Цель лабораторной работы – обработка результатов прямых многократных измерений при определении горизонтальной освещенности в помещении лаборатории прибором люксметр ТКА-ЛЮКС.

При выполнении лабораторной работы необходимо:

1) изучить виды и системы освещения, основные светотехнические показатели;

2) ознакомиться с устройством и принципом работы прибора ТКА-ЛЮКС;

3) изучить порядок работы с люксметром ТКА-ЛЮКС;

4) освоить методику проведения измерений;

5) провести многократные измерения горизонтальной освещенности в помещении лаборатории прибором люксметр ТКА-ЛЮКС;

6) обработать полученные результаты исследований.

Оснащение участка лабораторной работы:

Оборудование – люксметр ТКА-ЛЮКС.

Объект измерений – помещение лаборатории.

Справочная литература – паспорт прибора, выписка из инструкции по устройству и эксплуатации, ГОСТы, СНиПы, СанПиНы, плакаты, нормативно-техническая документация.

Физические основы метода

Важнейшим источником информации, поступающей в мозг человека из внешней среды, является зрение. Качество информации, получаемое посредством зрения, во многом зависит от освещения. Освещение, удовлетворяющее гигиеническим и экологическим требованиям, называется рациональным. Рациональное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих. Способствует повышению производительности труда, обеспечению его безопасности, сохранению высокой работоспособности человека в процессе труда. При недостаточной освещенности и плохом качестве освещения состояние зрительных функций находится на низком исходном уровне, повышается утомление зрения в процессе выполнения работы, возрастает опасность травм. С другой стороны, существует опасность отрицательного влияния на органы зрения слишком большой яркости (блескости) источников света. Следствием этого может явиться временное нарушение зрительных функций глаза (явление слепимости). Кроме того, следует учитывать, что основная обработка изображения происходит в мозге, поэтому при нерациональной освещенности зрительный аппарат, центральная нервная система и мозг функционируют в перенапряженном режиме, что сказывается на самочувствии человека.

Свет (видимое излучение) – представляет собой излучение, которое, воздействуя на рецепторы сетчатки (палочки и колбочки), вызывает зрительное ощущение.

По своей природе это электромагнитные волны длиной от 380 до 760 нм (1 нм =10^{-9 м). Наибольшая чувствительность зрения – к излучению длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет), которая уменьшается к границам видимого спектра.}

Свет характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость и некоторые другие.

Сила света I – пространственная плотность светового потока в заданном направлении. Она равна отношению светового потока к величине телесного угла (стерадиана), в котором он излучается. Единицей силы света является кандела (кд).

Световой поток Ф – поток лучистой энергии через произвольную площадь в единицу времени. Единица светового потока люмен (лм) – это световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света равной 1 канделе.

Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока. Единица освещенности люкс (лк) – освещенность поверхности площадью 1 кв.м при световом потоке падающего на него излучения равном 1 люмену.

Производственное освещение бывает естественным, искусственным и совмещенным.

Естественное освещение обусловлено прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняется в зависимости от географической широты, времени суток, времени года, степени облачности, прозрачности атмосферы. Основной характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности (КЕО), определяемый соотношением:

                          (8)

где Е_внут – освещенность в данной точке помещения; Е_внеш – освещенность на горизонтальной поверхности под открытым небосводом.

Искусственное освещение применяется при недостаточности естественного освещения или отсутствии его (в темное время суток). По функциональному назначению искусственное освещение разделяется на: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Искусственное освещение создается искусственными источниками света: лампами накаливания или газоразрядными лампами

Совмещенное освещение представляет собой дополнение естественного освещения искусственным в светлое время суток при недостаточном по нормам естественном освещении.

Искусственное освещение может быть общим и местным. При общем освещении светильники размещают в верхней зоне равномерно (равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (локализованное освещение).

При местном освещении световой поток от светильников концентрируется непосредственно на рабочих местах. При дополнении общего освещения местным оно называется комбинированным освещением.

Для искусственного освещения помещений рекомендуется применение газоразрядных ламп (люминесцентных, дуговых ртутных, металлогалогенных и др.).

Как правило, на рабочих местах должно использоваться естественное и искусственное освещение. Одно местное освещение в производственных условиях не применяется, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаз, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев и аварий. Минимальная величина освещенности, создаваемая общим освещением в системе комбинированного освещения, должна быть не менее 10% от нормированной величины.

Нормирование освещенности рабочего места производится в зависимости от точности зрительной работы, характеризуемой размерами объекта различения. На условия зрительной работы, ее разряд кроме размеров объекта различения (деталь предмета с минимальными размерами) влияют также контраст с фоном, яркость фона и система освещения. Значения нормативных данных освещенности рабочего места определяются по СНиП 23–05–95 (2003) Строительные нормы и правила «Естественное и искусственное освещение»; СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и другими, в том числе ведомственными нормативными документами.

Для естественного освещения регламентирован коэффициент естественной освещенности (КЕО) %; для искусственного – наименьшая освещенность на рабочих поверхностях в производственных помещениях, лк.

Согласно СНиП зрительные работы делятся на 8 разрядов в зависимости от размера различаемой детали; разбиваются на подразряды (а, б, в, г) в зависимости от контраста детали различения с фоном и от коэффициента отражения фона. Для каждого подразряда установлены определенные наименьшие значения освещенности, понижающиеся по мере увеличения размера деталей, увеличения контраста с фоном, увеличения коэффициента отражения и др.

По СНиП определяются нормы освещенности для отдельных разрядов работ при соответствующей системе освещения, а также КЕО, что необходимо для проектирования зданий и сооружений. Горизонтальная освещенность в лабораториях высших учебных заведений – 400 лк (из СанПиН 2.2.1/2.1.1. 1278-03).