Akademia Górniczo-Hutnicza

im.Stanisława Staszica

w Krakowie

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu

Bezpieczeństwo i Higiena Pracy w Górnictwie

Temat:Pomiary niektórych parametrów oświetlenia.

Marcin Gadula

Wydział Górniczy

kierunek Górnictwo i Geologia

rok IV BP

Wstęp

Zmysł wzroku w wyniku promieniowania elektromagnetycznego w pewnym zakresie długości fali zapewnia człowiekowi odbiór około 80% informacji z otaczającego środowiska. Właściwe oświetlenie ma wpływ na:

• ostrość widzenia

• dokładność widzenia

• szybkość spostrzegania

Światłem nazywamy promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 380 - 780[nm]. Fale o tych długościach są odbierane przez oko ludzkie i wywołują w nim wrażenie świetlne.

Podstawowe parametry oświetlenia:

1. Strumień świetlny - φ [lm] - jest to ilość energii świetlnej przenoszonej przez fale elektromagnetyczne w jednostce czasu przez dowolną powierzchnię.

1. Światłość - I [cd] - natężenie promieniowania wysyłanego przez źródło. Jest to stosunek strumienia świetlnego dφ, wysyłanego przez źródło punktowe światła lub element źródła niepunktowego w danym kierunku do kąta bryłowego dω tego stożka.

1. Skuteczność świetlna - [lm/w] - jest to stosunek wypromieniowanego strumienia świetlnego do pobranej mocy elektrycznej.

1. Natężenie oświetlenia - E [lx] - jest to stosunek strumienia świetlnego dφ padającego na nieskończenie małe pole powierzchni dS otaczającej dany punkt do wielkości tego pola.

1. Równomierność oświetlenia - δ - wyraża jakość oświetlenia.

1. Luminancja (jaskrawość lub jasność promieniowania) - L [cd/m²] - jest to światłość dI emitowana przez powierzchnię o wielkości dS pod kątem α.

1. Kontrastowość luminancji - A - jest to stosunek różnicy luminancji dwóch powierzchni do większej z tych luminancji.

1. Współczynnik odbicia - ζ- jest to stosunek promieniowania odbitego od danego ciała do strumienia promieniowania padającego na nie.

Pomiary i obliczenia

1. Pomiar natężenia oświetlenia.

1.1. Wyniki pomiarów natężenia oświetlenia powierzchni sali w [lx].

l.p.	wskazania luksomierza			jedn.
1	580	540	510	lx
2	590	540	500	lx
3	520	500	440	lx
4	640	610	560	lx
5	600	560	500	lx
6	590	510	510	lx

Mnożąc wskazania luksomierza przez współczynnik korekcyjny k = 0,8 dla światła dziennego oraz uśredniając odpowiednio wartości natężenia oświetlenia otrzymano:

l.p	Wartość natężenia					jedn.
1	464	448	432	420	408	lx
	468	450	432	418	404	lx
2	472	452	432	416	400	lx
	444	430	416	396	376	lx
3	416	408	400	376	352	lx
	464	454	444	422	400	lx
4	512	500	488	468	448	lx
	496	482	468	446	424	lx
5	480	464	448	424	400	lx
	476	452	428	416	404	lx
6	472	440	408	408	408	lx

1.2. Określenie średniego natężenia oświetlenia.

E_śr=

E_n

E_śr= 436 [lx]

n - ilość pomiarów ( n=55 )

E_n- natężenie pojedynczego pomiaru

E_śr- średnie natężenie oświetlenia na badanej powierzchni

1.3. Określenie równomierności oświetlenia.

δ =

E_min= 352 [lx]

E_max= 512 [lx]

δ = 0,687

δ - równomierność oświetlenia

E_min- wartość minimalna natężenia oświetlenia

E_max- wartość maksymalna natężenia oświetlenia

1.4. Określenie średniej równomierności oświetlenia.

δ_śr =

E_min= 352[lx]

E_śr= 436 [lx]

δ_śr = 0,807

E_śr- średnia wartość natężenia oświetlenia

δ_śr- średnia równomierność oświetlenia

2. Pomiar światłości kierunkowej przez określenie natężenia oświetlenia.

2.1. Wyniki pomiarów.

ri	[m]	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
Ei	[lx]	18,5	15,0	12	10	8,5	7,5	6,5	5,5	5

2.2. Określenie światłości źródła światła.

E =

I =

α= 0 ⇒ cosα= 1

I_i = E_i ×

I - światłość źródła światła [cd]

E - natężenie oświetlenia [lx]

r - odległość źródła światła od oświetlanej powierzchni [m]

α - kąt pomiędzy normalną do oświetlanej powierzchni i prostą łączącą źródło światła z tą powierzchnią

Tabela:

Ii

[cd]

18,5

18,2

17,3

16,9

16,7

16,9

16,6

15,9

16,2

I_śr =
[cd]

I_śr = 17,0 [cd]

I_śr - średnia światłość źródła światła

3. Pomiar luminancji i współczynnika odbicia dla dużej powierzchni rozpraszającej.

3.1. Wyniki pomiarów.

A. B.

Powierzchnia stołu (beżowa) Powierzchnia tablicy (ciemnozielona)

E2	[lx]	130	150	120		E2	[lx]	70	70	70
E1	[lx]	580	540	220		E1	[lx]	200	220	180

C.

Powierzchnia biała.

E2	[lx]	210	210	220
E1	[lx]	220	250	230

3.2. Wyznaczenie luminancji dla dużej powierzchni rozpraszającej.

L =

E_2śr- średnia wartość natężenia światła odbitego od badanej powierzchni [lx]

L - luminancja badanej powierzchni [cd/m²]

A. Dla powierzchni stołu (beżowej).

E_2śr = 106,7[lx]

L = 8,3 [cd/m²]

B. Dla powierzchni tablicy (ciemnozielonej).

E_2śr = 70,0 [lx]

L = 22,2 [cd/m²]

C. Dla powierzchni białej

E_2śr = 170,7 [lx]

L = 49,6 [cd/m²]

3.3. Wyznaczenie współczynnika odbicia dla dużej powierzchni rozpraszającej.

E_1śr- średnia wartość natężenia światła padającego na powierzchnię [lx]

E_2śr- średnia wartość natężenia światła odbitego od danej powierzchni [lx]

ζ - współczynnik odbicia danej powierzchni

A. Dla powierzchni stołu (beżowej)

E_2śr = 106,7 [lx]

E_1śr = 434,7 [lx]

ζ=24 %

B. Dla powierzchni tablicy (ciemnozielonej).

E_2śr = 70 [lx]

E_1śr = 160,0 [lx]

ζ=43,75 %

C. Dla powierzchni białej:

E_2śr = 170,7[lx]

E_1śr = 186,7 [lx]

ζ=91 %

4.Równomierność luminancji - stosunki luminancji między powierzchniami.

beżowa - biała	0,16
ciemnozielona - biała	0,47

5. Kontrastowość luminancji „A”- sprzyja lepszemu rozróżnianiu przedmiotów i zwiększeniu szybkości spostrzegania.

beżowy - biały	0,8	kontrast duży
biały - ciemnozielony	0,5	kontrast średni
beżowy - ciemnozielony	0,6	kontrast duży

6. Cienistość miejscowa

c=0,64

gdzie:

E - wartość natężenia oświetlenia w danym punkcie, E=186 [ lx ]

E_zac - wartość natężenia oświetlenia w danym punkcie pola pracy oczu, przy występującej przeszkodzie zatrzymującej część promieniowania E_zac =464 [ lx ]

Zalecana cienistość miejscowa stanowiska pracy zawiera się w granicach 0,2 do 0,5 , co oznacza że uzyskana wartość (c= 0,64 ) jest nie odpowiednia.

Wnioski

1. W wyniku pomiarów dokonanych we wnętrzu sali i ich porównaniu możemy zauważyć, że natężenie oświetlenia jest największe w tych punktach pomiarowych które są najbliżej okien.

2. Natężenie oświetlenia, które było przez nas mierzone było wynikiem działania światła naturalnego (słonecznego), dlatego też jego wartość zależna jest od czynników pogodowych takich jak zachmurzenie, opady, czy też od pory dnia.

3. Wykorzystując pomiary jakich dokonaliśmy, wyznaczyliśmy na ich podstawie współczynnik równomierności oświetlenia, którego wartość wynosi δ = 0,687 jak też średni współczynnik równomierności oświetlenia wynoszący δ_śr = 0,807. Najlepsza równomierność oświetlenia jest wtedy, gdy współczynnik δ jest bliski jedności. Możemy przez to stwierdzić, że w naszym przypadku równomierność oświetlenia jest niezbyt korzystna. Lepsze wyniki są w przypadku średniego współczynnika równomierności oświetlenia.

4. Podczas pomiarów światłości kierunkowej mogliśmy zauważyć, że dla różnych punktów pomiarowych wartość światłości kierunkowej ma dość zbliżoną wartość. Wynikłe różnice mogą być spowodowane niezachowaniem warunków pomiaru lub też niedokładnością odczytów.

5. Możemy też zauważyć, że w miarę wzrostu odległości pomiędzy źródłem światła a oświetlaną powierzchnią natężenie oświetlenia malało, co dowodzi prawidłowości głównego prawa fotometrii, iż natężenie oświetlenia maleje z kwadratem odległość źródła światła od oświetlanej powierzchni

6. Dla trzech różnych powierzchni wyznaczyliśmy luminancję. W wyniku tego można zauważyć, że największą luminancję ma powierzchnia szara, która jest połyskująca, a najmniejszą powierzchnia czarna. Można przez to stwierdzić, że na wartość luminancji wpływają m.in. takie czynniki jak: połysk, pochłanialność, przezroczystość, sposób oświetlenia powierzchni.

7. Wyznaczone współczynniki odbicia dla tych badanych powierzchni zawierają się w granicach 24-91 % przy czym największy posiada powierzchnia biała( ok.100%), która ma jasną barwę.

Oświetlenie podziemnych wyrobisk zakładów górniczych oraz sposoby przeprowadzania pomiarów parametrów oświetlenia reguluje PN-G-02600. Określa ona miejsca, w których wymagane jest oświetlenie , rodzaj sprzętu oświetleniowego, ograniczenie olśnienia oraz dopuszczalne natężenia oświetlenia ,dopuszczalną równomierność oświetlenia dla różnego rodzaju wyrobisk górniczych.

---