В настоящее время при огромном разнообразии светотехнических приборов у населения нет единого понятия касательного того, в чем измеряется освещенность. Нередко возникает недоразумение с такими техническими характеристиками, как сила света и яркость, люмены и канделы. Приобретая осветительные приборы, часто обращают внимание на суммарный световой поток, не учитывая потери света и тепла.
В этой статье:
Понятие освещенности
Световой поток измеряется в специальных лабораторных условиях и самопроизвольно его определить невозможно. Поэтому СНиП учитывает величину освещенности, которую, в отличие от светового потока, каждый может измерить самостоятельно. Она представляет собой показатель отношения светового потока, измеряемого в люменах, к площади поверхности, на которую попадают фотоны. Угол падения при этом должен равняться 90°. Единица измерения освещенности — люкс (lux).
Давно уже установлена зависимость психологического и физического состояний человека от света. Если при слабом освещении происходит угнетение мозговых процессов, то при ярком свете они возбуждаются. Но в любом случае сетчатка глаза и ресурсы организма изнашиваются. При проектировании осветительных приборов определяют коэффициент запаса (КЗ), который должен учитывать вероятный спад освещенности установки. Для искусственного света в показателе предусматривается уменьшение яркости по причине износа оптических компонентов устройства и их естественного загрязнения. Коэффициент естественной освещенности снижается вследствие изменения отражающих свойств окружающих предметов.
Измерение освещенности проводится на рабочих местах вместе с определением уровня загрязненности, звуковых колебаний, электромагнитного излучения, а на некоторых производствах и гамма излучения. Важность знания этих параметров трудно переоценить при создании оптимальных условий труда, и все они соответствуют санитарным правилам и нормам. Например, освещенность должна быть:
- в рабочем кабинете — 300 лк;
- в офисе для постоянной работы с компьютером — 500 лк;
- для технических и конструкторских бюро — 750 лк.
При наличии в помещении естественной подсветки уровень искусственного фона можно снижать.
Приборы для определения уровня освещенности и методика его определения
Наименование прибора похоже на название величины, которую он устанавливает, — люксметр. Принцип работы малогабаритного переносного устройства напоминает работу фотометра. Поток излучения, падая на фоточувствительный элемент полупроводника, отрывает электроны, которые начинают упорядоченно двигаться. Таким образом, замыкается электрическая цепь. Причем величина тока прямо пропорциональна интенсивности освещения фотоэлемента, что имеет свое отражение на шкале аналогового люксметра. Сегодня приборы со стрелками практически исчезли, их заменили цифровые. Они оснащены жидкокристаллическими дисплеями, у которых сам фоточувствительный датчик расположен в отдельном корпусе, а с дисплеем он соединяется с помощью гибкого провода.
В ходе проведения эксперимента по измерению освещенности прибор устанавливается в горизонтальном положении. Причем в соответствии с требованиями ГОСТа их размещают в разных точках помещения, согласно определенной схеме. В 2012 г. Россия приняла новый стандарт измерения характеристики количества светового потока. В старом понятийном аппарате при измерениях использовались такие термины данной величины, как:
- минимальная, средняя, максимальная, цилиндрическая;
- естественная;
- градиент запаса;
- относительная эффективность когерентного лучевого потока.
В настоящее время к ним добавлены следующие типы освещения:
- аварийное;
- рабочее;
- охранное;
- эвакуационное;
- резервное.
Стандарт подробно описывает все тонкости проведения измерительных исследований.
Замеры осуществляются отдельно по естественной и искусственной иллюминации. В ходе проведения эксперимента нельзя допустить, чтобы хоть малейшая тень падала на прибор, а вблизи был хотя бы 1 источник электромагнитных волн. Все они вносят помехи в работу устройства.
После выполнения необходимых замеров освещенности определяется искомая величина. Она сравнивается с нормативным значением. Затем подводятся итоги о достаточности освещенности территории или помещения. Каждый вид измерительных испытаний оформляется специальным оценочным протоколом, чего требует ГОСТ.
Измерение количества света для светодиодных устройств и примеры в природе
Светодиодные светильники стали очень востребованными благодаря уникальной энергоэффективности. Но светодиоды и их источники питания при освещении выделяют тепло, которое рассеивается с помощью теплопроводящих материалов (алюминий) и конструктивных особенностей (ребер, большой радиаторной площади). Несмотря на кажущееся отсутствие связи между потерями тепла и освещенностью, специалисты всегда учитывают ее при создании новых устройств.
Трудности с работой светодиодных светильников начинаются при эксплуатации в условии повышения температуры более +50°С. Почему измерение освещенности светодиодов и рекомендуют проводить после 2 часов их работы, т. е. после выхода на оптимальный режим. Для исключения появления погрешности проводятся неоднократные замеры в течение рабочей смены. Желательно эти исследования проводить как минимум 1 раз в год. Чтобы при проектировании исключить любые ошибки, закладывают коэффициент снижения освещенности, зависящий от физических характеристик объекта.
Обычно производители LED-устройств дают гарантию по их безупречной работе на 3 года. Все параметры функционирования таких светильников, в том числе, и освещенность, должны соответствовать заявленным значениям. Если условия работы устройств происходят при температуре наружного воздуха свыше 45°С, то измерения освещенности необходимо делать гораздо чаще. Иначе неправильное проектирование и полученные результаты приведут к быстрому падению показателей освещения.
Что касается примеров иллюминации в природе, то на орбите Земли и экваторе в полдень данная величина равняется 135 тыс. люкс. В солнечный день она составляет до 100 тыс. лк, в пасмурный — только 1 тыс. люкс, а вот от Луны всего лишь 0,2 лк. Измерение света на улице на широте Москвы в зимний период показало от 4 до 5 тыс. люкс. В безлунную ночь освещенность в тысячу раз меньше, чем в полнолуние, а при 10-бальной облачности — в 10 тыс. раз меньше. То, в чем измеряется освещенность в помещении и естественных условиях, относится к физическим величинам, входящим в Международную систему единиц.
В настоящее время существуют технические возможности для измерения практически всех известных физических величин. Это в полной мере касается и вопросов светотехники, поскольку искусственный свет широко используется в повседневной жизни. Он может быть слишком тусклым, с высоким коэффициентом пульсаций, оказывающим негативное влияние на зрение и общее состояние здоровья человека. Для того чтобы своевременно избежать негативных последствий, применяется специальный прибор для измерения освещенности - люксметр.
С помощью люксметра возможно точно установить световые характеристики и отрегулировать нужные параметры до заданных величин. Поэтому нужно знать не только общее устройство, но и принцип работы этого устройства, чтобы все замеры выполнялись правильно и точно.
Световой поток и освещенность
Прежде чем говорить об измерениях, необходимо в первую очередь уточнить основные понятия светотехнических величин. Довольно часто встречаются расхождения в терминологии, когда освещенность отождествляется со .
Это совершенно разные величины, хотя и связанные между собой определенным образом. Например, световой поток характеризует тот или иной элемент освещения и касается именно этого источника света. Единицей измерения служит люмен, представляющий силу света, мощностью в одну канделу, расположенную в рамках телесного угла в 1 стерадиан.
Освещенность, в свою очередь, образуется от первой величины, поскольку она является световым потоком, воздействующим на единицу площади. Для определения этой величины существует специальная единица - люкс, полученная в результате освещения световым потоком в 1 люмен какой-либо поверхности, площадью 1 м2. Таким образом, освещенность не связана напрямую с источником освещения, а соотносится с окружающей средой.
В отличие от светового потока, представляющего собой постоянную величину, параметры освещенности в разных точках помещения будет отличаться под влиянием определенных местных условий:
- Численность светильников, расположенных возле мест, где проводятся замеры.
- Давление света, производимое всеми приборами освещения.
- Дистанция до световых приборов.
- Способность поверхностей, расположенных в помещении, к отражению света.
Для выполнения замеров освещенности существует специальный измерительный аппарат - люксметр, широко применяемый в быту и на производстве.
Где применяется люксметр
Греческое слово «люкс» означает свет, поэтому прибор, измеряющий освещенность, называется люксметром. Данное измерительное устройство используется как во внутреннем пространстве помещений, так и на открытом воздухе. Для чего же нужен этот прибор и зачем вообще производить замеры освещенности?
Учеными давно доказано, что действие слабого или наоборот чересчур сильного света, негативно влияет на головной мозг, вызывая негативную реакцию и других органов. Недостаточное освещение в помещениях приводит к снижению работоспособности, появляется сонливость, внимание рассеивается. Слишком яркое освещение возбуждающе действует на нервную систему. На производстве, да и в быту такое состояние организма нередко становится причиной бытового травматизма и несчастных случаев.
В связи с этим, среди многих мероприятий по охране труда важную роль играет проверка освещенности рабочих мест. Существует специальный ГОСТ Р 55710-2013, определяющий нормативы для разных типов производственных и других помещений в люксах (лк). Например, показатель освещенности для офисов составляет в среднем 200-300 лк.
Люксметры широко используются и в других областях. С их помощью измеряется, контролируется и поддерживается необходимый уровень освещенности для растений, которые выращиваются в тепличных условиях. Дело в том что степень яркости света оказывает непосредственное влияние на фотосинтез, посредством которого осуществляется выработка растениями питательных веществ из углерода воздуха. На правильный рост и развитие культур оказывают влияние освещенность и температурный режим. Для большинства растений наиболее оптимальными условиями считается умеренное освещение.
Принцип работы
В каждом люксметре используется фотоэлемент. Он выполнен в виде полупроводникового устройства, в котором происходит передача энергии от световых квантов к электронам, что приводит к появлению электротока. Степень освещенности в точке нахождения фотоприемника находится в пропорциональной зависимости с силой этого тока.
Конструкция люксметра дополняется различными типами индикаторов. При использовании цифрового элемента электрический ток преобразуется оптико-электронным конвертором и отображается в виде показаний на дисплее. Во другом случае преобразование тока осуществляется с помощью , который приводит в действие стрелку аналогового указателя. Конструктивно индикатор и фотоэлемент связаны между собой общим проводником и располагаются в одном корпусе.
В некоторых моделях эти детали могут размещаться отдельно друг от друга. Моноблочное устройство обладает меньшим весом и считается более удобным, поэтому его используют при необходимости быстрых и оперативных замеров освещения. Для труднодоступных мест лучше всего подойдут люксметры с фотодатчиком, подключенным отдельно к основной конструкции.
Характеристики приборов testo 540 и 545
Среди множества измерительных устройств следует обратить внимание на модель цифрового люксметра «testo 540» немецкого производства. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, этот прибор для измерения освещенности завоевал признание многих российских пользователей.
Он выполнен в виде моноблочной конструкции с фотоэлементом, интегрированным непосредственно в корпус. Отсутствие соединительного провода делает пользование им более удобным, поскольку для выполнения замеров достаточно одной руки.
Конфигурация и размеры люксметра сравнимы с мобильным телефоном. Все показания отображаются на жидкокристаллическом дисплее, а вся клавиатура состоит из трех кнопок.
- Первая кнопка служит для включения и выключения;
- Вторая - для выбора системы и единиц измерения;
- Третья - для сохранения полученных результатов.
Замеры освещенности могут выполняться в пределах от 0 до 100 тыс. лк. Устройство очень простое в использовании и может применяться практически в любой сфере повседневной жизни.
Более совершенным прибором считается профессиональный измеритель - люксметр «testo 545», в котором светоприемник и электронный блок располагаются отдельно, соединяясь проводником. Он отличается значительно большим количеством функций и позволяет использовать разные методы замеров. В памяти может сохраняться до 99 мест измерений и до 3000 полученных результатов. При подключении к компьютеру появляется возможность создать объемный график освещенности для отдельно взятого помещения, а полученные сведения распечатать на принтере.
Как замерить освещенность с помощью прибора
Перед проведением измерений нужно настроить прибор. С этой целью выполняются следующие действия:
- Насадки, устанавливаемые на фотоприемник, должны иметь максимальное светопоглощение. После этого нужно включить правую кнопку, соответствующую максимальной освещенности до 100 тыс. лк. Если индикатор или стрелка не реагируют, включается левая кнопка, настроенная на освещенность до 30 тыс. лк.
- При дальнейшем отсутствии реакции, фильтр фотоприемника следует заменить более прозрачным, после чего повторить включение в такой же последовательности. Замену фильтров необходимо продолжать до тех пор, пока индикатор не начнет реагировать на включение. Во всех случаях необходимо избегать избыточного освещения фотодатчика, поскольку это может оказать влияние на точность полученных результатов измерений.
- Для проведения замеров допускаются люксметры со спектральной погрешностью свыше 10%, если при этом используется поправочный коэффициент, связанный со спектральным составом конкретного источника света.
- Каждый люксметр должен пройти аттестацию на предмет получения метрологического свидетельства.
До того как проводится измерение освещенности все перегоревшие лампы должны быть заменены, а сами светильники очищены. Из помещений нужно убрать всю мебель и оборудование, стекла в оконных проемах вымываются начисто. Предварительно в плане помещения в районе рабочих мест наносятся контрольные точки, на которых указываются размещенные светильники. Контрольные точки для аварийного освещения отмечаются в соответствии со специальными нормами.
Непосредственное измерение освещенности выполняется следующим образом:
- Приборы устанавливаются в точке измерения в горизонтальном положении. При замерах освещенности рабочего места фотодатчик направляется в сторону источника света.
- Далее прибор переводится в режим измерения с помощью нужной кнопки.
- На дисплее появится искомый результат.
Плохая освещенность помещений, рабочего места или комнаты в квартире отрицательно влияет на здоровье человека, снижает концентрацию внимания, работоспособность, появляется раздражительность и сбои в психике. Очень яркий свет также является раздражителем, и не дает ничего положительного для человека.
Поэтому необходимо обеспечить нормальную освещенность помещений, которая регламентируется определенным стандартом СНиП. Для этого требуется простая установка соответствующих ламп освещения для каждого помещения.
Освещенность помещений в номинальном выражении является потоком света, который излучается на поверхность под прямым углом в расчете на единицу площади. При падении света под острым углом освещенность снижается в зависимости от угла наклона.
Освещенность измеряется в люксах, который равен 1 люмену (единица светового потока) на м 2 .
Освещенность помещений прямо зависит от силы света, который исходит от источника. Чем больше расстояние от светового источника до поверхности, тем меньше параметр освещенности.
Нормы
Каждый тип помещения имеет свои нормативы освещенности. Например, для помещения магазина по продаже продуктов наибольшее значение пульсации установлено 15%, освещенность 300 люксов, однако для отдела спортивных товаров или строительных материалов нормы совсем другие. Также правила устанавливают определенную допустимую освещенность для поликлиник, детских садов, автосервисов и других объектов.
Пример расчета освещенности
Определим необходимую освещенность для спальной комнаты. Площадь спальни составляет 25 м 2 . Значение нормы по правилам для комнат такого типа умножаем на площадь: 150 х 22 = 3300 люкс. Общий световой поток приборов освещения при такой величине освещенности должен быть равен не менее 3300 люмен.
Теперь остается подобрать подходящие лампы освещения для спальни. При выборе , можно, например, приобрести три таких лампы по 12 ватт. Это обеспечит создание светового потока 3600 люмен, что видно по значениям таблицы.
Такой расчет является приблизительным, так как светодиодные лампы имеют различные параметры света в зависимости от производителя. Таким образом, можно легко самостоятельно рассчитать требуемую мощность и тип ламп для создания нормированной освещенности любого помещения согласно правилам СНиП.
Приборы для измерения освещенности
Для замера освещенности помещений применяют различные приборы, которые имеют свои особенности конструкции и методы измерений. Основные приборы рассмотрим более подробно.
Люксметры делятся на электронные и аналоговые, которые уже не производятся, и остались только старые образцы таких моделей.
Такой люксметр используется:
- Проверка соответствия освещенности помещений нормативным данным.
- Измерение параметров освещения при проведении работ по оценке условий труда.
- При электромонтажных работах для сравнения показателей освещенности с расчетами для приборов освещения.
Принцип действия люксметра заключается на работе встроенного , на который направляется поток света. При этом в фотоэлементе возникает значительный поток заряженных частиц. В результате появляется течение электрического тока, сила которого зависит от силы светового потока, направленного на фотоэлемент. Обычно этот параметр и выводится на шкалу прибора.
Виды люксметров
В зависимости от расположения датчика, измеряющего освещенность помещений, люксметры делятся на виды:
- Моноблок (цельное устройство) . Датчик фиксируется в самом корпусе прибора.
- Прибор с выносным датчиком , подключаемым гибким проводом.
Чтобы произвести простые измерения подойдет обычный люксметр-моноблок, без вспомогательных различных функций. Для определения нескольких параметров освещенности при производстве профессионального расчета, необходимо использовать устройства, имеющие дополнительный набор функций. Такие приборы имеют встроенную память и могут определять средние значения параметров.
Значительным преимуществом для люксметра является наличие особых светофильтров, которые помогают точнее определить значение силы света, которая исходит от приборов освещения с разными оттенками цветов.
Наличие выносного датчика в люксметре дает возможность определить освещенность с большей точностью, так как при этом влияние внешних факторов снижается. На современных моделях имеется жидкокристаллический дисплей. С помощью него намного проще снимать показания прибора.
Приборы для фототехники
В фототехнике используются такие приборы, как экспонометры и экспозиметры . Они предназначены для определения параметров яркости и освещенности экспозиции. Определив значения этих показателей, профессиональный фотограф может получить качественные фотоснимки.
Экспонометры разделяют на виды:
- Внутренние.
- Внешние.
Флешметры
Такие приборы предназначены для измерения освещенности при фотографировании. При этом дополнительным элементом используют устройства освещения импульсного типа (фотовспышки). В современных моделях фотоаппаратов флешметр расположен в корпусе. Он изменяет мощность фотовспышки при разных уровнях света.
Профессионалы применяют флешметры с выносным датчиком, они точнее определяют освещенность.
Фотометр
Такой прибор называют мультиметром. Он является более современной моделью флешметра. Его достоинством является сочетание опций экспонометра и флешметра.
Пульсация освещенности
Равномерность светового потока приборов освещения оставляет желать лучшего. Эффект, выражающийся в наличии колебаний в световом потоке, не виден глазу, однако его воздействие на здоровье человека имеет большое значение.
Опасность такого света заключается в том, что визуально невозможно определить наличие импульсов света. А в результате их действия может нарушиться сон, возникает дискомфорт, депрессия, слабость, сердечные сбои и другие симптомы.
Параметром пульсации является ее коэффициент, который выражает силу изменения потока света, направленного на единицу площади поверхности за промежуток времени. Формула расчета этого коэффициента довольно простая. Коэффициент пульсации освещенности определяется разностью между наибольшей и наименьшей освещенностью за определенное время, разделенной на двойную среднюю освещенность, и результат умножается на 100%.
Санитарные правила определяют верхний предел коэффициента пульсации. На рабочем месте он должен быть не более 20%, и зависит от степени ответственности работы сотрудника. Чем ответственнее работа, тем меньше должен быть коэффициент пульсации освещения.
Для помещений администраций и офисов с напряженной зрительной работой такой коэффициент не должен подниматься выше 5% отметки. При этом учитывается поток света частотой пульсаций до 300 герц, так как более высокую частоту нет смысла учитывать, из-за того, что она не воспринимается глазом человека и не оказывает отрицательного влияния.
Определение пульсации освещения
Для определения пульсации света применяют эффективный простой прибор, который измеряет яркость, пульсацию и освещенность помещений, и называется люксметр-пульсометр-яркомер.
Функции прибора
- Измерение пульсации световых волн, возникающих при мерцании различных приборов освещения.
- Измерение пульсации освещения мониторов компьютеров и других экранов.
- Определение освещенности помещения.
- Определение яркости приборов освещения и мониторов.
Принцип работы устройства заключается в проверке уровня освещения с помощью фотодатчика с дальнейшим преобразованием сигнала и вывода результата на жидкокристаллический дисплей.
Коэффициент пульсации света можно определить с помощью программы на компьютере, либо самостоятельно проанализировать измерения. Для анализа измерений на компьютере применяют специальную программу «Эколайт-АП», которая работает с прибором «Эколайт-02».
Отличительными признаками измерительных приборов, определяющих пульсации, являются уровни чувствительности, тип питания и качество фотодатчиков.
Наибольший коэффициент пульсации выдают светодиодные лампы, при использовании которых этот параметр иногда достигает 100%. и обладают незначительным коэффициентом пульсации. Лампы накаливания имеют коэффициент пульсации не выше 25%. При этом стоимость и качество ламп не играют роли. Даже дорогие лампы могут выдавать значительные показатели пульсации света.
Методы снижения пульсации освещения
- Применение приборов освещения, функционирующих на переменном токе с частотой более 400 герц.
- Монтаж осветительной арматуры на разные фазы при трехфазной сети.
- Установка в прибор освещения устройства компенсации ПРА () и особое подключение ламп со сдвигом. Первая лампа работает на отстающем токе, а 2-я на опережающем.
- Монтаж светильников с ЭПРА. Они оснащены электронным пускорегулирующим аппаратом, который сглаживает пульсации и стабилизирует напряжение.
Если в помещении приборы освещения подключены к одной фазе, то подключить их к разным фазам будет проблематично. Поэтому удобнее будет приобрести светильники с ЭПРА. Их достоинством является соответствие всем нормам правил.
Контроль уровня пульсации освещения необходим для здоровья человека, так как отклонение от норм приводит к нарушению работоспособности и самочувствия сотрудников.
Для жилых зданий освещенность помещений также важна. Пульсация света не видна, но со временем проявляется ее негативное влияние.
Освещенность следует измерять не реже 1 раза в месяц, причем в Системах комбинированного освещения следует измерять освещенность раздельно: от всей системы в целом и от светильников одного общего и местного освещения.
Для проверки уровня фактической освещенности лицо, отвечающее за эксплуатацию осветительной установки, должно располагать люксметром Ю-16 (рис. 24) с селеновым фотоэлементом. Составными частями люксметра являются стрелочный измеритель 1 (обычный гальванометр с переключателем пределов измерений), выносной светоприемник - селеновый фотоэлемент 2, подключаемый к измерителю гибким проводом 3, и поглотитель-пластинка из молочно-нейтрального органического стекла, которой закрывают светоприемник при высоких освещенностях (свыше 500 лк).
Падающий на плоскость фотоэлемента световой поток вызывает фототок, пропорциональный величине светового потока. По отклонению стрелки гальванометра, отградуированного в люксах, можно судить о величине освещенности. Люксметр следует хранить в сухом помещении, фотоэлемент в неработающем состоянии закрывают светонепроницаемым футляром. Два раза в год следует проверять градуировку люксметра.
Рис. 24. Люксметр:
1 - стрелочный измеритель (обычный гальванометр с переключателем пределов измерений); 2 - выносной светоприемник - селеновый фотоэлемент; 3 - гибкий провод
При пользовании люксметром Ю-16 следует знать, что селеновый элемент не снабжен исправляющим (корригирующим) фильтром, поэтому по рекомендации завода-изготовителя при измерении освещенности от люминесцентных ламп ЛД необходимо вводить поправочный коэффициент 0,9, а при измерении освещенности от ламп ЛБ - поправочный коэффициент 1,1. Кроме того, при пользовании люксметром отсчитывать показания надо только после того, как стрелка гальванометра установится неподвижно. Объясняется это тем, что селеновый фотоэлемент обладает инерцией и при изменении освещенности ток в его цепи устанавливается не сразу; чтобы не повредить гальванометр, при пользовании люксметром необходимо его переключатель сначала устанавливать в положение для измерения максимального светового потока (500 лк), а затем переходить ниже (100 и 25 лк). Измеряют освещенность выборочно на рабочих местах, расположенных на различных участках цеха, как под светильниками, так и в интервалах между ними. При выборе мест для измерения освещенности необходимо учитывать расположение светильников общего освещения. Располагать фотоэлемент люксметра следует непосредственно в месте нахождения рабочей поверхности обрабатываемого изделия, поверхности прибора, шкал или поверхности стола, на котором выполняется та или иная производственная операция. Места для измерения освещенности рекомендуется выбирать в соответствии с номенклатурой рабочих мест (характером работ), перечисленных в отраслевых нормах освещенности и санитарных нормах, что обеспечит простоту сопоставления фактической, замеренной освещенности с нормированной.
Результаты измерений освещенности записывают в специальный журнал эксплуатации осветительной установки.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие системы освещения существуют? Дайте их оценку.
2. Опишите устройство естественного освещения.
3. Опишите устройство искусственного освещения.
4. От чего зависит площадь остекления окон и фонарей и минимальная искусственная освещенность?
5. Как правильно эксплуатировать осветительные установки и какие приборы используют для измерения освещенности?
Сегодня мы рассмотрим тему пульсации освещения и нормированный параметр освещенности.
Как измерить коэффициент пульсации?
Эксперименты подтвердили, что свет неизбежно влияет на наше самочувствие. Слабая освещенность на рабочем месте — частая причина проблем со здоровьем, снижения концентрации, сбоев в психике, падению работоспособности.
Чрезмерно яркий свет, наоборот, является раздражающим фактором и может стать причиной стресса.
Лучшее решение — обеспечить правильное освещение, которое гарантирует оптимальную работоспособность.
Нормальные уровни освещенности четко регламентированы для каждого из видов помещений. Для этих параметров есть свои нормы и правила, о которых необходимо знать.
При этом функцию контроля берет на себя санитарно-эпидемиологическая служба.
Освещенность помещений: в чем измеряется?
Номинальная освещенность помещения в численном выражении – это световой поток, который опускается на плоскость под углом 90 градусов из расчета на одну единицу площади.
Если же падение света происходит под острым углом, то параметр освещенности изменится.
Полученный показатель будет уменьшаться прямо пропорционально упомянутому выше углу.
Единица измерения уровня освещенности — люксы. При этом один люкс равен одной единице светового потока (люмена) на квадратный метр.
Если рассматривать физическую единичную систему, то единица измерения освещенности — фоты. При этом 1 фот = 10 000 люксов.
Параметр освещенности будет меняться пропорционально силе света, исходящей от самого источника. Чем дальше находится освещаемый предмет, тем ниже его освещенность.
К примеру, в США и Англии единица освещенности другая. Там принято использовать «фут-канделу». Этот параметр отображает, что сила света, которая равна одной канделе, освещает предмет на расстоянии один фут от источника света.
В теории применяется еще несколько видов единиц измерений, но, как правило, они устарели, не признаются международной системой или представляют собой обычные производные от основного параметра (люкса).
Измерение освещенности помещения: основные методы и приборы
Чтобы определить уровень освещенности, можно использовать один из перечисленных ниже приборов — флэшметр, экспозиметр и экспонометр, люксметр или фотометр.
Главный прибор из данной группы, способный выдать параметр реальной освещенности (естественной или искусственной) — люксметр.
Они бывают аналоговые и электронные. Аналоговые приборы уже не выпускаются, остались только раритеты.
Его можно применять для решения следующих задач:
- измерения уровня освещения при аттестации (проверке) рабочих мест;
- снятия показателей освещенности и их сравнение с расчетными параметрами при выполнении работ по монтажу элементов освещения;
- контроль соответствия уровня освещенности в тех или иных помещениях действующим нормам;
- анализ параметров освещенности на соответствие расчетным параметрам в период проведения работ по монтажу осветительных элементов.
Сам люксметра работает на простом принципе. Внутри устройства встроен фотоэлемент. Когда на него направляется световой поток, внутри полупроводникового элемента освобождается мощный поток электронов.
Результатом является появление электрического тока. Величина последнего пропорциональна силе света, который освещает фотоэлемент устройства.
Как правило, именно этот параметр и отражен на приборной шкале.
В зависимости от типа фиксации контролирующего элемента (датчика) люксметр бывает двух видов:
- жесткая фиксация датчика (выполняется в форме цельного устройства, моноблока);
- с датчиком выносного типа, который подключается при помощи гибкого кабеля.
Для проведения простых измерений достаточно самого простого устройства — люксметра в форме моноблока, без дополнительных опций.
Если же требуется уточнение большего числа параметров при проведении профессиональных исследований, то лучше применять более сложные устройства — с опцией вычисления среднего параметра и встроенной памятью.
Большой плюс — применение в люксметре специальных светофильтров. С их помощью можно более точно вычислить параметр силы света, исходящий от осветительных приборов с различными оттенками цвета.
Кроме этого, устройства с выносным датчиком показывают большую точность измерений, ведь на них меньше действуют внешние факторы.
В свою очередь, наличие ЖК-дисплея на современных моделях существенно упрощает процесс снятия показаний с устройства.
Такие приборы, как эскпозиметры и экспонометры применяются в фототехнике.
Их задача — фиксация параметров освещенности экспозиции и яркости. Зная величину этих показателей, фотограф может добиться идеального качества фото.
В свою очередь, экспонометры выпускаются двух видов. Они бывают внешними и внутренними.
Задача флэшметра — измерение уровня освещенности в процессе фотографирования. В качестве вспомогательных элементов применяются осветительные устройства импульсного типа.
В новых фотоаппаратах флэшметр уже встроен. Его задача — регулирование мощности фотовспышки в зависимости от уровня освещения.
В профессиональных студиях, как правило, используются флэшметры выносного типа. Их особенность — наличие точной системы индикации, способной фиксировать не только падающие, но и отраженные лучи света.
Мультиметр (фотометр) — прогрессивный и более современный тип флэшметра. Его плюс — способность сочетания функций упомянутого нами прибора и экспонометра.
Коэффициент пульсации освещенности: сущность и нормы
Не секрет, что все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, имеющий различное число колебаний. Этот эффект скрыт от глаз, но его действие на здоровье человека весьма существенно.
При этом опасность света как раз и заключается в том, что его нельзя распознать, но результатом действия может стать расстройство сна, слабость, депрессия, сбои в работе сердца, дискомфорт и так далее.
Коэффициент пульсации освещения — параметр, который отражает силу изменения светового потока, направляемого на единицу поверхности в определенный временной промежуток.
Расчет коэффициента производится по простой формуле — максимальный параметр освещенности в определенный промежуток времени «минус» минимальный показатель за тот же промежуток времени.
Полученное число необходимо поделить на средний параметр освещенности и умножить на 100%.
Стоит учесть, что существующими санитарными правилами установлен верхний лимит на параметр коэффициента пульсации.
В месте организации рабочего места он не должен быть выше 20%. При этом чем ответственней вид деятельности у работника, тем ниже должен быть этот параметр.
Так, для офисных помещений и административных зданий, где подразумевается напряженный зрительный труд, коэффициент пульсации не должен быть больше 5%.
При этом в учет берется световой поток с пульсаций до 300 Гц, ведь более высокий параметр частоты просто не воспринимается организмом человека и не может оказывать на него какое-либо влияние.
Коэффициент пульсации: особенности измерения
Чтобы определить частоту пульсации освещения, можно воспользоваться простым и эффективным прибором — измерителем освещенности, пульсации и яркости.
Его функциональность позволяет определить:
- уровень яркости мониторов и приборов искусственного освещения;
- уровень освещенности комнаты;
- пульсации освещенности всех видов мониторов;
- пульсации волн света, появляющихся при мерцании разных светильников.
Принцип действия основной группы устройств (пульсметра, яркометра и люксметра) — контроль уровня света посредством фотодатчика, после чего происходит преобразование сигнала и результат можно увидеть на ЖК-дисплее.
Люксметр-Пульсметр-Яркомер Эколайт-02 .
Чтобы определить коэффициент пульсации, можно пойти двумя путями — провести самостоятельный анализ или воспользоваться компьютерной программой.
Самые популярные устройства для вычисления пульсаций — «Эколайт — 01 (02)» и «Люпин». Если необходимо анализировать данные на компьютере, то можно использовать специальный софт — «Эколайт-АП».
Главное отличие устройств для измерения пульсаций — качество фотоэлементов, вид источников питания (аккумуляторов) и уровень чувствительности.
Максимальный коэффициент пульсации имеют светодиодные лампы (иногда этот параметр может достигать 100%). Лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют меньший коэффициент пульсации.
К примеру, у первых коэффициент пульсации не больше 25%. При этом качество и цена источника света не важны, ведь даже дорогостоящие лампы могут иметь высокий коэффициент пульсации.
Нормы освещенности
Сегодня для каждого типа помещения устанавливается своя норма освещенности, а также предельно допустимые коэффициенты пульсации.
К примеру, для торгового зала в продуктовом магазине, максимальный параметр коэффициента пульсации — 15%, а уровень освещенности — 300 лк, для отдела стройматериалов, спорттоваров и сантехники- 10% и 200 лк, для отдела посуды, магазина игрушек и одежды — 20% и 200 лк, для примерочных — 20% и 300 лк и так далее.
Соответственно, свои нормы освещенности есть для детских садиков, жилых помещений, медицинских учреждений, автомоек и так далее.
Как снизить пульсацию освещения?
В последние годы все большее значение отдается контролю пульсации, исходящей от источников освещений.
При завышении этих параметров принимаются все меры для их нормализации (снижения).
Реализуется это одним из следующих методов:
- Использованием осветительных устройств, работающих от переменного тока (частота должна быть больше 400 Гц).
- Монтажом в светильник компенсирующего устройства ПРА, а также подключением ламп со сдвигами. Для первой лампы характерен отстающий ток, а для второй — опережающий.
- Установка простых светильников на разные фазы (потребуется трехфазная сеть).
- Применение светильников с ЭПРА.
Выбор одного из вариантов, с помощью которого можно добиться оптимального параметра коэффициента пульсаций, зависит от условий реализации для каждого из конкретных случаев.
Есть помещения, где светильники подключены лишь к одной из фаз, что делает монтаж к различным фазам весьма сложной задачей.
Удобнее всего — купить специальные светильники с ЭПРА. Их преимущество — соответствие всем санитарным нормам. При этом можно отдельно смонтировать ЭПРА в уже готовые устройства.
Коэффициент пульсации и нормы освещенности: основные документы
Главный документ, в котором прописаны все требования в отношении коэффициентов пульсаций и норм освещенности — Свод правил СП (выпущен под номером 52.13330.2011 ).
Он был выпущен в 2011 году и представляет собой СНИП 23-05-95 , где прописаны ключевые требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности.
В Своде правиле есть наиболее важные требования к коэффициенту пульсации и освещенности в различных типах помещений — жилых, промышленного типа и общественных.
Контроль освещенности и уровень пульсаций искусственного освещения необходим не только для формального прохождения аттестации рабочего места или же плановой проверки со стороны санэпидстанции.
Это важно для здоровья человека, ведь отклонение от действующих показателей может привести к нарушениям самочувствия всех сотрудников, которые находятся в помещении.
Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль.
Не меньшее действие оказывает и свет в жилых помещениях. Та же пульсация не видна глазу, но может постепенно воздействовать на здоровье людей.
Вот почему так важен ответственный подход к выбору компьютерной техники и осветительных устройств.
Соблюдение норм — шанс избежать негативных последствий, защитить своих сотрудников и себя лично. Также использование позволит регулировать уровень освещенности в отдельных зонах помещений.
