(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: «Исследование основных показателей естественного освещения»
Выполнили: студент гр. ТПП-09/Михайлов А.А./
(подпись)(Ф.И.О.)
Проверил: ассистент ____________ /Ковшов С.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
Цель работы:Измерение основных параметров, характеризующих ествественное освещение помещений; ознакомление с методикой их нормирования и расчета.
Основные светотехнические характеристики
Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность. Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность световой энергии, измеряется в люменах (лм); сила света J - величина, характеризующая свечение источника в некотором направлении и равная отношению светового потока dФ к малому телесному углу, в котором он в котором он распространяется: ; измеряется в канделах (кд); освещенность Е – это световой поток dФ, приходящийся на единицу освещаемой поверхности dS (м2): ; измеряется в люксах (лк); яркость L – это величина, характеризующая свечение источника света в данном направлении. Яркость элемента dS светящейся поверхности в каком-либо направлении определяется отношением силы света dJ этого элемента в рассматриваемом направлении к площади dS проекции элемента на плоскость, перпендикулярную к рассматриваемому направлению: где – угол между нормалью к этому элементу dS и направлением, для которого рассчитывается яркость; измеряется в кд/м2. Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как характеристика фона, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности, спектральный состав света. Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: – светлым при коэффициенте отражения поверхности более 0,4; – средним при коэффициенте отражения поверхности от 0,2 до 0,4; – темным при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2. При проектировании осветительной установки коэффициент отражения строительных и облицовочных материалов следует измерять, принимать по СНиП 23-05–95 или по табл. П.1 приложения. Контраст объекта различения с фоном K определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном считается: – большим при K более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); – средним при K от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); – малым при K менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости). Коэффициент пульсации освещенности Kп, %, – это критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой:
(1)
где: Eмакс и Eмин – соответственно максимальное и минимальное значение освещенности за период ее колебания, лк; Eср – среднее значение освещенности за этот же период, лк. Показатель ослепленности P – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемой выражением:
(2)
где: S– коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Зрительный анализатор
Зрительный анализатор обладает наибольшей величиной адаптации. При темновой адаптации чувствительность достигает некоторого оптимального уровня через 40—50 мин; световая адаптация, т. е. понижение чувствительности, длится 8—10 мин. Глаз непосредственно реагирует на яркость, которая представляет отношение силы света (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. Яркость измеряется в нитах (нт; nt); 1 нт=1 кд/м2. При очень больших яркостях (более 30 000 нт) возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 нт.
Под контрастом понимается степень воспринимаемого различия между двумя яркостями, разделенными в пространстве или времени. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно.
При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, которая характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. С увеличением освещенности острота зрения возрастает. При уменьшении констрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сетчатке глаза. Оптический анализатор включает два типа рецепторов: колбочки и палочки. Первые являются аппаратом хроматического зрения, вторые —ахроматического. При равенстве энергии воздействующих волн различия их длин ощущаются как различия в свете источников света или поверхностей предметов, которые его отражают. Глаз различает семь основных цветов И более сотни их оттенков. Цветовые ощущения вызываются воздействием световых волн, имеющих длину от 380 до 780 нм. Приблизительно границы длин и- соответствующие им ощущения (цвета) следующие: 380—455 нм (фиолетовый); 455—470-нм (синий); 470—500 (голубой); 500—550 (зеленый); 540—590 (желтый) ;
590—610 (оранжевый); 610—780 (красный). Зрительный анализатор обладает определенной спектральной чувствительностью, которая характеризуется относительной видностыо монохроматического излучения. Наибольшая видность днем соответствует желтому цвету, а ночью или в сумерках — зелено-голубому. Гамма переходов от белого цвета к черному образует ахроматический ряд.
Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик. Инерция зрения по данным различных исследователей находится в пределах 0,1—0,3 с. Ощущения, возникающие после снятия раздражителя, называются последовательными образами. При коротком ярком сигнале образ выступает из темноты несколько раз в быстрой последовательности. При небольших яркостях через 0,5—1,5 с появляется отрицательный последовательный образ (т. е. светлые поверхности кажутся темными и наоборот). При цветном сигнале образ окрашен в дополнительный цвет. При резком действии прерывистого раздражителя возникает ощущение мельканий, которые при определенной частоте сливаются в ровный немигающий свет. Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической частотой слияния мельканий. В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, возникает вопрос о выборе
оптимальной частоты. Оптимальной является часн,,и ,- пи-делах 3—10 Гц. Инерция зрения обусловливает стробоскопический эффект. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом наблюдении отдельных объектов или иллюзия неподвижности (замедленного движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занима'ет прежнее положение. При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120—160°, по вертикали вверх — 55—60° и вниз — 65—72°. При восприятии цвета размеры поля зрения сужаются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх — 25°, вниз — 35°, вправо и влево по 32°. Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м равна в среднем 12% общего расстояния.