Выбор системы освещения

В практике освещения помещений различных зданий используются две различные системы освещения: общего или комбинированного освещения. Первая система предназначена для освещения не только рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, в связи с чем светильники общего освещения обычно разменяются под потолком на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей. При этом принято различать два способа размещения светильников общего освещения:  равномерное и локализованное.

В системе общего освещения при равномерном размещении светильников расстояния между рядами светильников и между светильниками в каждом ряду выдерживаются неизменными. При локализованном размещении положение каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направле¬ния светового потока и устранения теней на освещаемом рабочем месте, т. е. целиком зависит от расположения оборудо¬вания.

Равномерное размещение светильников общего освещения при¬меняется обычно в тех случаях, когда желательно обеспечить рав¬номерность освещения всей площади помещения в целом. При не¬обходимости дополнительного подсвета отдельных участков осве¬щаемого помещения, если эти участки достаточно велики по пло¬щади или по условиям работы невозможно устройство местного освещения, прибегают к локализованному размещению светиль¬ников. Локализованное размещение светильников в подобных случаях позволяет одновременно с уменьшением мощности осве¬тительной установки по сравнению с вариантом равномерного раз¬мещения обеспечить и лучшее качество освещения, в частности создать желательное направление светового потока на рабочие поверхности и избежать падающих теней от близко расположен¬ного оборудования или самого рабочего.

К недостаткам локализованного размещения светильников сле¬дует отнести несколько повышенную по сравнению с равномерным размещением неравномерность распределения яркости в поле зре¬ния, а также в некоторых случаях усложнение прокладки электри¬ческой осветительной сети.

Вторая система — система комбинированного освещения — включает в себя светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), а также светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распреде¬ления яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам освещаемого помещения.

Основным элементом системы комбинированного освещения является светильник местного освещения, правильным выбором типа и расположения которого относительно рабочей поверхности можно достигнуть существенного увеличения уровня видимости рельефных объектов различения за счет повышения контраста их с фоном.
• К наиболее распространенным способам повышения конт¬раста объекта различения с фоном можно отнести следую¬щие:
 
1. Создание глубоких и резких собственных теней от рельефных объектов различения на близлежащих участках поверхности фона или поверхности самого объекта различения за счет выбора соот¬ветствующего направления светового потока на рабочую поверхность.
2. Создание на поверхностях объ¬ектов различения или поверхности фона зеркального отражения светя¬щей поверхности светильника, что достигается выбором соответствую¬щих размера и расположения светиль¬ника относительно рабочего места.
3. Создание резкого различия в коэффициентах отражения разноокра-шенных объектов и фона за счет вы¬бора соответствующего спектрального состава излучения.
4. Создание силуэтного видения освещением рабочей поверхности на просвет, если объекты различения и фон имеют различные коэффициенты пропускания (копировальные работы, ретушь), или использование равноярких экранов, если между объектом различения и фоном имеется зазор (лекальные работы).

Первый способ повышения контраста путем создания глубоких и резких собственных теней от объектов различения на близлежа¬щих участках фона наглядно проиллюстрирован на примере обра¬ботки и браковки пиломатериалов [Л. 189]. На рис. 14-1 приведен график, по оси ординат которого,отложены значения относительной видимости рельефных объектов (трещин и отслоений волокон, раз¬личаемых при обработке и сортировке досок), а по оси абсцисс — углы, составляемые направлением падающего светового потока с нормалью к поверхности доски.

Наилучшая видимость достигается при падении света на рабочую поверхность под углом 60° к ее нор¬мали, а наихудшая — при направлении падения света, совпадаю¬щем с нормалью. Поскольку яркость рабочей поверхности при раз¬личных положениях светильника практически оставалась неиз¬менной, увеличение видимости с увеличением угла наклона светильника следует объяснить ростом эквивалентных контраста и углового размера объектов различения.

Еще более наглядно можно видеть роль правильного выбора направления падающего светового потока на примере различения рисок после обработки стальной пластинки на фрезерном станке [Л. 181]. Схема расположения наблюдателя и направление переме¬щения   светильника   местного   освещения   относительно   рабочей поверхности приведены на рис. 14-2, а. На этом же рисунке приве¬ден график относительной видимости рисок в функции азимута направления света на стальную пластинку для углов наклона а оси светильника по отношению к рабочей поверхности, равных 20, 50 и 70° (рис. 14-2, б). Из рассмотрения кривых графика можно видеть, что при неизменном положении глаза наблюдателя (около 40° к нормали) видимость неровностей на ее поверхности в большей степени зависит от азимута, чем от угла наклона светильника. Анализ кривых показывает, что при определенных положениях светильника (азимут 270—280°) наблюдается рост видимости в де¬сятки раз. Поскольку, как и в предыдущем примере с диффузно отражающими объектами и фоном, освещенность поверхности пла¬стинки при всех положениях светильника оставалась неизменной, изменение видимости следует относить за счет изменений экви¬валентных  контраста  и  углового  размера  объектов  различения.

Существенное повышение контраста объекта с фоном, обладаю щих различными спектральными характеристиками отражения, также становится реальным лишь при условии применения све¬тильников местного освещения, освещающих данную рабочую поверхность, а не совокупность рабочих поверхностей, что имеет место при общем освещении, в особенности при равномерном рас¬положении светильников. Использование светильников местного освещения облегчает выбор источников света необходимого спек¬трального состава, требования к которому меняются в зависимости от изменения характера обрабатываемой или контролируемой про¬дукции (текстиль, цветная печать и пр.).

Что касается последнего способа повышения контраста (созда¬ние силуэтного видения), то в этом случае все решения, начиная с наиболее характерного случая — освещения рабочего места слесаря-лекальщика с помощью равнояркого белого экрана, при¬крепленного непосредственно к светильнику местного освещения, или специального светильника с рассеивателем из молочного стекла и кончая столами для ретуши, копировальных работ или браковки ткани на просвет, неизбежно связаны с устройством местного осве¬щения.

Все изложенное приводит нас к выводу о том, что во всех слу¬чаях, когда зрительная задача связана с необходимостью разли¬чения малых объектов на обрабатываемой поверхности или объек¬тов, контраст которых с фоном мал, целесообразно прибегать к устройству системы комбинированного освещения, в составе которой светильники местного освещения позволяют наиболее полно решить эту задачу.

Рассмотрим теперь экономические показатели обеих систем освещения. Стоимость одного установленного киловатта в системе комбинированного освещения обычно выше по сравнению с систе¬мой одного общего освещения. Это обстоятельство определяется тем, что в системе комбинированного освещения к затратам на общее освещение добавляются дополнительные затраты на местное освещение, включающие стоимость светильников местного освеще¬ния, кронштейнов, предназначенных для крепления светильников к рабочим местам, а также дополнительные затраты на устройство электрической сети местного освещения.

Учитывая, однако, что установленная мощность системы ком¬бинированного освещения значительно меньше мощности одного общего освещения, в особенности при высоких уровнях нормиро¬ванной освещенности, более высокая стоимость установленного киловатта в первом случае еще не определяет превышения капи¬тальных затрат системы комбинированного освещения по сравнению с системой одного общего освещения.

Наряду с этим меньшая установленная мощность системы ком¬бинированного освещения по сравнению с системой общего освеще¬ния определяет и меньший расход электроэнергии в условиях первой системы освещения.  Поэтому эксплуатационные расходы, в которых стоимость электроэнергии составляет основную долю в общем балансе расходов на эксплуатацию освещения, обычно меньше при комбинированном освещении.

С точки зрения удобства эксплуатации система комбинирован¬ного освещения имеет преимущества по сравнению с системой общего освещения. Действительно, так как светильники местного освеще¬ния расположены непосредственно у рабочих мест, значительно упрощаются их чистка, смена перегоревших ламп, а также система¬тический надзор и текущий ремонт осветительной установки. Мест¬ное освещение на рабочих местах, на которых в данный момент работа не производится, может быть выключено, что обеспечивает большую гибкость эксплуатации осветительной установки и исклю¬чает непроизводительный расход электроэнергии.

Некоторое повышение неравномерности распределения яркости в поле зрения, возникающее в условиях системы комбинированного освещения при условии выполнения требований СНиП [Л. 178], регламентирующих соотношение уровней освещенности общего и местного освещения, практически заметного влияния на видимость не оказывает.