Мастер-класс "Сравнение технико-экономических показателей различных источников света"
занимательные факты на тему
Мастер-класс
«Проверка достоверности рекламной информации осветительных приборов»
Анализ информации, размещенной на упаковке энергосберегающих ламп и ламп накаливания путем сравнения характеристик двух источников света:
- потребляемой мощности
- стоимости приборов освещения
- освещенности, измеренной методом непосредственной оценки
- данных светового потока, полученных расчетным путем
Общие вопросы по освещению
Свет – это возбудитель зрительной системы, обеспечивающий нас информацией об окружающей среде. Около 85% информации человек получает через органы зрения, поэтому правильно выполненное освещение дает следующие преимущества: предупреждает развитие зрительного и общего утомления, обеспечивает психологический комфорт при выполнении тех или иных видов зрительных работ, способствует сохранению высокой работоспособности и улучшению качества производственной деятельности, снижению травматизма. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, общему утомлению человека. В результате снижается внимание, ухудшается координация движений, что может привести при конкретной физической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкой освещенности способствует развитию близорукости и других заболеваний, а также расстройству нервной системы [1 - 7].
В связи с этим человек предъявляет к освещению следующие требования:
1.Должно соответствовать условиям зрительной работы;
2.Должно быть равномерным в пространстве и во времени;
3.Не должно давать теней, особенно движущихся;
4. Искусственное освещение должно обеспечить равномерную яркость на рабочей поверхности и окружающих предметах;
5. Отсутствие шума при работе системы освещения;
6. Отсутствие прямой и отраженной блескости;
7.Простота обслуживания и надежность в работе;
8.Спектральный состав источников искусственного света должен быть близок к естественному;
9. Эстетичность и экономичность;
8. Электро- пожаро- и взрывобезопасность в зависимости от условий их применения;
10. При выборе источников искусственного света необходимо учитывать спектральный состав светового потока. Это особенно важно там, где нужно передать цветовую гамму рассматриваемого объекта.
Применяют следующие виды освещения:
1.Естественное – создаваемое прямым и отраженным солнечным светом;
2. Искусственное – осуществляемое электрическими лампами;
3. Совмещенное - при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.
Освещение характеризуется количественными и качественными характеристиками [3,4,5,6].
1.1. Количественные характеристики освещения
1.Световой поток – часть лучистого потока, воспринимаемого человеком как свет. Эта величина характеризует мощность лучистой энергии. Единица измерения – люмен (лм).
2. Освещенность – поверхностная плотность светового потока, является основной характеристикой светового потока и определяется как отношение светового потока к площади освещаемой поверхности. Единица измерения – люкс (лк).
3. Сила света – пространственная плотность светового потока, измеряется в канделах (кд.).
4. Яркость – Поверхностная плотность силы света в направлении перпендекулятном к рассматриваемой плоскости. Единица измерения кандела на квадратный метр (кд / м2). Человек в своей практике реагирует на яркость, т.е. на световой поток, отразившийся от предмета по направлению к глазу. Отражательная способность окружающих нас предметов неодинакова. Если бы глаз человека реагировал не на яркость, а на освещенность предметов, то окружающий мир потерял бы свою окраску и казался нам однообразным (серым, красным и т.д.).
1.2. Качественные характеристики освещения
1.Адаптация – способность глаза приспосабливаться к резким переменам освещения. Эта функция глаза основана на изменении количества светочувствительного вещества в глазе. В практике различают световую и темновую адаптацию.
2. Фон – поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий свет. В зависимости от отражательной способности фон бывает: светлым, средним, темным.
3. Контрастность - степень различия яркостей объекта и фона. Контрастность бывает большой, средней, малой.
1.4 Искусственное освещение
Искусственное освещение может быть трех типов – общее, местное и комбинированное.
Общее освещение подразделяется на равномерное, которое создает одинаковую освещенность по всей площади без учета расположения рабочих мест и локализованное с учетом их расположения.
Местное освещение создается в местах, где производственное оборудование или строительные конструкции создают тени, а также при выполнении точных работ, когда общего освещения недостаточно.
Комбинированное освещение представляет собой совокупность общего и местного.
Искусственное освещение подразделяется также на: рабочее, аварийное, охранное и дежурное.
Рабочее освещение поддерживает в помещении условия освещения, соответствующие характеру зрительной работы.
Аварийное освещение предназначено для продолжения работы при внезапном отключении питания, а разновидность его - эвакуационное для эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.
Требования к искусственному освещению регламентируются СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278 – 03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и смешанному освещению жилых и общественных зданий» или СНиП 23 – 05 – 95 « Естественное и искусственное освещение» [2]. В методических указаниях для выполнения задания №2 рекомендуется СНиП 23 – 05 – 95, в котором в зависимости от размера объекта различения все зрительные работы делятся на восемь разрядов.
В свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном каждый разряд делится на четыре подразряда. Кроме того для уменьшения ослепленности и оптимизации условий труда на рабочем месте для каждого разряда и подразряда даются следующие величины: показатель ослепленности (Р 20 – 40 единиц) и коэффициент пульсации ( Кп = 10 – 20%).
1.5. Источники искусственного света
При сравнении источников света друг с другом и при их выборе пользуются следующими характеристиками [1,2,3, 4, 5, 7].
1. Электрическими (номинальное напряжение, электрическая мощность лампы);
2. Светотехническими (световой поток, излучаемый лампой, максимальная сила света, которая задается для некоторых ламп вместо светового потока;
3. Эксплуатационными (световая отдача лампы, т. е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности (лм. / Вт), срок службы (тыс. часов), в том числе, полный срок службы - суммарное время горения лампы от момента включения до момента перегорания, полезный срок службы - время, в течение которого световой поток лампы изменится не более чем на 20 %, т.е. время экономически целесообразной эксплуатации лампы;
4. Конструктивными (форма колбы лампы; форма тела накала, наличие и состав газа, заполняющего колбу лампы; давление газа).
В настоящее время применяют следующие источники искусственного света: лампы накаливания, галогенные, газоразрядные лампы, газоразрядные лампы высокого давления.
1.6 Лампы накаливания
Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения, видимое излучение в них образуется за счет нагрева вольфрамовой спирали электрическим током. Эти лампы считаются самыми неэкономичными, т.к. только 5 – 10% потребляемой ими энергии расходуется на создание светового потока, а остальная часть превращается в тепло. Низкие эксплуатационные характеристики этих ламп стали основанием для введения федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности».
Согласно этому документу с 1 января 2011г. к обороту на территории РФ не допускаются электрические лампы накаливания мощностью 100 Вт и более. С 1 января 2013г. может быть введен запрет на оборот на территории РФ электроламп мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014г. – ламп мощностью 25 Вт и более. В настоящее время эти лампы в силу ряда их достоинств, приведенных ниже, широко используются в жилищном строительстве.
Положительными характеристиками ламп накаливания являются:
- Широкий ассортимент изготавливаемых изделий по мощности и напряжению;
- Малая зависимость их работы от состояния окружающей среды (температуры, влажности и т.д.);
- Простота в эксплуатации;
- Компактность;
- Незначительное снижение светового потока в процессе срока службы (15 % к концу срока службы);
- Сравнительно малая стоимость.
К основным недостаткам ламп накаливания относятся:
§ Низкая световая отдача (12 – 20 лм. / Вт ):
§ Ограниченный срок службы (до 1,5 тыс. часов);
§ В спектре этих ламп преобладают красные и желтые цвета, что нарушает правильную цветопередачу рассматриваемых объектов.
1.7. Газоразрядные лампы
Газоразрядные лампы - это лампы, в которых излучение оптического диапазона спектра (образование светового потока) возникает в результате электрического разряда в атмосфере паров металлов (ртуть, натрий) или галогенов ( йод, фтор) и инертных газов, а также за счет явления люминесценции [1,3,4,5 ].
Люминесценция – преобразование УФ лучей, образующихся при взаимодействии электрического разряда с парами металлов или галогенов и инертных газов, в видимый свет за счет слоя люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность трубки
лампы.
От газоразрядных ламп можно получить световой поток практически в любой части спектра, подбирая соответствующим образом, инертные газы и пары металлов или галогенов, в атмосфере которых происходит электрический разряд.
Преимущества газоразрядных ламп по сравнению с лампами накаливания:
1. Большая световая отдача (40 – 110 лм / Вт);
2. Значительный срок службы (8 – 12 тыс. часов);
Недостатки газоразрядных ламп:
1. Наличие вредных для здоровья человека паров ртути и натрия;
2. Радиопомехи;
3. Необходимость применения сложных пусковых приспособлений.
4. Длительный выход на рабочий режим:
5. Пульсация светового потока;
Пульсация светового потока – непостоянство во времени излучения света и, соответственно, освещенности, вызванное переменным током в питающей сети, малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп. Пульсация освещенности, не всегда заметная глазом, приводит: к быстрому утомлению зрения, покраснению глаз, головным болям.
Показателем, характеризующим пульсацию светового потока, является коэффициент пульсации освещенности – это критерий глубины колебаний освещения в результате изменения во времени светового потока.
Необходимость снижения и устранения пульсации обусловлена тем, что при рассмотрении быстро движущихся или вращающихся деталей в пульсирующем световом потоке возникает стробоскопический эффект, который проявляется в искажении зрительного восприятия объектов различения (вместо одного предмета видны изображения нескольких, либо кажется, что объект не вращается, а стоит на месте). Пульсация светового потока ухудшает условия зрительной работы, а стробоскопический эффект ведет к увеличению опасности травматизма и делает невозможным выполнение ряда производственных операций.
В практике наибольшее распространение из газоразрядных ламп нашли люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки. Внутри поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который служит для преобразования ультрафиолетового излучения, возникающего при электрическом разряде в парах ртути, в видимый свет. Относительно малая яркость этих ламп позволяет создать комфортные условия (по ограничению слепящего действия), что особенно важно для помещений, где производится напряженная зрительная работа. Различные типы люминесцентных ламп имеют различный спектральный состав и обеспечивают широкий диапазон требований к цветности излучения. Эти лампы обладают самой высокой цветопередачей, по сравнению с другими искусственными источниками света, включая лампы накаливания.
2. Практическое задание:
Расчет светового потока точечным методом
В этом случае считается, что расчетная поверхность освещена равномерно, а световой поток источника света (всех ламп одного светильника) должен быть равен
Фсвет. = ,
где: Ф свет. – световой поток источника света (всех ламп одного светильника), лм;
Е – освещенность поверхности, определяется исходя из типа помещения, разряда зрительной работ или эквивалентного размера объекта различия или методом непосредственной оценки (использование прибора ).
, лк;
Fр - площадь расчетной поверхности,м;
К – коэффициент запаса ;
Z - коэффициент неравномерности освещенности;
п – число светильников в осветительной установке ;
h - коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициентов отражения потолка (β потолка) и стен (β стен ), высоты подвески светильников и показателя помещения ( i ), определяется с учетом вышеперечисленных показателей по справочным данным.
Показатель помещения (i ) определяется по формуле
i = ,
где L, B - длина и ширина помещения, м
Н р – высота подвески светильников, м
Задание на практическую работу :
Произвести расчет светового потока для своего варианта источника света при измеренной освещенности:
I вариант
Тип источника света – лампа накаливания , мощностью Р =75Вт
Освещенность, полученная путем непосредственного измерения прибором
Е = 240лк
Данные для выполнения расчета:
Фсвет. = ,
где: Ф свет. – световой поток источника света (всех ламп одного светильника), лм;
Е – требуемая освещенность поверхности, определяется с помощью прибора «ЛЮКСОМЕТР», лк;
Fр - площадь расчетной поверхности ,м;
К – коэффициент запаса = 1,3;
Z - коэффициент неравномерности освещенности = 1,15;
п – число светильников в помещении ( согласно испытательной установке);
h = 0.06 коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициентов отражения потолка (β потолка) и стен (β стен ), высоты подвески светильников и показателя помещения ( i ), определяется с учетом вышеперечисленных показателей .
II Вариант:
Тип источника света – энергосберегающая люменисцентная лампа, мощностью
Р =15Вт
Освещенность, полученная путем непосредственного измерения прибором
Е = 460 лк
Данные для выполнения расчета:
Фсвет. = ,
где: Ф свет. – световой поток источника света (всех ламп одного светильника), лм;
Е – требуемая освещенность поверхности, определяется с помощью прибора «ЛЮКСОМЕТР», лк;
Fр - площадь расчетной поверхности ,м;
К – коэффициент запаса = 1,5;
Z - коэффициент неравномерности освещенности = 1,1;
п – число светильников в помещении ( согласно испытательной установке);
h = 0.58 коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициентов отражения потолка (β потолка) и стен (β стен ), высоты подвески светильников и показателя помещения ( i ), определяется с учетом вышеперечисленных показателей .
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
plan_m-k.docx | 18.84 КБ |
Предварительный просмотр:
Тема мастер – класса « Проверка достоверности рекламной информации»
Девиз «Не верь глазам своим!»
СЛАЙД 1
Всем вам наверняка знаком афоризм Козьмы Пруткова
«Не верь глазам своим!»
Как часто мы пользуемся этим афоризмом? Например, придя в магазин
Вероятнее всего в магазине продуктов мы ставим под сомнение рекламу производителя, т.к. эта информация влияет на наше здоровье, но не всегда думаем об этом, находясь в магазине электротоваров.
Представьте себе, что вы находитесь в магазине с целью купить лампы электрического освещения для жилого помещения.
Вспомните: какие лампы нам предлагают современные производители?
Ответы: лампы накаливания
- люминесцентные лампы ( из разряда газоразрядных, которые получили в народе известность, как энергосберегающие)
СЛАЙД 2 : изоб-е ЛЛ и ЛН
Сегодня для М- К нам понадобятся 2 вида ламп ЛЛ и ЛН
Давайте совершим небольшой экскурс в раздел, изучающий «Светотехнику»
Обращаюсь к слайду и объясняю принцип работы и устройство ЛЛ и ЛН
Давайте определим что объединяет и различает эти лампы?
ответ
Общее: назначение
Различное: принцип работы
Рассмотрим параметры, которые производители учитывают при изготовлении осветительной продукции, чтобы обеспечить качество его параметров.
СЛАЙД 3:
Основные характеристики осветительных приборов
1.Световой поток – часть лучистого потока, воспринимаемого человеком как свет. Эта величина характеризует мощность лучистой энергии. Единица измерения – люмен (лм).
Основная величина, которая оказывает влияние на комфортность и соответственно зрение
2. Освещенность – поверхностная плотность светового потока, является его основной характеристикой и определяется как отношение светового потока к площади освещаемой поверхности. А так же с помощью прибора- люксометр
Единица измерения – люкс (лк).
Т.е. эти 2 основных параметра отвечают за качество освещения и его влияние на наше зрение
А теперь возвращаемся в магазин!
СЛАЙД 4:
Лампы и цены
Показываю продукцию и комментирую параметры, указанные производителем на упаковке.
-мощность
-рекламный значек
Т.е производитель активно обращает наше внимание га то, что 1 ЛЛ в 15 вт заменяет 1 ЛН в 75вт
Показываю его в увеличенном виде
Чтобы проверить достоверность этой информации мы с вами произведем некоторые измерения и расчеты
Для этого нам нужно разделиться на 2 группы
Группы мы с вами будем формировать по виду источников света, параметры которых будем исследовать
т.е. I группа исследует параметры ЛН
II группа исследует параметры ЛЛ
Пожалуйста, предлагаю вам взять карточки и присесть к столу своей группы
Еще раз напоминаю : основные характеристики освещения это освещенность и световой поток. Освещенность мы определяем методом непосредственной оценки с помощью прибора «Люксометр», а световой поток определяется расчетным путем
СЛАЙД 5:
Расчет светового потока
Комментирую
Ну вот теперь мы можем определить необходимые параметры
Раздаю таблицы и объясняю, наличие справочных величин в таблице и прошу заполнить недостающие параметры после измерений и расчетов
Эксперимент
Прошу обратить ваше внимание на то, что мы тестируем 2 вида освещения в предполагаемом помещении с одинаковой мощностью, кВт – составную потребленной электроэнергии , за которую мы должны платить
Внимание: сравниваем 2 установки по 75 вт каждая
- Показания Люксометра для ЛЛ
Снимаю показания – прошу зафиксировать результат в таблице
- Показания Люксометра для ЛН
Снимаю показания – прошу зафиксировать результат в таблице
Теперь, у вас есть все параметры для выполнения расчета!
Пожалуйста, подставьте значения в формулу и определите значения светового потока для вашего вида освещения
Прошу результат Е и Ф записать на отдельном листе и закрепляю оба результата на доске!
А теперь давайте сравним полученные показатели между собой, а так же с информацией, которую размещает на упаковке производитель
Добавляю на доску увеличенный значек с упаковки лампы и анализируем достоверность информации.
Итак: на сколько нам позволило время и возможности нашего мастер-класса вы убедились? что достоверность рекламной информации все-таки полезно чаще ставить под сомнение?!
Вернемся к теме нашего мастер-класса
СЛАЙД 6:
Не верь глазам своим!
И у меня к вам вопрос: Прав ли был Козьма Прутков?
Пожелание:
Я надеюсь, что после нашего мастер-класса, придя в магазин вы в первую очередь будете думать о своем здоровье, а потом, что тоже не мало важно, уже о состоянии кошелька
СЛАЙД 7:
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
[Научно-исследовательская работа] Сравнительный анализ источников света
Автор работы: Серафин Роман Андреевич, 2 курс, группа 341 Руководитель: Мирошниченко Ирина Вячеславовна, преподаватель спецдисциплин АУ «Сургутский профессиональный колледж». В результате миро...
Рабочая программа МДК.01.03 Методы расчета основных технико-экономических показателей проектирования
Программа МДК разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (утвержден приказом Минобрнауки России от 27 октября 2014 №1391) программы подготовки специалиста среднего ...
Тест (текущая аттестация) по уроку "Электрические источники света: устройство, принцип действия, характеристики"
Тестовые задания текущей аттестации в виде шести вопросов с отмеченными правильными ответами и указанными источниками.Профессия «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования»...
КАРТОТЕКА ИГР- ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ДЕТЬМИ МЛАДШЕГО ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА Часть 1 Эксперименты с красками, с различными источниками света и почвой
Игры-эксперименты с различными источниками света Солнечны...
Солнце – источник света и тепла
Солнце – источник света и тепла...
Расчет технико–экономических показателей деятельности сельскохозяйственного предприятия Тема: Мое собственное дело по выращиванию КРС, свиней и реализации сельскохозяйственной продукции.
Разработан финансовый план по созданию собственного дела по выращиванию КРС, свиней и реализации сельскохозяйственной продукции. Финансовый план содержит: 1. Структуру инвестиционных затрат на о...
План открытого урока по МДК.01.02 Организация работ по сборке, монтажу и ремонту электрооборудования промышленных предприятий, по теме: "Виды электрических источников света: люминесцентная лампа"
ПЛАН ОТКРЫТОГО УРОКАпо МДК.01.02. Организация работ по сборке, монтажу и ремонту электрооборудования промышленных предприятийв группе № 6.Э.С.21по профессии 13.01.10 «Электромонтер по ремонту и ...