Искусственное освещение создается с использованием электрических источников света и может иметь различные виды:
Общее освещение, при котором светильники равномерно размещаются в верхней зоне помещения (общее равномерное освещение) или с учетом расположения оборудования (общее локализованное освещение).
Местное освещение, дополнительно к общему, создаваемое светильниками, которые направляют световой поток непосредственно на рабочие места.
Комбинированное освещение, при котором к общему освещению добавляется местное освещение.
Светильники - это источники света, заключенные в арматуру, которые служат для правильного распределения светового потока и защиты глаз от избыточной яркости. Светильники могут быть подразделены по светораспределению:
Прямой свет, где более 80% светового потока направляется в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности.
Рассеянный свет, который излучает световой поток в обе полусферы: от 40% до 60% светового потока направляется вниз, а от 60% до 80% - вверх.
Отраженный свет, где более 80% светового потока направляется вверх, на потолок, а отражаемый от него свет падает вниз.
Источники искусственного освещения
Источники света, используемые для искусственного освещения, можно разделить на 3 группы: лампы накаливания, газоразрядные (люминесцентные) лампы и светодиодные лампы.
Лампы накаливания (ЛН) являются источниками теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева вольфрамовой нити электрическим током. Лампа излучает яркий свет и также является источником нагрева окружающего воздуха. Однако только около 5% потребляемой электрической энергии превращается в свет, а остальные 70-80% превращаются в тепло.
Преимущества и недостатки лампы накаливания зависят от выбора и условий эксплуатации. Одним из важных преимуществ является широкий ассортимент ламп накаливания на рынке, предлагающий различные мощности, напряжения и типы, подходящие для разных условий использования. Лампы накаливания практически не зависят от окружающей среды, температуры и влажности, поэтому могут использоваться в разных помещениях и условиях. Однако у них низкая световая отдача, ограниченный срок службы, преобладание желто-красного спектра и зависимость характеристик от напряжения.
В газоразрядных лампах световое излучение возникает в результате разряда в инертных газах и парах металлов, а также за счет явления люминесценции. Люминесцентные лампы (ЛЛ) не нагревают окружающий воздух и имеют важное преимущество перед лампами накаливания - возможность создавать свет разного спектрального состава: теплый, естественный, белый, дневной. ЛЛ более экономичны и имеют более длительный срок службы (от 3000 до 12000 часов), а также высокую светоотдачу (75-85 лм/Вт) при одинаковой мощности по сравнению с лампами накаливания.
К недостаткам люминесцентных ламп относятся работа в определенном температурном диапазоне (от 5 до 50°С), пульсация светового потока при работе на переменном токе, монотонный шум при работе и стробоскопический эффект, который может искажать зрительное восприятие движущихся предметов или изменяющихся изображений.
В современном мире светодиодное освещение занимает ведущую позицию в сфере освещения. Светодиоды являются полупроводниковыми приборами, которые преобразуют электрический ток непосредственно в световое излучение. Светодиоды обладают следующими преимуществами: длительный срок службы, низкое энергопотребление, безопасность в использовании и способность излучать свет, приближенный к естественному освещению. Однако у светодиодных приборов есть некоторые недостатки, основным из которых является их высокая стоимость. Одним из недостатков, влияющих на человеческий организм, является мерцание, которое может быть заметно или незаметно для глаз. Мерцание возникает при использовании низкокачественных светодиодов и может вызывать боль и усталость глаз, головокружение, а также проблемы с концентрацией и нервную сверхчувствительность.
Светодиоды, несмотря на свои небольшие размеры, излучают большое количество света, что может создавать большую нагрузку на глаза и вызывать быстрое утомление.
При оценке искусственного освещения помещений проводится анализ следующих аспектов:
выбор источников света;
осмотр и анализ систем освещения;
определение подходящего типа светильников для общего и местного освещения;
правильное размещение светильников для общего освещения;
определение оптимального расстояния между светильниками;
подвес светильников над рабочей поверхностью;
измерение уровня освещенности на рабочем месте и другие факторы.
Искусственное освещение в жилых помещениях и общественных организациях должно быть достаточно интенсивным, равномерным по всему помещению и не должно вызывать блеск.
Для определения необходимого уровня освещенности на рабочем месте или в помещении следует сначала учесть размер объекта, который нужно различить, а также контрастность объекта с фоном.
Размер объекта различения определяется при расположении объекта на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего. В случаях, когда расстояние больше указанной величины, для определения зрительной работы применяется таблица 2, учитывая угловой размер объекта различения, который вычисляется как отношение минимального размера объекта различения (d) к расстоянию от объекта до глаз работающего.
Фон - это поверхность, непосредственно примыкающая к объекту различения, на которой он рассматривается. В зависимости от коэффициента отражения поверхности, фон может быть светлым (коэффициент отражения более 0,4), средним (коэффициент отражения от 0,2 до 0,4) или темным (коэффициент отражения менее 0,2).
Контраст между объектом и фоном вычисляется путем определения разницы между коэффициентом отражения объекта (Во) и фона (Вф).
Уровень искусственного освещения определяется с использованием люксметра (объективный метод) и расчетной удельной мощности светильников (расчетный метод).
Определение уровня искусственного освещения с помощью люксметра проводится на горизонтальной поверхности рабочего места. Полученные данные сравниваются с нормами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий. Санитарные правила и нормы".
В случае, если измерение освещенности проводится в дневное время, уровень искусственного освещения рассчитывается по разности величин, полученных при включенном и выключенном искусственном освещении.
Если нет доступа к люксметру, определение уровня искусственного освещения можно выполнить с помощью метода "ватт", который учитывает зависимость средней
горизонтальной освещенности от суммарного светового потока всех источников света и размера помещения.
Удельная мощность представляет собой количество энергии, выраженное в ваттах, которое приходится на единицу освещаемой площади. По ее величине можно ориентировочно определить уровень освещения. Для этого необходимо подсчитать число ламп в помещении и суммировать их мощность. Полученную величину делят на площадь помещения, выраженную в квадратных метрах, и тем самым получают удельную мощность ламп в ваттах на 1 квадратный метр.
Удельную мощность ламп осветительной установки (P) рассчитывают по формуле:
Р = W × N / S × e,
где W - мощность лампы, Вт; N - число ламп; S - площадь помещения, м2; e - коэффициент, который составляет 2,0 для ламп мощностью до 100 Вт и 2,5 для ламп мощностью 100 Вт и более при напряжении в электрической сети 220 В.
Больше по этой теме можно прочитать, используя слова:
коэффициент отражения поверхности
контраст
коэффициент отражения объекта
уровень искусственного освещения
люксметр
горизонтальная поверхность
нормы СанПиН
ватт
суммарный световой поток
размер помещения
удельная мощность
энергия
освещаемая площадь
лампа
мощность лампы
светодиодное освещение
светодиоды
естественное освещение
высокая стоимость
мерцание
головокружение
проблемы с концентрацией
нервная сверхчувствительность
рассеянный свет
узконаправленный световой пучок
ослепление
синее световое излучение
возрастная дегенерация макулы
деградация сетчатки
безопасность глаз
меланопсиновый крест
энергосберегающие источники света
биологически адекватный спектр света
гигиеническая сертификация