Главная
Профилактика зрения
Световой поток и освещенность. Фотометрия — свет Освещённость

Световой поток и освещенность. Фотометрия — свет Освещённость

17.07.2018

Освещенность - это световая величина, которая определяет количество света, попадающего на определенную площадь поверхности тела. Она зависит от длины волны света, так как человеческий глаз воспринимает яркость световых волн разной длины, то есть разного цвета, по-разному. Освещенность вычисляют отдельно для волн разной длины, так как люди воспринимают свет с длиной волны в 550 нанометров (зеленый), и цвета, находящиеся рядом в спектре (желтый и оранжевый), как самые яркие. Свет, образуемый более длинными или короткими волнами (фиолетовый, синий, красный) воспринимается, как более темный. Часто освещенность связывают с понятием яркости.

Освещенность обратно пропорциональна площади, на которую падает свет. То есть, при освещении поверхности одной и той же лампой, освещенность большей площади будет меньше, чем освещенность меньшей площади.

Разница между яркостью и освещенностью

Яркость Освещенность

В русском языке слово «яркость» имеет два значения. Яркость может означать физическую величину, то есть характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в определенном направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. Также она может определять более субъективное понятие об общей яркости, которое зависит от многих факторов, например особенностей глаз того, кто смотрит на этот свет, или количества света в окружающей среде. Чем меньше света вокруг, тем ярче кажется источник света. Чтобы не путать эти два понятия с освещенностью стоит запомнить, что:

яркость характеризует свет, отраженный от поверхности светящегося тела или посылаемый этой поверхностью;

освещенность характеризует падающий на освещаемую поверхность свет.

В астрономии яркость характеризует как излучающую (звезды), так и отражающую (планеты) способность поверхности небесных тел и измеряется по фотометрической шкале звездных яркостей. Причем, чем ярче звезда, тем меньше величина ее фотометрической яркости. Самые яркие звезды имеют отрицательную величину звездной яркости.

Единицы измерения

Освещенность чаще всего измеряют в единицах СИ люксах . Один люкс равен одному люмену на квадратный метр. Те, кто предпочитают метрическим единицам имперские, используют для измерения освещенности фут-канделу . Часто ее применяют в фотографии и кино, а также в некоторых других областях. Фут в названии используется потому, что одна фут-кандела обозначает освещенность одной канделой поверхности в один квадратный фут, которую измеряют на расстоянии одного фута (чуть больше 30 см).

Фотометр

Фотометр - это устройство, которое измеряет освещенность. Обычно свет поступает на фотодетектор, преобразуется в электрический сигнал и измеряется. Иногда встречаются фотометры, которые работают по другому принципу. Большая часть фотометров показывают информацию об освещенности в люксах, хотя иногда используются и другие единицы. Фотометры, называемые экспонометрами, помогают фотографам и операторам определить выдержку и диафрагму. Кроме этого фотометры используют для определения безопасной освещенности на рабочем месте, в растениеводстве, в музеях, и во многих других отраслях, где необходимо знать и поддерживать определенную освещенность.

Освещенность и безопасность на рабочем месте

Работа в темном помещении грозит ухудшением зрения, депрессией и другими физиологическими и психологическими проблемами. Именно поэтому многие правила охраны труда включают требования о минимальной безопасной освещенности рабочего места. Измерения обычно проводят фотометром, который выдает конечный результат в зависимости от площади распространения света. Это необходимо для того, чтобы обеспечить достаточную освещенность во всем помещении.

Освещенность в фото- и видеосъемке

В большинстве современных камер имеются встроенные экспонометры, упрощающие работу фотографа или оператора. Экспонометр необходим для того, чтобы фотограф или оператор могли определить, сколько света нужно пропустить на пленку или фотоматрицу в зависимости от освещенности снимаемого объекта. Освещенность в люксах преобразуется экспонометром в возможные комбинации выдержки и диафрагмы, которые потом выбираются вручную или автоматически, в зависимости от того, как настроена камера. Обычно предлагаемые комбинации зависят от настроек в камере, а также от того, что фотограф или оператор хочет изобразить. В студии и на съемочной площадке часто используют внешний или встроенный в камеру экспонометр, чтобы определить, достаточно ли освещения обеспечивают используемые источники света.

Для получения хороших фотографий или видеоматериала в условиях плохого освещения на пленку или фотоматрицу должно попасть достаточное количество света. Этого не трудно добиться с помощью фотоаппарата - нужно только установить правильную экспозицию. С видеокамерами дело обстоит сложнее. Для видеосъемки высокого качества обычно нужно устанавливать дополнительное освещение, иначе видео будет слишком темным или с сильным цифровым шумом. Это не всегда возможно. Некоторые видеокамеры специально разрабатывают для съемки в условиях слабой освещенности.

Камеры, предназначенные для съемки в условиях слабой освещенности

Есть два вида камер для съемок в условиях слабой освещенности: в одних используется оптика более высокого уровня, а в других - более совершенная электроника. Оптика пропускает больше света в объектив, а электроника лучше обрабатывает даже тот малый свет, что попадает в камеру. Обычно именно с электроникой связаны проблемы и побочные эффекты, описанные ниже. Светосильная оптика позволяет снять видео более высокого качества, но ее недостатки - дополнительный вес из-за большого количества стекла и значительно более высокая цена.

Кроме этого, на качество съемки влияет установленная в видео- и фотокамерах одноматричная или трехматричная фотоматрица. В трехматричной матрице весь поступающий свет делится с помощью призмы на три цвета - красный, зеленый и синий. Качество изображения в темных условиях лучше в трехматричных камерах, чем в одноматричных, так как при прохождении через призму рассеивается меньше света, чем при его обработке фильтром в одноматричной камере.

Существует два основных вида фотоматриц - на приборах с зарядовой связью (ПЗС) и выполненные на основе КМОП-технологии (комплементарный металлооксидный полупроводник). В первом обычно установлен датчик, на который поступает свет, и процессор, который обрабатывает изображение. В КМОП-матрицах датчик и процессор обычно объединены. В условиях недостаточного освещения камеры с ПЗС-матрицами обычно дают изображение лучшего качества, а достоинства КМОП-матриц в том, что они дешевле и потребляют меньше энергии.

Размер фотоматрицы также влияет на качество изображения. Если съемка происходит с малым количеством света, то чем больше матрица - тем лучше качество изображения, а чем меньше матрица - тем больше проблем с изображением - на нем появляется цифровой шум. Большие матрицы устанавливают в более дорогих камерах, и для них необходима более мощная (и, как следствие - тяжелая) оптика. Фотокамеры с такими матрицами позволяют снимать профессиональное видео. Например, в последнее время появился ряд фильмов полностью снятых на такие камеры как Canon 5D Mark II или Mark III, у которых размер матрицы - 24 x 36 мм.

Производители обычно указывают, в каких минимальных условиях может работать камера, например при освещенности от 2 люкс. Эта информация не стандартизирована, то есть производитель решает сам, какое видео считать качественным. Иногда две камеры с одним и тем же показателем минимальной освещенности дают разное качество съемки. Альянс отраслей электронной промышленности EIA (от английского Electronic Industries Association) в США предложил стандартизированную систему определения светочувствительности камер, но пока он используется только некоторыми производителями и не принят повсеместно. Поэтому часто, чтобы сравнить две камеры с одинаковыми световыми характеристиками, нужно испробовать их в действии.

На данный момент любая камера, даже рассчитанная на работу в условиях низкой освещенности, может давать картинку низкого качества, с высокой зернистостью и послесвечением. Чтобы решить некоторые из этих проблем возможно предпринять следующие шаги:

Снимать на штативе;
Работать в ручном режиме;
Не использовать режим переменного фокусного расстояния, а вместо этого перенести камеру как можно ближе к объекту съемки;
Не использовать автоматическую фокусировку и автоматический выбор ISO - при большей величине ISO увеличивается шум;
Снимать с выдержкой в 1/30;
Использовать рассеянный свет;
Если нет возможности установить дополнительное освещение, то использовать весь возможный свет вокруг, например уличные фонари и лунный свет.

Несмотря на отсутствие стандартизации о чувствительности камер к освещенности, для ночной съемки все равно лучше выбрать камеру, на которой указано, что она работает при 2 люкс или ниже. Также следует помнить, что даже если камера действительно хорошо снимает в темных условиях, ее чувствительность к освещенности, указанная в люксах - чувствительность к свету, направленному на объект, но камера на самом деле получает свет, отраженный от объекта. При отражении часть света рассеивается, и чем дальше камера от объекта - тем меньше света попадает в объектив, что ухудшает качество съемки.

Экспозиционное число

Экспозиционное число (англ. Exposure Value, EV) - целое число, характеризующее возможные комбинации выдержки и диафрагмы в фото, кино- или видеокамере. Все сочетания выдержки и диафрагмы, при которых на пленку или светочувствительную матрицу попадает одинаковое количество света, имеют одинаковое экспозиционное число.

Несколько комбинаций выдержки и диафрагмы в камере при одном и том же экспозиционном числе позволяют получить примерно одинаковое по плотности изображение. Однако изображения при этом будут различными. Это связано с тем, что при разных значениях диафрагмы глубина резко изображаемого пространства будет различной; при разных значениях выдержки изображение на пленке или матрице будет находиться разное время, в результате чего оно будет в разной степени смазано или совсем не смазано. Например, сочетания f/22 - 1/30 и f/2.8 - 1/2000 характеризуются одним и тем же экспозиционным числом, но первое изображение будет иметь большую глубину резкости и может оказаться смазанным, а второе будет иметь малую глубину резкости и, вполне возможно, совсем не будет смазанным.

Бóльшие значения EV используются, если объект съемки лучше освещен. Например, экспозиционное число (при светочувствительности ISO 100) EV100 = 13 можно использовать при съемке ландшафта, если на небе имеется облачность, а EV100 = –4 годится для съемки яркого полярного сияния.

По определению,

EV = log 2 (N 2 /t )

2 EV = N 2 /t , (1)

N - диафрагменное число (например: 2; 2,8; 4; 5,6, и т. д.)
t - выдержка в секундах (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100, и т. д.)

Например, для комбинации f/2 и 1/30, экспозиционное число

EV = log 2 (2 2 /(1/30)) = log 2 (2 2 × 30) = 6.9 ≈ 7.

Это число может быть использовано для съемки ночных сцен и освещенных витрин. Комбинация f/5.6 с выдержкой 1/250 дает экспозиционное число

EV = log 2 (5.6 2 /(1/250)) = log 2 (5.6 2 × 250) = log 2 (7840) = 12.93 ≈ 13,

которое можно использовать для съемки пейзажа с облачным небом и без теней.

Следует отметить, что аргумент логарифмической функции должен быть безразмерным. В определении экспозиционного числа EV игнорируется размерность знаменателя в формуле (1) и используется только численное значение выдержки в секундах.

Взаимосвязь экспозиционного числа с яркостью и освещенностью объекта съемки

Определение экспозиции по яркости света, отраженного от объекта съемки

При использовании экспонометров или люксметров, измеряющих отраженный от объекта съемки свет, выдержка и диафрагма связаны с яркостью объекта съемки следующим соотношением:

N 2 /t = LS /K (2)

N - диафрагменное число;
t - выдержка в секундах;
L - усредненная яркость сцены в канделах на квадратный метр (кд/м²);
S - арифметическое значение светочувствительности (100, 200, 400, и т. д.);
K - калибровочный коэффициент экспонометра или люксметра для отраженного света; Canon и Nikon используют K = 12.5.

Из уравнений (1) и (2) получаем экспозиционное число

EV = log 2 (LS /K )

2 EV = LS /K

При K = 12,5 и ISO 100, имеем следующее уравнение для яркости:

2 EV = 100L /12.5 = 8L

L = 2 EV /8 = 2 EV /2 3 = 2 EV–3 .

Освещенность и музейные экспонаты

Скорость, с которой ветшают, выцветают и иным образом портятся музейные экспонаты, зависит от их освещенности и от силы источников света. Сотрудники музеев измеряют освещенность экспонатов, чтобы убедиться, что на экспонаты попадает безопасное количество света, а также и для того, чтобы обеспечить достаточно света для посетителей, чтобы они могли хорошо рассмотреть экспонат. Освещенность можно измерить фотометром, но во многих случаях это бывает нелегко, так как он должен находиться как можно ближе к экспонату, а для этого часто необходимо убрать защитное стекло и выключить сигнализацию, а также получить на это разрешение. Чтобы облегчить задачу, работники музея часто пользуются фотоаппаратами как фотометрами. Конечно, это не замена точным измерениям в ситуации, где найдена проблема с количеством света, который попадает на экспонат. Но для того, чтобы проверить, нужна ли более серьезная проверка с фотометром, фотоаппарата вполне достаточно.

Экспозиция определяется фотоаппаратом на основе показаний об освещенности, и, зная экспозицию, можно найти освещенность, проделав ряд несложных вычислений. В этом случае сотрудники музеев пользуются либо формулой, либо таблицей с переводом экспозиции в единицы освещенности. Во время вычислений не стоит забывать, что камера поглощает часть света, и учитывать это в конечном результате.

Освещенность в других сферах деятельности

Садоводы и растениеводы знают, что растения нуждается в свете для фотосинтеза, и им известно, сколько света необходимо каждому растению. Они измеряют освещенность в теплицах, садах и огородах, чтобы убедиться в том, что каждое растение получает достаточное количество света. Некоторые используют для этого фотометры.

Разница между яркостью и освещенностью

Яркость Освещенность

освещенность характеризует падающий на освещаемую поверхность свет.

Единицы измерения

Фотометр

Освещенность и безопасность на рабочем месте

Освещенность в фото- и видеосъемке

Камеры, предназначенные для съемки в условиях слабой освещенности

Снимать на штативе;
Работать в ручном режиме;
Не использовать режим переменного фокусного расстояния, а вместо этого перенести камеру как можно ближе к объекту съемки;
Не использовать автоматическую фокусировку и автоматический выбор ISO - при большей величине ISO увеличивается шум;
Снимать с выдержкой в 1/30;
Использовать рассеянный свет;
Если нет возможности установить дополнительное освещение, то использовать весь возможный свет вокруг, например уличные фонари и лунный свет.

Экспозиционное число

По определению,

EV = log 2 (N 2 /t )

2 EV = N 2 /t , (1)

N - диафрагменное число (например: 2; 2,8; 4; 5,6, и т. д.)
t - выдержка в секундах (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100, и т. д.)

Например, для комбинации f/2 и 1/30, экспозиционное число

EV = log 2 (2 2 /(1/30)) = log 2 (2 2 × 30) = 6.9 ≈ 7.

EV = log 2 (5.6 2 /(1/250)) = log 2 (5.6 2 × 250) = log 2 (7840) = 12.93 ≈ 13,

которое можно использовать для съемки пейзажа с облачным небом и без теней.

Взаимосвязь экспозиционного числа с яркостью и освещенностью объекта съемки

Определение экспозиции по яркости света, отраженного от объекта съемки

N 2 /t = LS /K (2)

N - диафрагменное число;
t - выдержка в секундах;
L - усредненная яркость сцены в канделах на квадратный метр (кд/м²);
S - арифметическое значение светочувствительности (100, 200, 400, и т. д.);
K - калибровочный коэффициент экспонометра или люксметра для отраженного света; Canon и Nikon используют K = 12.5.

Из уравнений (1) и (2) получаем экспозиционное число

EV = log 2 (LS /K )

2 EV = LS /K

При K = 12,5 и ISO 100, имеем следующее уравнение для яркости:

2 EV = 100L /12.5 = 8L

L = 2 EV /8 = 2 EV /2 3 = 2 EV–3 .

Освещенность и музейные экспонаты

Освещенность в других сферах деятельности

Свет просто необходим каждому человеку для отличного настроения и психического здоровья. Благодаря ему мы получаем возможность видеть предметы, различать их форму и структуру материалов, ведь искусственное продление светового дня позволяет повысить работоспособность и производительность труда. Выбирая для себя светильники и лампы, не стоит забывать о том, что свет должен быть подобран правильно. В помещениях разного назначения допустим вариативный подход к интенсивности освещения. А чтобы правильно подобрать светильники, необходимо знать, в чем измеряется свет.

Источники и искусственные

Все специалисты по охране здоровья человека в один голос заявляют, что лучшим для людей является Он способствует выработке в организме целого ряда витамином и микроэлементов, а также наиболее благоприятен для глаз. Каждый предмет при естественном освещении можно разглядеть без искажений и бликов.

Но, к сожалению, современный мир диктует свои условия, и мы уже не можем обойтись без искусственных источников света в темное время суток, иначе бы жизнь городов полностью остановилась. В каждой квартире находится масса различных светильников, довольно часто мы даже не представляем, в чем измеряется свет и на что нужно обратить внимание в магазине при покупке разнообразных бра, торшеров и абажуров.

Каким бывает свет?

Не менее важным, чем подбор интенсивности света, является категория или тип освещения. Как мы уже говорили, самый приятный и безопасный свет - это естественный источник освещения. Он имеет теплый оттенок и меньше всего вредит глазам. Ближе всего к подобному тону были старые лампы накаливания с красноватым оттенком светового потока. Они не раздражали глаза и копировали солнечный свет, попадающий в окна квартир.

Современные лампы имеют множество вариаций по рабочему элементу и типу света. Перед покупкой новой лампы обязательно проверьте, какой тип света указан на упаковке. Например, теплый свет будет идеален для жилых помещений. А нейтральный обычно используется в офисах и огромных производственных помещениях. Холодный свет часто используют в часовых мастерских, где его голубоватый оттенок помогает различать мелкие детали. Также приветствуются холодные оттенки света в субтропических странах, там они создают ощущение дополнительной прохлады и прозрачности воздуха.

Исходя из выше перечисленного, можно всегда правильно выбрать тип лампочки, которая будет создавать вам необходимый настрой и уровень комфорта в расслабляющей домашней атмосфере. Психологи доказали, что тип света играет серьезную роль для формирования рабочего настроя на предприятиях. Естественно, что от этого зависит и производительность труда.

По каким параметрам измеряется интенсивность света?

Обычный покупатель даже не задумывается, в чем измеряется свет и насколько это важная информация. Ведь свет, являясь измеряется по многим количественным и качественным параметрам. Их обязательно необходимо учитывать, планируя ремонт в квартире и подсчитывая количество лампочек, необходимых для каждой комнаты.

Свет можно измерять по следующим характеристикам:

интенсивности;
силе;
яркости.

Просто так, "на глазок" вы не сумеете определить все необходимые параметры, поэтому стоит позаботиться о покупке приборов, которые помогут вам сохранить свое зрение и позитивный психологический настрой в любое время суток.

В чем измеряется яркость света?

Яркость - это очень важная характеристика светового источника. Именно яркость освещения позволяет нам видеть все окружающие нас предметы четко и контрастно. Благодаря яркости обостряется пространственное восприятие и экспозиция белых и черных оттенков. К тому же именно яркость источника света определяет степень комфорта при чтении печатного текста, а это, как известно, напрямую влияет на здоровье глаз.

Если мы говорим о яркости, то запомнить, в каких единицах измеряется свет, очень легко. Чаще всего для измерения яркости источника освещения применяется кандела. Эта единица обозначает яркость горения одной свечи, именно от нее отталкиваются все измерительные приборы. Иногда специалисты применяют еще и другие единицы измерения - ламберт и апостильб.

Каким прибором можно измерить яркость освещения?

Современные магазины специализированной техники всегда готовы предоставить покупателям большое количество разнообразных приборов для измерения яркости света. Лучше всего с этой работой справляются яркомеры и колориметры. Они способны выдать вам информацию не только по степени яркости в конкретном помещении, но и определить цветовую температуру комнаты.

Приборы с расширенным функционалом подходят для профессиональных фотографов, занимающихся студийными съемками. А для бытовых нужд подойдет обычный яркомер, не имеющий дополнительных опций.

В каких

Сила света - Согласно школьному курсу физики ее можно охарактеризовать как энергию света, которая способна переноситься из одной точки в другую за определенный промежуток времени. Эта энергия может менять направление в зависимости от заданной траектории.

Измеряется энергия света в канделах. То есть, купив для домашнего пользования яркомер, вы всегда сможете измерить не только яркость, но и силу света.

Интенсивность света: в чем измеряется?

Интенсивность света часто называют освещенностью, и она тоже имеет важное значение при выборе светильников и различных видов ламп. Запомнить, в чем измеряется интенсивность света, может даже ребенок, хотя здесь стоит учитывать некоторые нюансы.

Если мы говорим о падающем на определенную поверхность, то измерять необходимо в люменах. А вот при желании выяснить степень освещенности предметов или поверхностей, говорить нужно о люксах.

Подобные тонкости часто пугают покупателей, которые где-то слышали, что свет измеряется в люменах, и недоумевают по поводу непонятных единиц измерения, указанных на упаковке от лампочки. Справиться с проблемой выяснения степени освещенности в помещении поможет весьма распространенный прибор - люксометр.

Люксометр - прибор, сохраняющий здоровое зрение

Если вы с трудом запоминаете, в каких единицах измеряется свет, то люксометр сэкономит ваше время и нервные клетки. Этот прибор имеет небольшой размер и вес, чаще всего он состоит из дисплея и измерительной части.

Пользоваться таким помощником можно дома, в учебных заведениях или офисных помещениях. Для получения данных нужно просто включить источник света, и сделать замеры. Уже через несколько секунд на дисплее вы увидите результат, который и покажет, насколько безопасны для глаз ваши лампочки и светильники.

для квартир и других жилых помещений

Для того чтобы подобрать комфортное для глаз освещение, недостаточно знать, в чем измеряется свет. Нужно еще владеть информацией о нормах освещенности, по которым и стоит ориентироваться, планируя расположение осветительных приборов в квартире.

Каждая комната и помещение имеют свою необходимую степень освещенности, которая измеряется в люксах. К примеру, детская должна быть самым освещенным помещением в квартире. Здесь не может быть менее двухсот люксов, иначе здоровье малыша окажется под большой угрозой.

Кухня и остальные комнаты могут освещаться на сто пятьдесят люксов, а вот хозяйственные помещения и коридоры вполне обходятся пятьюдесятью люксами. Соблюдение этих норм гарантирует вашей семье комфортное существование, отличное настроение и зрение, которому позавидует даже орел.

Если вы заботитесь о своей семье, то должны точно знать, какие лампочки установлены в светильниках вашей квартиры. Ведь каждый здравомыслящий человек мечтает возвращаться с работы в дом, где его ждут веселые дети и заботливая жена в хорошем расположении духа. А немаловажную роль в том, чтобы мечта наконец-то стала реальностью, играет грамотно подобранное освещение.

ВВЕДЕНИЕ

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности.

Из общего объема информации человек получает через зрительный канал около 80 %. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывает полную потерю ориентировки работающих.

При неудовлетворительном освещении, кроме того, снижается производительность труда и увеличивается брак продукции.

Человек проводит в помещениях и на работе большую часть своего времени. Вот почему просто необходимо знать, и не просто знать, а еще и выполнять все требования к освещению производственных помещений и рабочих мест.

Требования к освещению производственных помещений и рабочих мест. Гигиеническая характеристика естественного и искусственного освещения. Нормы освещенности. Выбор источников света, светильников. Организация эксплуатации осветительных установок.

Как и другие факторы, освещение обладает различными характеристиками, параметрами и показателями.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф и измеряется в люменах (лм).

Световой поток Ф - поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения.

Единица светового потока - люмен (лм) - световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.

Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку ее измерение основывается на зрительном восприятии.

Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока - сила света I.

Сила света I определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телеcного угла, к величине этого угла.

За единицу величины силы света принята кандела (кд).

Одна кандела - сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/6·10 5 м 2 полного излучения (государственный эталон света) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па.

Освещенность Е - отношение светового потока dФ падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента есть отношение светового потока d2Ф к произведению телесного угла dЩ, в котором он распространяется, площади dS и косинуса угла?

L = d2Ф/(dЩ·dS·cos и) = dI/(dS·cosи),

где dI - сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении и.

Коэффициент отражения характеризует способность отражать падающий на него световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр. к падающему на него потоку Фпад..

К основным качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации, показатель ослепленности и дискомфорта, спектральный состав света.

Для оценки условий зрительной работы существуют такие характеристики, как фон, контраст объекта с фоном.

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое светом неба, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, искусственное, осуществляемое электрическими лампами и совмещенное, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах называется боковым, а освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания называется верхним. Сочетание верхнего и бокового естественного освещения называется комбинированным естественным освещением.

Качество естественного освещения характеризуют коэффициентом естественной освещенности (КЕО). Он представляет собой отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное. В системе общего освещения светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). В системе комбинированного освещения к общему освещению добавляется местное, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Применение одного местного освещения не допускается.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, безопасности, эвакуационное, охранное и дежурное.

Рабочее освещение - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.

Освещение безопасности - освещение, устраиваемое для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Этот вид освещения должен создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2лк внутри здания и не менее 1лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение следует предусматривать для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей. Оно должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц: в помещениях - 0,5 лк, а на открытых территориях- 0,2 лк.

Освещение безопасности и эвакуационное освещение называют аварийным освещением. Выходные двери общественных помещений общественного назначения, в которых могут находиться более 100 человек, а также выходы из производственных помещений без естественного света, где могут находиться одновременно более 50 человек или имеющих площадь более 150 м2, должны быть отмечены указателями. Указатели выходов могут быть световыми и не световыми, при условии, что обозначение выхода освещается светильниками аварийного освещения.

Осветительные приборы аварийного освещения допускается предусматривать горящими, включаемыми одновременно с основными осветительными приборами нормального освещения и не горящими, автоматически включаемыми при прекращении питания нормального освещения.

Охранное освещение должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии границы.

Дежурное освещение предусматривается для нерабочего времени. Область его применения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству не нормируются.

Основная задача освещения на производстве - создание наилучших условий для видения. Эту задачу можно решить только осветительной системой, отвечающим определенным требованиям.

Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими параметрами:

Наименьшим размером объекта различения (рассматриваемого предмета, отдельной его части или дефекта);

Характеристикой фона (поверхности, прилегающей 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 при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.

Контрастом объекта различения с фоном К, который равен отношению абсолютной величины разности между яркостью объекта Lо и фона Lф к яркости фона K = |Lо - Lф|/ Lф; контраст 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).

Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в окружающем пространстве. Если в поле зрения находятся поверхности, значительно отличающиеся между собой по яркости, то при переводе взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения.

На рабочем месте должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается призводительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травмам.

В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов.

Прямая блескость связана с источниками света, отраженная возникает на поверхности с большим коэффициентом отражения или отражением по направлению глаза.

Критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установки, является показатель ослепленности Ро, значение которого определяется по формуле

Ро = (S - 1) ·1000,

где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Критерием оценки дискомфортной блесткости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, является показатель дискомфорта.

Величина освещенности должна быть постоянной во времени, чтобы не возникало утомления глаз за счет переадаптации. Характеристикой относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света является коэффициент пульсации освещенности Кп.

Кп (%) = 100· (Еmax - Emin)/2Еср,

где Еmax,Emin и Еср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания.

Для правильной цветопередачи следует выбирать необходимый спектральный состав света. Правильную цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

Требования к освещению помещений устанавливает СниП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. Для помещений промышленных предприятий установлены нормы на КЕО, освещенность, допустимые сочетания показателей ослепленности и коэффициента пульсации. Значения этих норм определяются разрядом и подразрядом зрительной работы. Всего предусмотрено восемь разрядов - от I; где наименьший размер объекта различения составляет менее 0,15мм, до VI, где он превышает 5 мм; VII разряд установлен для работ со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах, VIII - для общего наблюдение за ходом производственного процесса. При расстояниях от объекта различения до глаза работающего более 0,5 м разряд работ устанавливается в зависимости от углового размера объекта различения, определяемого отношением минимального размера объекта различения к расстоянию от этого объекта до глаз работающего. Подразряд зрительной работы зависит от характеристики фона и контраста объекта различения с фоном.

Для помещений жилых, общественных административно-бытовых зданий установлены нормы на КЕО, освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности. В случаях специальных архитектурно-художественных требований регламентируется также цилиндрическая освещенность. Цилиндрическая освещенность характеризует насыщенность помещения светом. Она рассчитывается инженерным методом.

Выбор этих норм зависит от разряда и подразряда зрительной работы. Для таких помещений предусмотрено 5 разрядов зрительной работы - от А - до Д.

Зрительная работа относится к одному из первых трех разрядов (в зависимости от наименьшего размера объекта различения), если она заключается в различении объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения. Подразряд зрительной работы при этом определяется относительной продолжительностью зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность (%).

Зрительная работа относится к разрядам ГиД, если она заключается в обзоре окружающего пространства при очень кратковременном, эпизодическом различении объектов. Разряд Г устанавливается при высокой насыщенности помещения светом, а разряд Д - при нормальной насыщенности.

Нормы естественного освещения зависят от светового климата, в котором расположен административный район. Требуемое значение КЕО определяется по формуле

КЕО = eн·mN,

Где N - номер группы обеспеченности естественным светом, который зависит от выполнения световых проемов и их ориентации по сторонам горизонта;

eн - значение КЕО, указанное в таблицах СниП 23-05-95;

mN - коэффициент светового климата.

Для освещения производственных помещений и складских зданий следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.

Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

Для местного освещения рабочих мест следует использовать светильники с непросвечивающими отражателями. Местное освещение рабочих мест, как правило, должно быть оборудовано регуляторами освещения.

В помещениях, где возможно возникновение стробоскопического эффекта, необходимо включение соседних ламп в 3 фазы питающего напряжения или включение их в сеть с электронными пускорегулирующими аппаратами.

В помещениях общественных, жилых и вспомогательных зданий при невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп, а также для обеспечения архитектурно-художественных требований допускается предусматривать лампы накаливания.

Освещение лестничных клеток жилых зданий высотой более 3 этажей должно иметь автоматическое или дистанционное управление, обеспечивающее отключение части светильников или ламп в ночное время с таким расчетом, чтобы освещенность лестниц была не ниже норм эвакуационного освещения.

На крупных предприятиях должно быть специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник).

Следует проверять уровень освещенности в контрольных точках производственного помещения после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.

Чистка стекол световых проемов должна производиться не реже 4 раз в год для помещений со значительными выделениями пыли; для светильников - 4 -12 раз в год, в зависимости от характера запыленности производственного помещения.

Перегоревшие лампы необходимо своевременно заменять. В установках с люминисцентными лампами и лампами ДРЛ необходимо следить за исправностью схем включения, а также пускорегулирующих аппаратов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассмотрели требования к освещению производственных помещений и рабочих мест, гигиенические характеристики естественного и искусственного освещения, нормы освещенности, выбор источников света, светильников и каким образом должна происходить организация эксплуатации осветительных установок. Все это в непосредственной мере влияет на микроклимат, а значит и на здоровье, самочувствие человека. Вот почему так важно соблюдать все требования и нормы, связанные с освещением.

ПЛАН

ВВЕДЕНИЕ

Требования к освещению производственных помещений и рабочих мест.

Гигиеническая характеристика естественного и искусственного освещения.

Нормы освещенности.

Выбор источников света, светильников.

Организация эксплуатации осветительных установок.