2.3.1. Світло, основні світлотехнічні показники
За своєю природою – світло – це видиме випромінювання електромагнітних хвиль довжиною від 380 до 780 нм. Видиме світло є складовою цілого ряду кольорів, які залежать від довжини електромагнітних хвиль: фіолетовий (λ = 380 – 450 нм); синій (λ = 450 – 510 нм); зелений (λ = 510 – 575 нм); жовтий (λ = 575 – 620 нм); червоний (λ = 620 – 750 нм). Випромінювання вище 780 нм називають інфрачервоним, нижче 380 нм – ультрафіолетовим.
Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути трьох видів (рисунок 2.49).
1. Природне – це пряме або відбите сонячне світло, що освітлює приміщення через світлові прорізи в зовнішніх огороджувальних конструкціях.
2. Штучне – здійснюється штучними джерелами світла і призначене для освітлення приміщень у темні години доби, або таких приміщень, які не мають денного освітлення.
3. Суміщене – одночасне поєднання штучного і природного.
|
а |
б |
в |
а – природне освітлення; б – штучне освітлення; в – суміщене освітлення
Рисунок 2.49 – Види освітлення
Освітлення характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують поняття системи світлотехнічних величин і одиниць.
Основними поняттями цієї системи є світловий потік, сила світла, освітленість та яскравість.
|
Світловий потік (Ф) – потік променевої енергії, що сприймається органами зору людини як світло. |
Одиниця світлового потоку – люмен (лм) це світловий потік, який створюється в одиничному тілесному куті ω, рівному 1 стерадіану, точковим джерелом світла в 1 канделу.
Стерадіан – одиничний тілесний кут ω з вершиною у центрі сфери радіусом 1 м, який вирізає на її поверхні площу, рівну площі квадрата зі стороною, що дорівнює радіусу сфери (1 м2).
.
|
Сила світла (I) – просторова густина світлового потоку, тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута, в якому він випромінюється: I = Ф/ω, кд. (2.21) |
За одиницю сили світла приймають канделу (кд), яка дорівнює люмен/стерадіан.
|
Освітленість (Е) – це величина світлового потоку, який припадає на одиницю площі освітлювальної поверхні: Е = Ф/S, лк. (2.22) |
За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) – освітленість, поверхні площею 1м2, що утворена світловим потоком в 1лм. Око людини здатне бачити об’єкт при його освітленості 0,1лк, при повному місяці освітленість дорівнює 0,2лк, у білі ночі – 2 – 3лк, у сонячний день – 105лк.
|
Яскравість (L) – величина, яку безпосередньо фіксує наше око, це відношення сили світла відбитої від поверхні в певному напрямку до її площі: L = I/(S·cosα), кд/м2. (2.23) |
За одиницю яскравості прийнято кд/м2. Для прикладу яскравість неба при середній хмарності становить 1600 кд/м2, хмар, освітлених сонцем – 3200 кд/м2, снігової вершини – 27000 кд/м2.
До якісних показників умов зорової роботи належать фон, контраст об’єкта з фоном, видимість, показник засліпленості та ін.
|
Фон – це поверхня, яка прилягає до об’єкта розрізнення, на якій він розглядається. |
|
Об’єкт розрізнення – найменший розмір предмету, його частина або дефект, яку необхідно розрізняти в процесі роботи. |
Фон характеризується коефіцієнтом відбиття світлових променів ρ, який оцінюється як відношенню світлового потоку, відбитого від поверхні до падаючого:
ρ = Фвідб/Фпад . (2.24)
Фон вважається світлим при ρ > 0,4; середнім при ρ = 0,2…0,4; темним при ρ < 0,2.
|
Контраст об’єкта з фоном характеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об’єкта та фону: К = (Lфон – Lоб ) / Lфон, (2.25) де Lоб і Lфон – яскравості відповідно об’єкта розрізнення і фону. |
Контраст об’єкта з фоном вважається малим при К < 0,2; середнім при К = 0,2…0,5; великим при К > 0,5.
Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади – люксметри модифікації Ю-116, Ю-117 та портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЭС 0693. Всі вони працюють із застосуванням ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований у люксах.