Главные вкладки

    ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
    методическая разработка на тему

    Давыдова Ирина Владимировна

    ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

    Сравнительная характеристика различных источников освещения в образовательном учреждении и в бытовых условиях

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Файл zhenya_diplom.docx458.75 КБ

    Предварительный просмотр:

            

    Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение департамента здравоохранения города Москвы

    «Медицинский колледж № 1»

    ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

    Сравнительная характеристика различных источников освещения в образовательном учреждении и в бытовых условиях

    Специальность: 31.02.03 Лабораторная диагностика

                                       Форма обучения: очная

                                       Студентка: Кузьменко Евгения Максимовна

                                       Курс: IV

                                       Группа: Л42-1

                                       Руководитель: Давыдова И.В._____________

    Москва

    2017

    Введение……………………………………………………………………

    3

    Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ОСВЕЩЕНИЯ…………………………………………………………….

    6

    1.1 История развития искусственного освещения……………………...

    6

    1.2 Виды освящения……………………………………………………….

    7

    1.3 Виды ламп. Их достоинства и недостатки………………………….

    9

    1.4 Сравнительная характеристика источников освещения…………...

    24

    ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ В УЧЕБНОМ УЧЕРЕЖДЕНИИ И В БЫТУ…………………………………………….

    28

    2.1 Нормирование и оценка освещения помещений…………………..

    28

    2.2 Расчеты естественного и искусственного освещения в учебном заведении…………………………………………………………………..

    33

    2.3 Расчет естественного и искусственного освещения в быту……….

    35

    2.4 Экономические расчеты применения различных ламп искусственного освещения……………………………………………….

    37

    2.5 Выводы…………………………………………………………………

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….

    39

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………

    41

    ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………

    42

    ОГЛАВЛЕНИЕ


    ВВЕДЕНИЕ

    Актуальность темы исследования

    Все помещения, предназначенные для длительного пребывания людей, должны иметь хорошее естественное и искусственное освещение. Плохая световая обстановка учебных помещений в сочетании с высокой зрительной нагрузкой может явиться причиной зрительного и общего утомления, способствовать развитию близорукости, нистагма и некоторых других заболеваний, а также травм.

    Цветоощущение через орган зрения обеспечивает человеку наибольшее количество (80-85%) информации об окружающем мире.Освещение, отвечающее гигиеническим требованиям, обеспечивает наилучшие условия для зрительной работы, оптимальную общую работоспособность, благоприятствует здоровью и хорошему самочувствию человека.

    Человек получает информацию посредством шести основных органов чувств, одними из которых являются глаза. С их помощью человек получает около 80% всей информации, качество поступления которой во многом зависит от освещения – важнейшего фактора создания нормальных условий труда. Недостаточное и избыточное освещение рабочего места вызывает быструю усталость центральной нервной системы, заболевания органов зрения и организма в целом, из-за чего снижается внимательность и, следовательно, значительно уменьшается производительность труда, а также увеличивается вероятность несчастных случаев [8].

    Как известно, функция зрения складывается из ряда физиологических реакций глаза. Основными свойствами зрения являются:

    - контрастная чувствительность (способность глаза отличать предмет от фона);

    - острота зрения (степень различения мелких деталей);

    - скорость различения деталей;

    - устойчивость ясного видения (способность фиксировать детали предмета).

    При недостаточной освещенности вышеперечисленные свойства зрения не реализуются, быстро наступает зрительное утомление, снижаются внимание, работоспособность, повышается возможность производственного травматизма.

    Для осуществления функции зрения необходимы также равномерность освещения, отсутствие слепящего действия света, соответствующий спектральный состав его источника. Так, неравномерное освещение предмета и фона вызывает частую смену аккомодации глаза при переводе взгляда с одной поверхности на другую и, следовательно, его утомляемость, а как следствие — снижение трудоспособности.

    Поэтому, чтобы избежать излишней нагрузки на глаза и организм в целом, необходимо создать искусственным путем освещение на рабочем месте, которое будит близким по спектральному составу к солнечному свету, как наиболее гигиеничному.[16]

    Также искусственное освещение должно быть достаточным и соответствовать СНиП 23-05-95; равномерным и устойчивым; без резких теней и блеклости в поле зрения; соответствующей цветности и не являться источником дополнительных вредных и опасных факторов (избыток тепла, шум, элетро- и пожароопасность).

    В свою очередь немаловажным является стоимость и производительность разных источников искусственного освещения. Одни лампы будут стоить дешевле, но срок службы у них будит короче (лампы накаливания), другие же лампы будут стоить дороже, но работать значительно дольше (люминесцентные лампы).

    Объект исследования: источники искусственного освещения.

    Предмет исследования: особенности характеристик различных источников искусственного освещения.

    Цель исследования: сравнить различные источники света в учебном учреждении и в бытовых условиях.

    Задачи исследования:

    1. Изучить и проанализировать данные литературных источников  по теме исследования.
    2. Изучить и проанализировать устройство и принципы работы различных источников света.
    3. Сравнить характеристики различных источников света, применяемых в образовательном учреждении и в бытовых условиях.
    4. Выявить наиболее экономичный источник искусственного освещения для применения в образовательном учреждении и в бытовых условиях.

    Метод исследования:

    • теоретический;
    • эмпирический;
    • сравнения;
    • математический;
    • статистический;

    Практическая значимость исследования: полученные знания и практические навыки при изучении данной темы, позволят грамотно оценить состояние естественного и искусственного освещения в помещениях и сравнить результаты исследований на соответствие гигиеническим нормативам. Данные исследования будут полезны преподавателям и студентам медицинских колледжей.

    ГЛАВА 1.  ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ОСВЕЩЕНИЯ

    1. История развития искусственного освещения

    История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

    Световая отдача таких искусственных источников света не превышала 2000К и сильно отличалась от дневного освещения. Это различие давно было замечено по изменению цвета предметов при переходе от дневного освещения к искусственному свету.

    Более ста лет назад, в 1838 году, «Общество освещения газом Санкт-Петербурга» построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных городах России появились газгольдеры (сооружения для хранения газа).

    Создание электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило широко использовать возможности электричества. В первую очередь обратили внимание на свойства электрической дуги, которую впервые наблюдал Василий Владимирович Петров в 1802 году. Ослепительно яркий свет позволял надеяться, что люди смогут отказаться от свечей, лучины, керосиновой лампы и даже газовых фонарей.

    В дуговых светильниках приходилось постоянно пододвигать поставленные «носами» друг к другу электроды – они достаточно быстро выгорали.

    В 1876 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение. Он расположил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело колоссальный успех, и «свеча Яблочкова» или «Русский свет» нашел широкое распространение в Европе.

    В 1890-х годах Лодыгин, переехавший в США, экспериментировал с тугоплавкими материалами для создания нити накаливания. Он предложил применять вольфрам, который и используется в современных лампочках. Кстати, первая в США коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью производилась компанией GeneralElectric именно по патенту Лодыгина, который был продан ей в 1906 году.

    Изобретение электрической лампочки является одним из величайших открытий в истории человечества, имевшее огромное значение.

    Сегодня трудно найти уголок в мире, где не было бы электричества, искусственное освещение стало неотъемлемой, обязательной частью жизни любого цивилизованного человека, так как оно просто необходимо и в домашних условиях, и в условиях труда[19].

    1.2 Виды освящения

    Освещение – это система устройств и мер, обеспечивающих благоприятную работу зрения человека в процессе труда.

    Освещение может быть:

    • естественным;
    • искусственным;
    • совмещенным.

    Естественное освещение

    Естественное освещение – это освещение земной поверхности за счет прямого излучения солнца или рассеянного света небосвода [8].

    Данный вид освещения является наиболее благоприятным для зрительной работы человека, поэтому его также используют для освещения учебных и жилых помещений. Однако создаваемый прямыми солнечными лучами свет может изменяться в зависимости от природных условий данной местности (время года и суток, степень облачности и прозрачности атмосферы).

    Естественное освещение подразделяют на следующие виды:

    • боковое– естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах;
    • верхнее– естественное освещение через фонари, проемы в стенах в местах перепада высот здания;
    • комбинированное – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

    Искусственное освещение

    Искусственное освещение – это освещение помещения источниками искусственного света.

    Искусственное освещение подразделяют на следующие виды:

    • рабочее –освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства вне зданий;
    • аварийное – разделяется на освещение безопасности (используется на территории и предприятиях, которые требуют обслуживание приотключении рабочего освещения) и эвакуационное освещение (включается при эвакуации людей);
    • охранное –освещение для создания персоналу охраны необходимых условий при выполнении оперативных задач;
    • дежурное – освещение, предназначенное для эффективной охраны зданий вечером и ночью.

    Искусственное освещение может быть двух систем:

    • общее освещение – освещение, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).

    Искусственное рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий и территорий. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений и зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

    Совмещенное освещение

    Если естественного освещение становится недостаточно для продуктивной работы органов зрения, то его дополняют искусственным освещением, что в комплексе называется совмещенным освещением.[9]

    1. Виды ламп. Их достоинства и недостатки

    Потребительский рынок на сегодняшний день предлагает лампы освещения различной стоимости, при этом их потребительские и технологические свойства существенно отличаются друг от друга.

    Различают несколько видов ламп освещения:

    • лампы накаливания;
    • люминесцентные лампы;
    • галогенные лампы;
    • газоразрядные лампы высокого давления;
    • светодиодные лампы.

    Рассмотрим каждый из видов ламп на предмет основных потребительских и технологических особенностей.

    Лампы накаливания.

    Наиболее распространены электрические лампы накаливания (см. Рисунок 1). Принцип их действия основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через ее нить, в энергию видимых излучений, воздействующих на органы зрения человека и создающих у него ощущение света, близкого к белому.

    http://www.pvsm.ru/images/2016/02/22/svetodiodnye-lampy-probuem-razobratsya-s-ekvivalentom.jpg

    Рисунок 1. Лампа накаливания

    Этот процесс происходит при нагреве нити лампы до 2600-2700°С. Нить лампы не перегорает, так как температура плавления вольфрама, из которого сделана нить, значительно выше (3200-3400°С) температуры накала нити, а также вследствие того, что из колбы лампы удален воздух либо колба заполнена инертными газами (смесью азота, аргона, ксенона), в среде которых металл не окисляется[8].

    Срок службы ламп накаливания колеблется в широких пределах, поскольку зависит от условий работы, в том числе от стабильности номинального напряжения, наличия или отсутствия механических воздействий на лампу (сотрясения, вибрации), температуры окружающей среды и др. Средний срок службы ламп накаливания составляет 1000-1200 ч.

    При продолжительной работе лампы накаливания ее нить под воздействием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшается в диаметре и, наконец, перегорает.

    Чем выше температура нагрева нити накала, тем больше света излучает лампа, но при этом интенсивнее протекает процесс испарения нити и сокращается срок службы лампы. В связи с этим для ламп накаливания устанавливается такая температура накала нити, при которой обеспечиваются необходимая светоотдача лампы и определенная продолжительность ее службы.

    Преимущества ламп накаливания:

    • малая стоимость;
    • небольшие размеры;
    • отсутствие пускорегулирующей аппаратуры;
    • нечувствительность к ионизирующей радиации;
    • быстрый выход на рабочий режим;
    • отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации;
    • возможность работы на любом роде тока;
    • нечувствительность к полярности напряжения;
    • возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт);
    • отсутствие мерцания при работе на переменном токе (важно на предприятиях);
    • отсутствие гудения при работе на переменном токе;
    • непрерывный спектр излучения;
    • приятный и привычный в быту спектр;
    • устойчивость к электромагнитному импульсу;
    • возможность использования регуляторов яркости;
    • не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды;
    • устойчивы к конденсату.

    Недостатки ламп накаливания:

    • низкая световая отдача;
    • относительно малый срок службы;
    • хрупкость, чувствительность к удару и вибрации;
    • бросок тока при включении;
    • при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона;
    • резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения;
    • лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт - 145 °C, 75 Вт - 250 °C, 100 Вт - 290 °C, 200 Вт - 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут;
    • нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников.

    Люминесцентные лампы.

    Это газоразрядный источник света низкого давления. Его световой поток определяется свечением люминофора под воздействием ультрафиолетового излучения, которое возникает вследствие электрического разряда (см. Рисунок 2).

    Рисунок 2. Люминесцентная лампа

    Изнутри стенка колбы покрыта смесью люминесцентных порошков, которая называется люминофор. Лампы с трех полосным люминофором более экономичны, поскольку световая отдача у них составляет до 104 Лм/Вт, но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), а лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=90-98) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Существует два способа поджигалюминесцентных ламп - электромагнитным и электронным балластом. Тип балласта влияет на зажигание ламп, а также на мерцание в работе и срок службы поджигающих электродов. При поджиге люминесцентных ламп с электромагнитным балластом происходит до 30% потерь электроэнергии. Основным отличием люминесцентного светильника с электронным балластом от такого же светильника с электромагнитным балластом, помимо энергосбережения, веса и объема, является частота мерцания: Лампы с электронным балластом работают с высокой частотой мерцания около 42 000 Гц в секунду, тогда как лампы с электромагнитным балластом работают с частотой 100 Гц в секунду, что при длительном использовании вызывает усталость глаз.[9]

    Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность[2].

    Преимущества люминесцентных ламп:

    • по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;
    • имеют низкую температуру колбы;
    • имеют повышенный срок службы;

    Недостатки люминесцентных ламп:

    • снижает световой поток при повышенных температурах;
    • содержание ртути (хотя и в очень малых количествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна, однако постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью;
    • люминесцентные лампы не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С.[8]

    Компактные (энергосберегающие) люминесцентные лампы.

    Они вырабатывают свет по тому же принципу, что и обычные люминесцентные лампы, только на гораздо меньшей площади, и являются компактной альтернативой люминесцентным лампам-трубкам. Такая разновидность люминесцентных ламп наиболее удобна для использования в бытовых условиях (см. Рисунок 3).

    http://sp-kurumoch.ru/wp-content/uploads/2017/04/no-liuminestsentnye-lampy2.jpg

    Рисунок 3. Энергосберегающие люминесцентные лампы

    Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания:

    • до 80% меньшее потребление тока при том же количестве света;
    • срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет, соответственно, 6000-15000 часов в зависимости от типа;
    • меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы;
    • возможность выбора цвета свечения.

    Галогенные лампы.

    Это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп (см. Рисунок 4) является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, "останавливает" ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.

    http://strport.ru/sites/default/files/articles/2_2_0.jpg

    Рисунок 4. Галогенные лампы

    Линейные галогенные лампы с нитью накала в форме спирали и прозрачной кварцевой трубкой,  используются для освещения широких поверхностей. Благодаря применению упрочненных держателей, нити накала обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Для ламп мощностью до 500 Вт позиция свечения произвольная, мощностью свыше 500 Вт - только горизонтальная, с допустимым отклонением в 4°. Лампы совмещают в себе высокую светоотдачу, "живой" белый блеск, отличный коэффициент цветопередачи, постоянный световой поток в течение всего срока службы, мгновенное перезажигание, возможности регулировки яркости.

    Галогенные лампы со стеклянным отражателем и цветным защитным стеклом, которое добавляет световому пучку определенный оттенок. Такие лампы предназначены для декоративного освещения.

    Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем, покрытым металлическим алюминиевым слоем, предназначены для создания световых акцентов. Слегка рифленая поверхность переднего стекла хорошо подчеркивает эффект "искрящегося" света и защищает горелку от загрязнения и пыли, а также от соприкосновения с руками человека. Применяется в акцентном освещении, в освещении общественных и жилых помещений, уличной подсветке (при использовании на улице лампа должна быть защищена от попадания влаги).

    Галогенные лампы с двойной колбой работают от сетевого напряжения, имеют резьбовой цокол. Лампы характеризуются стабильной светоотдачей и отличной цветопередачей (Ra=100). Лампы могут работать с регулятором яркости. Применяются для освещения жилых и общественных помещений.

    Лампы накаливания со временем теряют яркость. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов. Галогенные лампы имеют яркий насыщенный и ровный свет, спектральный состав которого значительно отличается от спектрального состава света обычной лампы накаливания и приближен к спектру солнечного света. Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.

    Преимущества галогенных ламп:

    • высокая светоотдача;
    • стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
    • долгий срок службы;
    • миниатюрная конструкция;
    • возможность регулирования светового потока;
    • высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).

    Недостатки галогенных ламп:

    • до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;
    • галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные - через трансформатор;
    • температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).[9]

    Газоразрядные лампы высокого давления.

    Особенностями газоразрядных ламп (см. Рисунок 5)является их высокая светоотдача и длительный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды. В нашем климатическом поясе для архитектурного (наружного) освещения предпочтительней использовать именно газоразрядные лампы, поскольку они отлично работают при минусовой температуре. Применение газоразрядных ламп рекомендуется только с защитным стеклом, качественнымикомплектующими и квалифицированной сборкой схемы, иначе они небезопасны для домашнего использования. Так, например, взрыв лампы или короткое замыкание в цепи может привести к пожару. Также следует отметить, что газоразрядные лампы светят в полную силу не сразу, а по истечении 2 - 7 минут.

    http://tsareva-studio.ru/images/56848.jpg

    Рисунок 5. Газоразрядные лампы высокого давления

    В группу газоразрядных ламп входят металлогалогенные, натриевые и ртутные лампы.

    Металлогалогенные лампы.

    Это ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова. Все эти добавки значительно улучшают световую отдачу и характеристики цветопередачи ламп при ртутном разряде. Все металлогалогенные лампы дают белый свет с различной цветовой температурой. Их особенность состоит в хорошем уровне цветопередачи. Любые предметы и растения под ними смотрятся абсолютно естественно. Металлогалогенные лампы широко используются в освещении объектов коммерческой недвижимости, а также выставок, служебных помещений, гостиниц и ресторанов, для подсветки рекламных щитов и витрин, освещения спортивных сооружений и стадионов, для архитектурной подсветки зданий и сооружений.

    Достоинства металлогалогенных ламп:

    • высокая световая отдача (60 - 110 лм/Вт);
    • большой срок службы (до 10000 часов);
    • компактные размеры.

    Недостатки металлогалогенных ламп:

    • не подходят для плавной регулировки;
    • долгое зажигание и перезажигание.

    Натриевые лампы.

    Они принадлежат к числу наиболее эффективных источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп, экономны и имеют длительный срок службы. Обычно лампы излучают характерный желтый цвет, но если в состав зажигающего вещества входит ксенон, они дают яркий белый свет. Натриевые лампы бывают высокого (излучают свет теплого желтого цвета, подходящий для освещения больших парков, дорог и площадей) и низкого давления (идеально подходят для уличного освещения).

    Достоинства натриевых ламп:

    • высокий уровень светоотдачи (до 130 лм/Вт);
    • длительный срок службы (до 12 000 часов);
    • энергетическая экономичность.

    Недостатки натриевых ламп:

    • плохая цветопередача (Ra = 20);
    • долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).

    Газоразрядные натриевые лампы применяются для освещения улиц, а также промышленных помещений, где основными условиями являются экономность и яркость, а требования к светопередаче несущественны.

    Ртутная лампа.

    Её работа основывается на использовании излучения электрического разряда в парах ртути. Лампы данного типа отличаются высокой светоотдачей при сравнительно небольших габаритах, они имеют длительный срок службы. 40% излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра. Для увеличения светоотдачи ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, которым покрыта колба лампы. Эти лампы позволяют значительно снижать затраты при установке, эксплуатации и техническом обслуживании в следующих областях применения: дорожное освещение, освещение ландшафтов.[8]

    Ртутная лампа высокого давления содержит пары ртути, парциальное давление которых во время работы достигает 105 Па. Такие лампы обладают высокой надежностью и хорошей цветопередачей. Применяются для внутреннего и наружного освещения коммерческих и производственных объектов, для декоративного и охранного освещения. Ртутно-вольфрамовая лампа - лампа, внутри которой в одной и той же колбе находятся разрядная трубка ртутной лампы высокого давления и спираль лампы накаливания, соединенные последовательно. Колба может быть покрыта люминофором. Вольфрамовая спираль служит дополнительным источником света в красной области света и одновременно выполняет функцию балластного давления для ртутной горелки. Благодаря этому устройству улучшается передача цвета и отпадает необходимость использования дополнительного дросселя.

    Преимущества ртутных газоразрядных ламп:

    • широкий диапазон мощностей;
    • достаточный уровень световой отдачи (30-60 лм/Вт);
    • большой срок службы (до 12 000 часов);
    • не требуют пускорегулирующего аппарата;
    • компактные размеры.

    Недостатки ртутных газоразрядных ламп:

    • плохая цветопередача;
    • содержат ртуть;
    • долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).[9]

    Светодиодные лампы.

    По мнению большинства специалистов, будущее освещения - за лампами и светильниками на светодиодах (см. Рисунок 6). На данный момент светодиодные лампы еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания. В основном эти лампы применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении. Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток(как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт). Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения. Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 - 100 000 часов).

    http://amppa.ru/upload/medialibrary/fb7/147743_1372925414_1.jpg

    Рисунок 6. Светодиодные лампы

    Преимущества светодиодов:

    • низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
    • долгий срок службы - до 100 000 часов;
    • высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость;
    • чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
    • регулируемая интенсивность;
    • низкое рабочее напряжение;
    • экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.

    Теперь видна четкая картина перспективы светодиодов и их явные преимущества перед другими источниками света. Производство светодиодов в последние годы опережают все самые оптимистические прогнозы на 20 -30%. Большинство экспертов сходятся во мнении, что через 7 - 10 лет светодиоды захватят все основные позиции на рынке света.[8]

    Таблица 1 – Виды ламп[18]

    Виды ламп

    Назначение, применение

    Цветовая температура, К

    Срок службы, часы

    Светоотдача, лм/Вт

    Вакуумные, Газополные

    1.Для общего, местного, декоративного освещения.

    2. Транспортные лампы (автомобильные, железнодорожные, судовые, самолётные).

    3. Для сигнализации и индикации.

    4. Для оптических систем и приборов

    2500 – 2700  Оранжево-красная часть спектра

    1000 – 1200

    7 – 20

    Галогенные (КГ)

    1. Замена ламп накаливания.

    2. В автомобильных фарах.

    3. В прожекторах, рампах, а также для освещения при фото-, кино- и видеосъёмке, в кинопроекционной аппаратуре.

    4. В качестве нагревательных элементов, к примеру, в электроплитах, микроволновых печах (гриль), паяльниках (спайка ИК-излучением термопластов).

    Оранжево-жёлтая часть спектра

    2000 - 5000

    22 – 26

    Люминесцентные

    1. В освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т. д.

    2. В быту.

    3. В световой рекламе, подсветке фасадов.

    2700 – 6500 белая часть спектра

    1000

    85 – 120

    ЛТБЦ (с улучшенной цветопередачей)

    1. В продовольственных магазинах, предприятиях общественного питания. 2. Жилые помещения

     

    Высокая

    ЛБ

    В помещениях, где нужен яркий свет и не требуется цветопередача: производственных и административных помещениях, в метрополитене

    Белый с лиловатым оттенком, плохой цветопередачей

     

    Высокая

    ЛЕЦ (естественного света)

    Для музеев, выставок, в фотографии, в образовательных учреждениях, жилых помещениях

    Солнечно-белый

     

    Относительно низкая

    ЛД

    В производственных и административных помещениях без высоких требований к цветопередаче

    Белый с лёгким голубоватым оттенком и с высокой светоотдачей

     

    Высокая

    ЛДЦ

    Для музеев, выставок, в фотографии, в производственных и административных помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче, образовательных учреждениях, жилых помещениях

    Белый с лёгким голубоватым оттенком и с низкой светоотдачей 

    Относительно низкая

    РЛВД

    Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений.

    Яркий белый свет (содержит невидимое УФ излучение, отсутствуют красная и голубая части спектра)

    6000 - 20000

    45 – 60

    НЛВД

    Для освещения парков, торговых центров, дорог, а также, в некоторых случаях, для декоративного архитектурного освещения

    Жёлтый, оранжевый свет

    МГЛ

    Декоративное и архитектурное наружное освещение, осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др.

    3000 – 6000 От тёплого до холодного белого

    100 – 120

    Ксеноновые

    Лампа нашла широкое применение в кинопроекторах и автомобильных фарах

    6100 – 6300  Яркий белый свет

    60 – 65

    Светодиодные лампы (СД) 

    1. В различных светильниках, прожекторах, светодиодных лентах, декоративной светотехнике (уличные праздничные гирлянды), в компактных осветительных приборах (фонарики)

    2. Для подсветки зданий, автомобилей, улиц и рекламных конструкций, фонтанов, тоннелей и мостов.

    3. Для подсветки производственных и офисных помещений, домашнего интерьера и мебели.

    2700 – 7000 Белый

    40000 - 50000

    СМ (белые) (ЛН) СМК (красные)

    1. Внутреннее освещение ЛА 2. Внешнее светосигнальное оборудование

     

    75 – 1000

    ЛТБ (ЛЛ)

    1. Освещение пассажирских салонов и технологических отсеков ЛА

     

    85-120

    КГСМ (КГ)

    Внешнее светосигнальное оборудование

     

    150…500

    ИФК (ГЛ) (красные)

    Внешнее светосигнальное оборудование (проблесковые маяки)

     

    5 000 … 100 000 вспышек

    Световая энергия вспышки, Лм/с 14 000… 80 000

    Светодиодные лампы

    1. Освещение пассажирских салонов ЛА (в современных самолётах, например, SukhoiSuperjet 100)

    2700 –7000  

    1.4 Сравнительная характеристика источников освещения

    Несмотря на кажущееся в настоящее время большого количества разнообразных по качеству, цене и принципам работы источников освещения принципиально их типов достаточно немного. Рассмотрим практические возможности их использования с точки зрения влияния на здоровье человека, экологию и экономическую целесообразность.

    В первую очередь это традиционно наиболее часто используемые лампы накаливания, включая галогенные, высокотемпературные  и кварцевые галогенные лампы. Несмотря на почетное время их использования, более века, их несомненными плюсами и в настоящее время остаются  низкая цена при небольших размерах, высокий индекс цветопередачи, отсутствие мерцания и гудения. Непрерывный спектр излучения и отсутствие токсичных компонентов, а так же возможность работы на любом роде тока делает их понятными потребителю и привычными в использовании устройствами.  Но на этом плюсы их использования в текущее время практически исчерпываются, а минусы растут сейчас и будут продолжать расти в будущем.  Минусы  использования заложены в самом принципе работыи, несмотря на привычность  оных  их достаточно много. В первую очередь это низкое КПД от 5 до 35, а чаще всего 12-19 Люмен/Ватт, малый срок службы, хрупкость, чувствительность к удару и вибрации. Привычные  потребителям  светильники, люстры и т.д. частично нивелируют  эти минусы, а так же опасность возникающую  при нагревании ламп (100-290 °C), но они сами становятся сдерживающим фактором развития иных источников освещения, т.к. для них в этом виде практически не нужны.

    Следующий  источник освещения с которым мы попробуем разобраться, это люминесцентные лампы. С плюсами у них все ясно значительно большая светоотдача и КПД (45-100 Люмен/Ватт), приближенный к естественному свету спектр и разнообразие оттенков света, длительный срок службы от 2000 до 20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания.  О минусах этого источника освещения говорят значительно меньше, при этом их достаточно много. В первую очередь следует вспомнить о химической опасности  (содержат ртуть в количестве от 10 мг до 1 г), при нарушении целостности существует реальная опасность отравления и необходима обработка помещения  (демеркуризация),  что помимо рисков для здоровья, несет и риски финансовых и временных потерь. С точки зрения здоровья минусом будет и мерцание лампы, которое устраняется установкой ЭмПРА — электромагнитного пускорегулирующего аппарата достаточной ёмкости, но оно повышает стоимость изделия, и производители часто экономят на этом, снижая емкость конденсатора. С точки зрения долговечности эти лампы действительно могут работать достаточно долго,но при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений (поэтому их не рекомендуется применять в местах общего пользования с автоматическими включателями с датчиками движения). Таким образом попытка использования их повсеместно в домохозяйствах в виде энергосберегающих ламп, скорее всего не будет иметь смысла в долгосрочной перспективе, а приведет к необоснованным финансовым потерям потребителей при высоком качестве, люминесцентных ламп, либо потерям для здоровья при низком.[10]        

    Следующая группа источников освещения это дуговые лампы, к которым относятся ксеноновые газоразрядные и  ртутные металлогалогенные лампы. Их доля на рынке и распространение среди потребителей достаточно невелико. С современной точки зрения их характеристики  не впечатляют, лучшие образцы дают светоотдачу 50-55 Люмен/Ватт, при том, что для работы им необходима ионизация под воздействием высокой температуры и электрического поля (температура колбы — до 500 градусов), что усложнят, а соответственно и удорожает конструкцию, требует наличия  импульсного зажигающего устройства. Перспектива их широкого использования не просматриваются и скорее всего для потребителей они малоинтересны.[10]

    Группой источников освещения с лучшей на сегодняшний день светоотдачей остаются газоразрядные лампы  в первую очередь натриевые лампы высокого и низкого  давления, работающие  в парах натрия и имеют эффективность 150 лм/Вт. К сожалению, вместе с длительным сроком службы это пожалуй их единственный плюс. К минусам данного источника освещения относится;  высокая стоимость, большие размеры, необходимость пускорегулирующей аппаратуры, долгий выход на рабочий режим, а наличие мерцания и гудения при работе на переменном токе, прерывистый  непривычный   в быту спектр излучения делает их использование  неприемлемым в  частных домохозяйствах. Использование их для наружного освещения экономически, с точки зрения светоотдачи вполне оправданно, но развитие других источников освещения (светодиоды) в данный момент делает их использование малопривлекательным  в перспективе, что важно для вновь строящихся и модернизируемых объектов.[9]

    Самой быстроразвивающейся группой источников освещения в настоящее время являются  светодиоды и тому есть масса объяснений.  К несомненным плюсам в первую очередь можно отнести высокую световую отдачу (в практических изделиях до 100-110 Люмен на Ватт), что вместе  с малой инерционностью  и независимостью от количества циклов включения-выключения (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп) делает их реальными конкурентами существующих источников наружного освещения. Экологичность, безопасность и возможность подбора  спектра  — от тёплого белого до холодного белого делает светодиоды весьма перспективными при интерьерном освещении, и наконец  длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года) вместе с высокой механической прочностью,  вибростойкостью  позволяет разрабатывать и производить для потребителя уникальные световые приборы аналогов которых не было. Сомнительные свойства светодиодов, как то  угол излучения — от 15 до 180 градусов, нечувствительность к низким и быстрая деградация при высоких температурах остаются скорее плюсами, чем минусами, так как просто требуют формирования иного взгляда у потребителей не современные светильники, фонари,  дизайн световых приборов.  Из минусов чаще всего говорят о высокой цене на светодиодные изделия, что сейчас уже нельзя сказать на 100%. Дело в том, что сравнение светодиодов по ценам (за люмен) делает их уже сейчас конкурентоспособным с компактными люминесцентными лампами, а фактор экологии и безопасности добавляет им преимуществ. Необходимость драйвера питания и радиатора отвода тепла (для мощных светодиодов) не представляется проблемным фактором, так как первопричина чаще всего попытка «воткнуть» совершенно иной прибор в прежний дизайн, сформированный для совсем других целей.[10]

    Таблица 2 – Сравнительная характеристика источников света

    Тип лампы

    Световая отдача,
    лм/Вт

    Средний срок службы,
    ч

    Лампы накаливания общего назначения

    18-22

    1000

    Линейные люминесцентные лампы (...18,36,58...Вт)

    60-80

    10000-15000

    Компактные люминесцентные лампы (...5,7,9,11,15,20,23...Вт)

    50-60

    8000-15000

    Ртутные лампы высокого давления с люминофором (типа ДРЛ)(50,80,125,250,400,700...Вт)

    45-55

    12000-15000

    Металлогалогенные лампы (35,70,150,250,400...Вт)

    70-100

    5000-12000

    Натриевые лампы высокого давления(70,100,150,250,400...Вт)

    90-130

    10000-20000

    Светодиодные лампы

    100-110

    30000-100000

    Таким образом, безусловным фаворитом  современных источников освещения стали светодиоды, но каждый потребитель будет решать для себя сам, цель анализа лишь помочь ему в этом разобраться. [18]

    ГЛАВА 2.ИССЛЕДОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ В УЧЕБНОМ УЧРЕЖДЕНИИ И В БЫТУ

    2.1 Нормирование и оценка освещения помещений

    Нормирование и гигиеническая оценка освещения зданий и помещений выполняется согласно СанПиНа, светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.[2;3]

    Основным светотехническим показателем освещения помещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО): отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах. [2]

    КЕО = Е12 · 100%,

    где Е1 – освещенность внутри помещения, лк;

    Е2 – освещенность вне помещения, лк.

    Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром Ю116 или Ю117 (см. Рисунок 7), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток.

    http://files.cmlt.ru/getUserImage?id=8900306http://freemarket.ua/images_message/381/189226/556582/576672.jpg

    Рисунок 7. Люксметры «Ю 116» и «Ю 117»

    Воспринимающая часть – селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.

    При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования (МУ РБ 11.11.12-2002):

    • приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
    • на фотоэлемент не должны падать случайные тени или тени от человека и оборудования; если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;
    • измерительный прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей; не допускается установка измерителя на металлические поверхности.[15]

    Коэффициент естественной освещенности (согласно СНБ 2.04.05-98) нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы  и четыре подразряда в каждом разряде.

    Таблица 3 – Нормы естественного освещения некоторых видов помещений

    Вид

    помещения

    КЕО, %

    Световой коэффициент (СК)

    Угол

    падения света

    Угол

    отверстия

    Операционные, родовые палаты, лаборатории

    Не менее 2,5

    1:4 – 1:5

    270

    50

    Учебные помещения, процедурные, боксы и изоляторы, перевязочные

    1,25 – 1,5

    1:4 – 1:5

    270

    50

    Больничные палаты, кабинеты врачей

    1,0

    1:6 – 1:7

    270

    50

    Жилые комнаты, регистратура

    0,5

    1:8 – 1:10

    270

    50

    При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема.

    Таблица 4 – Требования к осветительным установкам.

    Требования

    Способы осуществления,

    меры по оптимизации состояния ОУ

    Экономичность

    Правильный выбор источников света, систем освещения, типа и расположения светильников.

    Надежность

    Выбор типа светильников и способа проводки в соответствии с условиями среды помещения. Рациональное построение сети.

    Безопасность

    Выбор напряжения в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Применение в необходимых случаях светильников с недоступными токоведущими частями. Выполнение сети в соответствии с требованиями ПУЭ. Устройство заземления.

    Достаточная

    яркость

    Выбор освещенности согласно нормам и обеспечение ее проектом осветительной установки. Подведение к лампам необходимого напряжения.

    Равномерность освещения

    При общем освещении – соблюдение рекомендуемых отношений расстояния между светильниками к расчетной высоте; при местном освещении – достаточная высота установки светильников.

    Ограничение прямой блескости

    Применение светильников с защитным углом или с рассеивающими стеклами. Выбор высоты подвеса светильников в соответствии со степенью их блескости.

    Ограничение отраженной блескости

    Обеспечение необходимого направления света путем выбора правильного локализованного расположения светильников. Снабжение светильников рассеивателями. Применение отраженного освещения.

    Коэффициент естественной освещенности соответствует диапазону 0,2<СК>0,3(СанПиН 2.4.2.1178-02)

    Геометрический метод оценки

    • Световой коэффициент (СК) – отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
    • Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) – отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от пола до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20-30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако, не СК, не КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
    • Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая – к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 270.
    • Угол отверстия дает представление о величине видимой части небосвода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая – к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 50.[5]

    Искусственное освещение

    Искусственная освещенность может быть измерена непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра или определена ориентировочно расчетным методом.

    Согласно МУ РБ 11.11.12-2002 измерение искусственного освещения с помощью люксметра от светильников (установок) искусственного освещения, в том числе, при работе в режиме совмещенного освещения (естественное + искусственное) должно проводиться на рабочих местах в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1. При комбинированном освещении (общее + местное) рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения и измеряют освещенность от светильников общего и местного освещения.

    Для приблизительной оценки искусственной освещенности в дневное время суток, вначале определяют освещенность, создаваемую совмещенным освещением (естественным и искусственным), а затем – при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит приближенную величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.

    Расчетный метод «Ватт» определения искусственной освещенности основан на подсчете суммарной мощности всех ламп в помещении и определении удельной мощности ламп (Р; Вт/м2). Эту величину умножают на коэффициент Ет, показывающий какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 10 Вт/м2.

    Для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:

    Е =,

    где Е – рассчитываемая освещенность, лк;

    Р – удельная мощность, Вт/м2;

    Ет – освещенность при удельной мощности 10 Вт/м2, - зависит от мощности ламп накаливания и характера светового потока.[6]

    Таблица 5. Нормы освещенности рабочих поверхностей люминесцентными лампами

    Характеристика зрительной

    работы

    Раздел

    Размер объекта различения, мм

    Контраст объекта с фоном

    Освещенность, лк

    Наивысшей

    точности

    I

    менее 0,15

    малый

    средний

    больший

    1250 – 5000

    750

    400

    4000 – 5000

    2500

    1500

    Очень высокой

    точности

    II

    0,15 – 0,3

    малый

    средний

    больший

    750 – 1250

    500

    300

    3000 – 4000

    2000

    1000

    Высокой

    точности

    III

    0,3 – 0,5

    малый

    средний

    больший

    300 – 500

    300

    200

    1000 – 2000

    750

    400

    Средней

    точности

    IV

    0,5 – 1

    малый

    средний

    больший

    200 – 300

    200

    150

    500 – 750

    400

    300

    Малой

    точности

    V

    1 – 5

    малый

    средний

    больший

    150 – 200

    150

    100

    200 – 300

    Грубая

    VI

    более 5

    любой

    150

    К – коэффициент запаса для жилых и общественных зданий равен 1,3.

    Формула пригодна для ламп одинаковой мощности. Для ламп разной мощности, расчет освещенности производится отдельно для каждой группы ламп. Результаты суммируются.

    При использовании люминесцентных ламп – удельной мощности 10 Вт/м2 соответствует 150 лк освещенности (независимо от их мощности и характера светового потока).[5]

    2.2 Расчеты естественного и искусственного освещенияв учебном заведении

    Исследования по оценке освещения в учебном заведении

      Для  оценки естественного освещения был использован геометрический метода нормирования освещения.

    Геометрический  метод расчета коэффициента естественного освещения

    Оборудование:линейка.

    Порядок выполнения работы:

    1. Измерить длину и высоту окна.
    2. Рассчитать площадь окон в кабинете по формуле S=ab×N, где N –число окон. Рассчитать площадь пола по формуле S=ab.

     Для того чтобы определить достаточное ли количество света приникает в кабинете, необходимо воспользоваться формулой:

    СК=,

    Где СК – световой коэффициент;

    S0 – площадь окна;

    Sn – площадь пола. [13]

    Таблица 6 Расчет КЕО

    Кабинет 22 ГБПОУ ДЗМ МК№1 СП№1

    Кабинет 38 ГБПОУ ДЗМ МК№1 СП№1

    So

    158400см2

    94600см2

    Sn

    650000см2

    325000см2

    СК

    0,54

    0,59

    Полученные световые коэффициенты  естественного освещения входит в диапазон  стандарта для учебного помещения: 0,5%< СК<0,6%

    (СанПиН 2.4.2.1178-02).

    Определение правильности искусственного освещения

    С целью создания наиболее благоприятных условий труда установлены нормы естественной освещенности. В тех случаях, когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом.

    Для определения правильности искусственной освещенности кабинета (затемненное состояние), воспользовались  формулой:

    КИО=,

    где КИО – коэффициент искусственного освещения;

    Р – мощность одной лампы;

    N – количество ламп.[14]

    Таблица 7 – Расчет правильности искусственного освещения

    Кабинет 22 ГБПОУ ДЗМ МК№1 СП№1

    Кабинет 38 ГБПОУ ДЗМ МК№1 СП№1

    Р

    80

    60

    Sn

    650000 см2

    325000см2

    N

    8

    4

    КИО

    9,8

    7,4

    Вывод: коэффициент искусственного освещения  более 6,8 ВТ на 1м2 площади пола кабинета (СанПиН 2.4.2.1178-02), что говорит о достаточной освещенности.

    Измерение  ЕО кабинета относительно расположения парт

    Оборудование: люксметр.

    Порядок выполнения работы:

    1. Ряд около окна (парты 1,3,5)

    2.Средний ряд  (парты 1,3,5)

    3.Ряд около стены (парты 1,3,5)[15]

    сторона света

    около

    окна

    средний

    ряд

    около

    стены

    доска

    1

    3

    5

    1

    3

    5

    1

    3

    5

    Каб.22 ГБПОУ ДЗМ МК№1СП1

    юг

    125

    125

    125

    110

    110

    110

    95

    95

    95

    110

    Каб.38

    ГБПОУ ДЗМ МК№1СП1

    север

    110

    110

    100

    Таблица 8. Измерения освещенности рабочих мест люксметром (Лк)

    Вывод: Освещение кабинета 22 ГБПОУ ДЗМ МК№1, оснащенного люминесцентными лампами, соответствует СанПиН 2.4.2.2821-10.

    Аналогичным образом были проведены измерения в кабинете 38 ГБПОУ ДЗМ МК№1 СП№1. В этом кабинете источниками освящения являются светодиодные лампы. При подсчете был получен КИО (коэффициент искусственного освещения) равный 7,4 Вт на 1 м2, что полностью соответствует требованиям СанПиН 2.4.2.1178-02.

    2.3 Расчет естественного и искусственного освещения в быту

    Для исследования были выбраны две комнаты в квартире. Одна комната освещена лампами накаливания, другая – энергосберегающими лампами.[11]

    Таблица 9 – Расчет КЕО

    Комната 1

    Комната 2

    So

    19500см2

    19500см2

    Sn

    110000см2

    140000см2

    СК

    0,58

    0,55

    Вывод:полученные световые коэффициенты  естественного освещения входит в диапазон  стандарта для жилых  помещений: 0,4< СК  <0,6(СанПиН 2.4.2.1178-02).

    Таблица 10.  Расчет правильности искусственного освещения (Вт на м2)

    Комната 1

    Комната 2

    Р

    75

    80

    Sn

    110000см2

    140000см2

    N

    5

    5

    КИО

    6,3

    6,1

    Вывод: коэффициент искусственного освещения  жилых помещений должен быть 5,0 Вт на 1м2 площади пола комнаты (СанПиН 2.4.2.1178-02).Произведенные расчеты говорят о достаточной освещенности комнат лампами накаливания и энергосберегающими лампами.

    Далее измерения проводились с помощью люксметра.[11]

    сторона света

    около окна

    в середине комнаты

    около дальнейстены

    Комната 1

    восток

    75

    85

    75

    Комната 2

    запад

    70

    80

    70

    Таблица 11 – Измерение освещенности с помощью люксметра (Лк)

    Вывод: освещение комнаты1, освещаемой лампами накаливания и комнаты 2, освещаемой энергосберегающими лампами, соответствует СанПиНу 2.4.2.2821-10.

    2.4 Экономические расчеты применения различных ламп искусственного освещения

    Проведенные исследования освещенности различными видами источников искусственного освещения не выявили каких либо существенных отличий от их применения. Попробуем найти экономические различия в применении этих осветительных приборов.

    Составим таблицу сравнительных показателей различных ламп, используемых в искусственном освещении помещений.[12]

    Таблица 12 – Сравнительные показатели источников освещения

    Лампа накаливания

    Люминесцентная

    Энергосберегающая

    Светодиодная

    Энергопотребление одной лампы (Вт/час)

    60

    24

    22

    10

    Стоимость одной лампы (руб.)

    12

    250

    165

    98

    Ресурс выработки лампы (час.)

    4000

    6000

    12000

    250000

    Ресурс выработки ламп (лет)

    1

    2

    3

    7

    При сравнении данных видно, что применение светодиодных ламп для освещения помещений более экономично, даже несмотря на достаточно высокую стоимость.

    Проверим наше заявлениерассчитав денежный эквивалент наших затрат. «Поставим» в одинаковые условия наши образцы: лампу накаливания, люминесцентную лампу,  энергосберегающую лампу и светодиодную лампу.

    Текущая стоимость одного кВт/час (руб.) – 3,90

    Режим работы ламп (часов в сутки) – 10

    Коэффициент инфляции (% в год) – 11%

    Количество ламп для расчета (штук) – 10 [18]

    Таблица 13 – Лампа накаливания

    Расход на энергию

    (руб)

    Стоимость 10 ламп

    (руб)

    Общий расход за год

    (руб)

    2015

    135240

    120

    13624

    2016

    15012

    120

    15132

    2017

    16764

    120

    16884

    Таблица 14 – Люминесцентная лампа

    Расход на энергию

    (руб)

    Стоимость 10 ламп

    (руб)

    Общий расход за год

    (руб)

    2015

    3416

    2500

    5916

    2016

    3792

    0

    3792

    2017

    4210

    2500

    6710

    Таблица 15 – Энергосберегающая лампа

    Расход на энергию

    (руб)

    Стоимость 10 ламп

    (руб)

    Общий расход за год

    (руб)

    2015

    3131

    1650

    5916

    2016

    3476

    0

    3476

    2017

    3860

    0

    3860

    Таблица 16 – Светодиодная лампа

    Расход на энергию

    (руб)

    Стоимость 10 ламп

    (руб)

    Общий расход за год

    (руб)

    2015

    1425

    980

    2405

    2016

    1757

    0

    1757

    2017

    1760

    0

    1950

     Проведенные расчеты показывают, что экономически выгодно при освещении помещений использовать именно светодиодные лампы.

    2.5 Выводы

    Сформулируем основные гигиенические требования к освещению учебного места:

    • величина освещенности должна обеспечивать функцию зрения;
    • необходимо равномерное распределение освещенности на поверхности учебного места, а также отсутствие резких теней между рабочим местом и фоном,
    • источник света не должен оказывать слепящего действия;
    • при использовании искусственного источника света спектральный состав его должен быть близок к дневному в пределах максимального видения.

    Подбирая освещение, учтите:

    - освещение должно быть комфортным для вас. Поэтому обязательно прислушивайтесь к собственным ощущениям. Что хорошо для одного человека, некомфортно для другого;

    - желательно, чтобы освещение было равномерным. При переходе взгляда от более яркого фрагмента поля зрения к менее яркому (например, от экрана монитора к листку с текстом отчета) мы всегда чувствуем дискомфорт, поэтому постарайтесь либо исключить более яркие предметы из поля зрения (на время чтения отчета выключайте монитор компьютера), либо постарайтесь сделать различие в яркости минимальным (подстройте монитор на то время, пока будете переносить данные с листка в компьютер). Кстати, еще и поэтому ребенку нельзя смотреть "краем глаза" телевизор, если он делает уроки. Располагайте монитор компьютера так, чтобы прямо за ним не было окна;

    - наиболее целесообразно совмещение местного и общего освещения. Одно только локальное освещение не может дать необходимую равномерность. А только общее освещение, возможно, потребует от вас чрезмерного напряжения при работе с мелкими деталями;

    - если вам приходится пользоваться и дневным, и искусственным освещением, старайтесь, чтобы они не воспринималось как два совершенно особых, раздельных и даже конкурирующих между собой потока. При отсутствии перепадов вполне можно пользоваться смешанным освещением без ущерба для глаз.[1 – 3;6]

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Целью данной работы было сравнить различные источники света в учебном учреждении и в бытовых условиях.

    Были поставлены определенные задачи, которые в ходе проделанной работы выполнены в полной мере.

    В результате проделанных исследований:

    1. Изучены и проанализированы данные литературных источников  по теме исследования;
    2. Изучены и проанализированы устройство и принципы работы различных источников света;
    3. Сравнили характеристики различных источников света, применяемых в образовательном учреждении и в бытовых условиях;
    4. Выявлен наиболее экономичный источник искусственного освещения для применения в образовательном учреждении и в бытовых условиях;

    Свет – один из важнейших факторов внешней среды, оказывающий разностороннее биологическое действие на организм и играющий важную роль в сохранении здоровья и высокой работоспособности.

    Освещенность в помещении должна быть равномерной и устойчивой с целью предотвращения частой переадаптации и развития зрительного утомления. Освещаемые поверхности в пределах рабочей зоны не должны создавать блескости. 

    Освещение помещений может осуществляться за счет как естественного, так и искусственного света. Освещенность помещений зависит от окраски стен, потолка и мебели. Темные цвета больше поглощают световых лучей и тем самым снижают степень освещенности. Потолок должен быть окрашен белой краской, стены светлой.

    Гигиеническая оценка освещения жилых и общественных зданий проводится для установления соответствия СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

    Соблюдение требований санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц, занимающихся проектированием, строительством, реконструкцией и эксплуатацией зданий. Расчеты освещения являются обязательным разделом в составе предпроектной и проектной документации.

    Государственный санитарно-эпидемиологический надзор за выполнением санитарных правил осуществляют учреждения государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации.

    Все учебные помещения должны иметь естественное освещение в соответствии с гигиеническими требованиями к естественному, искусственному, совмещенному освещению жилых и общественных зданий.

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    1. ГОСТ 17677-08. Светильники. Общие технические условие.
    2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» (с изменениями от 15 марта 2010 г.)
    3.  СанПиН 2.4.2.1178-02 «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях»
    4. СНиП 23-05-95 « Естественное и искусственное освещение» (с Изменением №1)
    5. МУ ОТ РМ 01-98 «Оценка освещения рабочих мест» 
    6. СП 52.13330.2011 «Свод правил: естественное и искусственное освещение»
    7. Гланц С.  Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. / С. Гланц —  М.: Практика1999. – 459с. 
    8. Рыженков А.П. Физика, человек, окружающая среда. / А.П. Рыженков – М: Просвещение, 2011. – 312с.
    9. Шашлов А.Б. Основы светотехники / А.Б.Шашлов. – М: Логос, 2016. – 216с.
    10. Курс лекций по светотехнике / LAP Lambert Academic Publishing – М: Иностранная литература, 2012. – 384с.
    11. Белостоцкая Е.М.  Гигиенические требования к естественному и искусственному освещению образовательных учреждений / Е.М. Белостоцкая. – М: Центр усовершенствования врачей, 2013. – 27с.
    12. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. - М.:  Экономика, 2012.
    13. Архангельский В. И. Гигиена. Соmреndium [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. И. Архангельский, П. И. Мельниченко. - Электрон. текстовые дан. - М. : ГЭОТАР-МЕДИА, 2012. - 392 с. Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970420423.html
    14. Гигиена [Электронный ресурс]: учебник / под ред. Г.И. Румянцева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 608 с. - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970411698.html
    15. Кича Д. И. Общая гигиена [Электронный ресурс] : руководство к лабораторным занятиям / Д. И. Кича, Н. А. Дрожжина, А. В. Фомина. - Электрон. текстовые дан. - М. : ГЭОТАР-МЕДИА, 2012. - 288 с.Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970409961.html
    16. Кияницын  И. Умственное переутомление и гигиена умственного труда: [Публ. лекция] / Проф. И. Кияницын. – Режим доступа: http://www.oldbooks.ru/estore/books/bbgr/index.php?SECTION_ID=225&ELEMENT_ID=145042199
    17. Эрисман Ф.Ф. Справочник «Медики России» –  Режим доступа: http://ap.sibtechcenter.ru/ap_person.tal?identifier=AErismaFedoF2008122463480700
    18. http://citolimp.ru/menu
    19. https://ru.wikipedia.org/wiki/

    ПРИЛОЖЕНИЯ

    Приложение А

    Диаграмма А.1.  Расчет КЕО в образовательном учреждении (%)

    Диаграмма А.2.  Расчет правильности искусственного освещения в образовательном учреждении (Вт/м2)

    Приложение Б

    Диаграмма Б.1.  Расчет КЕО в бытовых условиях (%)

    Диаграмма Б2.  Расчет правильности искусственного освещения в бытовых условиях (Вт/м2)

    Приложение В

    Диаграмма В.1. Экономические расчеты расхода средств на использование ламп искусственного освещения ( руб.)


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Влияние преддипломной практики на качество ВКР и методические рекомендации по написанию дипломной работы для студентов 4 курса специальности "Банковское дело"

    Влияние преддипломной практики на качество ВКРПреддипломная практика студентов является важнейшей частью подготовки высококвалифицированных специалистов, т к дипломная работа должна доказать практичес...

    Методические указания по выполнению и защите выпускной квалификационной (дипломной работы) работы для студентов всех форм обучения специальности 080114 Экономика и бухгалтерский учёт (по отраслям)

    В методических указаниях даются рекомендации по подготовке, оформлению и защите выпускной квалификационной (дипломной) работы; сформулированы требования к структуре и содержанию; разработаны примерная...

    Методические указания к подготовке и защите выпускной квалификационной работы (дипломной работ) для студентов по специальности 43.02.01 «Организация обслуживания в общественном питании»

    Данные методические указания представляют материал для организации учебно-исследовательских действий по выполнению выпускной квалификационной работы.В них отражены цель и задача выпускной квалификацио...

    Дипломная работа учащейся Искандерли А.Х. тема: "Социальная работа в аспекте конституции Российской Федерации"

    Дипломная работа учащейся Искандерли А.Х. тема: "Социальная работа в аспекте конституции Российской Федерации"...

    Опыт руководства теоретическим и практическим исследованием в рамках дипломной работы "Особенности работы медсестры по хранению, учёту и использованию лекарственных средств"

    Практическое и теоретическое исследование проводилось в стационаре и психоневрологическом интернате по сложной и болезненной для сестринских служб проблеме - учёт и хранение медикаментов.Спе...

    Методические рекомендации к выпускной квалификационной работе (дипломной работе) ОПОП 080114 «Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям)»

    При разработке методических рекомендаций в основу положены: 1) ФГОС СПО по специальности 080114 «Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям)» утвержденный Министерством образования и...

    Дипломная работа студента «Роль медицинского лабораторного техника в исследовании биохимических показателей, работы печени в норме и патологии» по специальности 31.02.03 Лабораторная диагностика

    Дипломная работа студента «Роль медицинского лабораторного техника в исследовании биохимических показателей, работы печени в норме и патологии» по специальности 31.02.03 Лабораторная диагн...