Дослідження та розрахунок штучного освітлення

Лабораторна робота №2

Дослідження та розрахунок штучного освітлення

З використанням математичної системи MATLAB

Мета роботи

Вивчити основні принципи нормування, порядку розрахунку та визначення якості штучного освітлення у приміщеннях.

Завдання лабораторної роботи

1. Вивчення основних характеристик штучного освітлення і їх
вплив на підвищення безпеки праці й зниження травматизму на виробництві.

2. Вивчення принципів нормування освітлення на робочих місцях.

3. Вивчення методів розрахунку штучного освітлення.

4. Ознайомлення із приладом для виміру освітлення.

5. Визначення впливу виду джерела, типу світильника й світлотехнічних характеристик приміщення на освітленість.

6. Розрахунок загального штучного освітлення приміщення лабораторії методом світлового потоку.

Теоретична частина

Основне завдання освітлення — створення найкращих умов для зорового сприйняття інформації.

При обладнанні освітлювальних установок застосовуються дві сис­теми освітлення: загальне освітлення і комбіноване. Якість та еко­номічність освітлювальних установок значно залежать від правильності вибору системи освітлення.

Система загального освітлення застосовується для освітлення всьо­го приміщення, в тому числі і робочих поверхонь.

Загальне освітлення може здійснюватись двома способами: з рівно­мірним розміщенням світильників під стелею освітлювального приміщен­ня та нерівномірним. Освітлення з рівномірним розміщенням світиль­ників застосовується, якщо у виробничих приміщеннях технологічне обладнання розташоване рівномірно по всій площі з однаковими умова­ми зорової роботи або якщо в приміщеннях необхідно забезпечити рівно­мірне освітлення. Якщо в приміщенні є робочі поверхні, що вимагають різних рівнів освітлювальності, то для створення потрібного на них освіт­лення світильники розміщують локалізовано, в залежності від розташу­вання робочих поверхонь або виробничого обладнання.

Локалізоване освітлення слід передбачати в приміщеннях зі стаціо­нарним великогабаритним обладнанням (венткамери, пічні відділення), у приміщеннях, де робочі місця розташовані групами, зосередженими на окремих ділянках; у приміщеннях, на різних ділянках якого викону­ються роботи різної точності, що потребують різних рівнів освітлення. Застосування локалізованого освітлення дозволяє знизити встановлену потужність освітлювальної установки, але створює підвищену не­рівномірність розподілу яскравості в полі зору.

Система комбінованого освітлення (загального і місцевого) застосовується в приміщеннях з такими зоровими роботами, які вимагають високої освітлюваності. При такій системі одна частина світильників освітлює тільки робочі місця (світильники місцевого освітлення), а інша — все приміщення, головним чином проходи та коридори (загальне осв­ітлення). Для безпосереднього освітлення робочих місць на верстатах, верстаках або поблизу робочих місць установлюють світильники місце­вого освітлення. Вони забезпечують потрібний напрям світла, майже по­вністю ліквідують виникнення тіней і відблисків (при невеликих потужно­стях ламп створюють високоякісне освітлення на робочих місцях).

Освітлення місць, створюване світильниками загального освітлення при комбінованій системі, повинно складати 10 % від нормованого для комбінованого освітлення. Застосування в приміщенні тільки місцевого освітлення нормами забороняється.

Основні світлотехнічні характеристики

Штучного освітлення

Виробниче штучне освітлення характеризується певними кількісними і якісними показниками.

До кількісних показників освітлення відносяться:

— світловий потік Ф, вимірюваний у люменах (лм);

— інтенсивність або сила світла I, вимірювана в канделах (кд);

— освітленість Е, вимірювана в люксах (лк);

— яскравість В, вимірювана в канделах, ділених на квадратний метр (кд/м²).

Кількісну оцінку досконалості виробничого освітлення проводять по освітленості робочої поверхні.

Освітленістю Е називається відношення світлового потоку ∂Ф, що падає на елемент поверхні, до площі цього елемента ∂S.

(1)

Всі джерела світла, у тому числі й освітлювальні прилади, випромінюють світловий потік у простір нерівномірно. Тому вводиться величина щільності світлового потоку — сила світла I.

Сила світла I — відношення світлового потоку ∂Ф, що виходить від джерела й поширюється рівномірно усередині тілесного кута ∂ω, до величини цього кута.

(2)

 

Робота з програмою MATLAB

Система MATLAB, розроблена більше десяти років тому компанією MathWorks, є універсальним засобом для виконання математичних обчислень. Її робота заснована на виконанні операцій з матрицями, що й відбито в назві: MATLAB ― це скорочення від MATrix LABoratory (Матрична Лабораторія).

Дана система може використовуватися для розрахунків у багатьох галузях науки й техніки, таких як электро- і радіотехніка, динаміка, акустика, енергетика, економіка й т.п. MATLAB є незамінним помічником при виконанні матричного аналізу, при рішенні задач математичної фізики, статистичних, оптимізаційних і фінансово-економічних задач, при дослідженні й обробці сигналів і зображень, обробці й візуалізації інформації й т.д.

 

Програма роботи

3.1. Для варіанта вхідних умов (додаток 1) виконати розрахунок освітлювальної установки.

3.2. Провести експериментальні розрахунки на персональному комп’ютері з використанням математичної системи MATLAB:

а) Розробити розрахункові файли для обчислення освітлювальної установки;

б) викликати відповідний пункту 3.1 готовий розрахунковий файл і, задаючи параметрами розрахункової схеми в відповідності зі своїм варіантом, провести розрахунок і порівняння його результатів з результатами розрахунку, виконаним по пункті 3.1 при підготовці до лабораторної роботи;

Застосовувані прилади

Фотоелектричний люксметр типу Ю-116 (рис. 2) призначений для виміру освітленості, створюваної лампами штучного освітлення і природним світлом, джерела якого розташовані довільно відносно світлоприймача люксметра.

Рис. 2. Люксметр Ю-116:

1 — фотоелемент; 2 — насадка К світлопоглинаюча коригувальна;

3 — насадка (М, Р або Т) коригувальна; 4 — рознімач сполучний;

5 — прилад М2027-5; 6 — гвинт коректування положення стрілки;

7 — вмикач діапазонів нижньої шкали; 8 — вмикач діапазонів

верхньої шкали.

Хід роботи

Розрахункова частина роботи

 

Лабораторна робота №2

Дослідження та розрахунок штучного освітлення