uvažovaném směru k ploše dS průmětu prvku do roviny kolmé k uvažovanému směru: 
kde je úhel mezi normálou k tomuto prvku dS a směrem, pro který se jas počítá; měřeno v cd/m2.
Ke kvalitativnímu posouzení podmínek vizuální práce se používají takové indikátory, jako jsou charakteristiky pozadí, kontrast objektu a pozadí, koeficient pulsace osvětlení, index oslnění a spektrální složení světla.
Pozadí je povrch přiléhající přímo k předmětu diskriminace, na kterém je pozorováno. Za pozadí se považuje:
– světlo s koeficientem odrazu povrchu větším než 0,4;
– průměr s povrchovou odrazivostí od 0,2 do 0,4;
– tmavé s povrchovou odrazivostí menší než 0,2.
Při navrhování osvětlovací instalace by se měla odrazivost stavebních a obkladových materiálů měřit a brát podle SNiP 23-05-95 nebo podle tabulky. bod 1 přihlášky.
Kontrast objektu diskriminace s pozadím K je určen poměrem absolutní hodnoty rozdílu jasu objektu a pozadí k jasu pozadí. Kontrast objektu diskriminace s pozadím
počítá:
– velké, když je K větší než 0,5 (jasnost objektu a pozadí se výrazně liší);
– průměr při K od 0,2 do 0,5 (objekt a pozadí se výrazně liší jasem);
– malý, když je K menší než 0,2 (jasnost objektu a pozadí se jen málo liší).
Koeficient pulzace osvětlení Kp, %, je kritériem pro posouzení relativní hloubky kolísání osvětlení v důsledku časových změn světelného toku výbojek při napájení střídavým proudem, vyjádřené vzorcem:
(1)
kde: E max a E min – maximální a minimální hodnota osvětlení po dobu jejího kolísání, lux; E av – průměrná hodnota osvětlení za stejnou dobu, lux.
Index oslnění P je kritériem pro posouzení oslňujícího účinku osvětlovací instalace, určený výrazem:
(2)
kde: S je koeficient oslnění, rovný poměru prahových rozdílů jasu v přítomnosti a nepřítomnosti oslepujících zdrojů v zorném poli.
Vizuální analyzátor
Vizuální analyzátor má největší míru přizpůsobení. Během adaptace na tmu dosáhne citlivost určité optimální úrovně po 40-50 minutách; adaptace na světlo, tedy snížení citlivosti, trvá 8-10 minut. Oko reaguje přímo na jas, což je poměr množství světla (intenzita) vyzařovaného daným povrchem k ploše tohoto povrchu. Jas se měří v nits (nits; nt); 1 nt = 1 cd/m2. Při velmi vysokých jasech (více než 30 000 nitů) dochází k oslepujícímu efektu. Jas do 5000 nitů je hygienicky přijatelný.
Kontrast se týká stupně vnímaného rozdílu mezi dvěma jasy oddělenými v prostoru nebo čase. Kontrastní citlivost umožňuje odpovědět na otázku, jak moc se musí objekt lišit jasem od pozadí, aby byl viditelný.
Při posuzování vnímání prostorových charakteristik je hlavním pojmem zraková ostrost, která je charakterizována minimálním úhlem, pod kterým dva bodový pohled Jsme jako odděleni. Zraková ostrost závisí na osvětlení, kontrastu, tvaru objektu a dalších faktorech. S rostoucím osvětlením se zvyšuje zraková ostrost. S klesajícím kontrastem se snižuje zraková ostrost. Zraková ostrost závisí také na umístění projekce obrazu na sítnici. Optický analyzátor obsahuje dva typy receptorů: čípky a tyčinky. První jsou zařízení chromatického vidění, druhá - achromatická. Když je energie působících vln stejná, rozdíly v jejich délkách jsou pociťovány jako rozdíly ve světle světelných zdrojů nebo povrchů předmětů, které je odrážejí. Oko rozlišuje sedm základních barev a více než sto jejich odstínů. Barevné vjemy jsou způsobeny expozicí světelným vlnám o vlnové délce 380 až 780 nm. Přibližně hranice délek a odpovídajících vjemů (barvy) jsou následující: 380-455 nm (fialová); 455-470 nm (modrá); 470-500 (modrá); 500-550 (zelená); 540-590 (žlutá);
590-610 (oranžová); 610-780 (červená). Vizuální analyzátor má určitou spektrální citlivost, která se vyznačuje relativní viditelností monochromatického záření. Největší viditelnost ve dne odpovídá žluté a v noci nebo za soumraku - zeleno-modré. Rozsah přechodů od bílé k černé tvoří achromatickou řadu.
Pocit způsobený světelným signálem přetrvává po určitou dobu i přes vymizení signálu nebo změnu jeho charakteristiky. Setrvačnost vidění se podle různých výzkumníků pohybuje v rozmezí 0,1-0,3 s. Pocity, které vznikají po odstranění podnětu, se nazývají sekvenční obrazy. S krátkým jasným signálem se obraz několikrát rychle za sebou vynoří ze tmy. Při nízkých jasech se po 0,5-1,5 s objeví negativní sekvenční obraz (tj. světlé povrchy se zdají tmavé a naopak). S barevným signálem se obraz obarví další barvou. Při náhlém působení přerušovaného podnětu dochází k pocitu blikání, které při určité frekvenci přechází v rovnoměrné, neblikající světlo. Frekvence, při které blikání zmizí, se nazývá kritická frekvence fúze blikání. V případě, že je jako signál použito blikající světlo, vyvstává otázka volby
optimální frekvence. Optimální frekvence je 3-10 Hz. Setrvačnost vidění způsobuje stroboskopický efekt. Pokud je čas oddělující jednotlivé akty pozorování menší než čas zániku vizuálního obrazu, pak je pozorování subjektivně pociťováno jako spojité. Při stroboskopickém efektu je možná iluze pohybu při přerušovaném pozorování jednotlivých objektů nebo iluze nehybnosti (zpomalený pohyb), ke které dochází, když pohybující se objekt periodicky zaujímá svou předchozí polohu.Při vnímání objektů ve dvourozměrném a trojrozměrném prostoru , rozlišuje se zorné pole a hloubkové vidění Binokulární zorné pole pokrývá v horizontálním směru 120-160°, vertikálně nahoru - 55-60° a dolů - 65-72°. velikost zorného pole se zužuje Optimální zóna viditelnosti je omezena polem: nahoru - 25°, dolů - 35°, doprava a doleva o 32° Hloubkové vidění je spojeno s vnímáním prostoru Chyba při odhadu absolutní vzdálenosti na vzdálenost do 30 m je v průměru 12 % celkové vzdálenosti.
