Содержание

Коэффициент пульсации в осветительных установках

Коэффициент пульсации освещенности в осветительных установках. Метод расчета.

Пульсации светового потока возникают при питании источников света переменным или импульсным током. Человек зрительно различает пульсации светового потока с частотой, меньшей критической частоты слияния мельканий, лежащей в диапазоне от 35 до 60 Гц в зависимости от области сетчатки глаза, воспринимающей излучение: для фовеальной области КЧСМ составляет 40…55 Гц, для парафовеальной она возрастает до 55…60 Гц, на крайней периферии снижается до 35…40 Гц. Таким образом, пульсации светового потока сильнее заметны периферическим зрением.

Сергей Котов, [email protected]
Выпускник кафедры «Светотехника и источники света» Московского энергетического института. Инженер-проектировщик ООО «СТК «ГЕЛИОСИТИ». Опыт работы по специальности с 2007 года. Принимал участие в реализации проектов освещения объектов ОАО «Северсталь» и ОАО «АК «Транснефть», цехов Калужского турбинного завода, Кирсинского кабельного завода и др.

Данная статья представляет собой лишь теоретическую часть, в которойописывается метод расчета коэффициента пульсации освещенности. Вторая часть статьи — практическая и представляет собой онлайн калькулятор коэффициента пульсации освещенности для осветительной установки на светильниках с различными источниками света.

Видимые глазом пульсации вызывают явное раздражение, но также отрицательное влияние на зрительную работоспособность и нервную систему оказывают неразличимые органом зрения пульсации светового потока, имеющие частоту до 300 Гц. К наиболее опасным последствиям высоких пульсаций светового потока относится возникновение стробоскопического эффекта – иллюзии неподвижности или замедленного движения вращающихся объектов, что может привести к производственным травмам. Повышенная зрительная утомляемость и опасность травматизма диктуют необходимость нормировать коэффициент пульсации светового потока, который в итоге и влияет на коэффициент пульсации освещенности на объекте Кп​.

Коэффициент пульсации освещенности: термины и определения

Коэффициент пульсации освещенности — один из качественных показателей внутренних осветительных установок, регламентируемый СП52.13330.2011, а также рядом отраслевых стандартов, санитарных правил и норм. По определению коэффициент пульсации освещенности – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в осветительной установке в результате изменения во времени светового потока источников света при их питании переменным током. В зависимости от разряда зрительной работы, коэффициент пульсаций освещенности ограничивается значениями, не превышающими 10%, 15% или 20% [1].

Нижнее значение коэффициента пульсации было выбрано исходя из возможности его реализации во второй половине XX века. Верхнее значение связано с вероятностью возникновения стробоскопического эффекта при Кп > 20%. В помещениях с дисплеями коэффициент пульсаций освещенности не должен превышать 5% [2]. Коэффициент пульсации освещенности не ограничивается для помещений с периодическим пребыванием людей, при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

Коэффициент пульсации освещенности возрастает при регулировании светового потока источников света с помощью диммеров, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на частоте до 300 Гц

При питании источников света переменным током промышленной частоты (50 Гц) частота пульсаций светового потока определяется её удвоенным значением и составляет 100 Гц. Наличие таких пульсаций невозможно определить «на глаз», для их выявления применяются измерительные приборы – пульсметры, часто совмещаемые с люксметрами. В настоящее время данные приборы получают широкое распространение, в 2012 году был введён стандарт, содержащий перечень рекомендуемых средств измерения и описывающий, как измерять коэффициент пульсации освещенности Кп [3].

Коэффициент пульсации различных источников света

Высокий коэффициент пульсации освещенности (свыше 30%) характерен для осветительных установок, в которых применяются светильники с разрядными лампами и электромагнитными ПРА, подключенные к однофазной линии питания [4]. Вопреки сложившемуся мнению, пульсации светового потока свойственны в том числе и лампам накаливания с Кп до 15% при подключении к одной фазе). Коэффициент пульсации освещенности на объектах со светодиодными источниками света зависят от схемотехнического решения их блоков питания (драйверов): если с целью удешевления конечного продукта на выходе схемы вместо постоянного тока выдаётся выпрямленный ток промышленной частоты, коэффициент пульсации может достигать порядка 30%. В связи с этим рекомендуется запрашивать у производителей или поставщиков светодиодных светильников техническую информацию по пульсациям светового потока для каждого конкретного продукта.  Также коэффициент пульсации освещенности возрастает при регулировании светового потока источников света с помощью диммеров, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на частоте до 300 Гц.

Рекомендуется запрашивать у производителей или поставщиков светодиодных светильников техническую информацию по пульсациям светового потока для каждого конкретного продукта

Один из способов снижения коэффициента пульсации в осветительных установках переменного тока – применение электронных ПРА с частотой питания от 400 Гц. При частоте питания свыше 5 кГц Кп составляет менее 1%. Данный способ эффективен для люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, т.к. их применение с электронными ПРА стало практически повсеместным ввиду очевидных преимуществ и относительно невысокой стоимости решения. Частота питания современных ЭПРА для люминесцентных ламп – от 25 кГц. Ранее для снижения Кп в осветительных установках с многоламповыми люминесцентными светильниками применялись электромагнитные ПРА, работающие по схеме с расщеплённой фазой, обеспечивающей питание одной части ламп в светильнике отстающим током, другой – опережающим.

Разрядные лампы высокого давления  (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применяются, как правило, в одноламповых светильниках, поэтому подключение по схеме с расщеплённой фазой для них является неактуальным. Применение РЛВД с электронными ПРА не приводит к существенному снижению Кп ввиду относительно низкой частоты выходного тока (порядка 135 Гц), ограниченной физическими особенностями работы горелок ламп.

Наиболее распространённый способ снижения Кп для РЛВД в осветительных установках с трёхфазными групповыми линиями – так называемая расфазировка – поочерёдное присоединение светильников к разным фазам сети. Максимальное снижение Кп достигается при установке в одной точке двух или трёх светильников, питаемых от разных фаз.

В таблице 1 приводятся значения Кп для основных типов источников света, установленных в одной точке при питании от одной, двух или трёх фаз.

Таблица 1. Значения коэффициента пульсаций для источников света, установленных в одной точке и подключенных к 1, 2 или 3 фазам

Тип источника светаКоэффициент пульсации, %
1 фаза2 фазы3 фазы
Лампа накаливания10…156…81
Люминесцентные лампы с ЭмПРА:
ЛБ (цветность 640)
ЛД (цветность 765)

34
55

14,4
23,3

3
5
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)58282
Металлогалогенные лампы (ДРИ)37182
Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ)7737,79

 

Данное планирование расфазировки является идеальным, но значительно чаще встречается применение одного светильника в точке с поочерёдным соединением соседних светильников в ряду к разным фазам сети, реже – поочерёдное соединение соседних рядов светильников к разным фазам.

Оценить эффективность применения расфазировки в цепях переменного тока промышленной частоты с целью снижения  коэффициента пульсации в осветительных установках общего освещения со светильниками с разрядными лампами и электромагнитными ПРА можно с помощью предлагаемого метода расчёта, основанного на требованиях, предъявляемых при измерении Кп и инженерном методе расчёта Кп по таблицам [4]. Данный метод может применяться для расчёта Кп в осветительных установках с металлогалогенными лампами (например, серии HPI Plus), дуговыми ртутными лампами (ДРЛ) и люминесцентными лампами типа ЛБ или ЛД и их зарубежных аналогов – ламп цветности 640 и 765 соответственно.

Коэффициент пульсации освещенности: алгоритм вычисления

1. Моделирование осветительной установки в расчётной программе.Необходимые исходные данные: габариты помещения, коэффициенты отражения его поверхностей, наличие затеняющих объектов, схема и высота установки светильников, высота плоскости нормируемой освещённости). Наиболее распространённой расчётной программой является DIALux, поэтому методика расчёта будет рассматриваться на его примере.

2. Распределение светильников по фазам согласно электрическому проекту или схеме. Ввиду того, что в программе DIALux расчёты проводятся по сценам освещения, для удобства получения результатов следует добавить светильники каждой фазы к  соответствующим элементам управления (Фаза A, Фаза B, Фаза C), которые затем необходимо добавить к соответствующим сценам освещения (Фаза A, Фаза B, Фаза C). Либо можно создать отдельные расчётные файлы со светильниками от каждой фазы.

3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки. Минимальное количество квадратов расчётной сетки определяется исходя из размеров помещения и высоты подвеса светильников над нормируемой рабочей поверхностью. Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 в квадратном помещении определяется по таблице 2 в соответствии с индексом помещения \( i \):

Формула расчета индекса помещения для последующего расчета коэффициента пульсации освещенности:

\[ i=\frac{a\cdot b}{h0\cdot (a+b)}\qquad(1) \]

Где:
a и b – размеры сторон помещения, м;
h0 – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Таблица 2. Минимальное количество квадратов расчётной сетки для квадратного помещения

Индекс помещения iМинимальное количество квадратов расчётной сетки N1
Менее 14
От 1 до 2 включительно9
От 2 до 3 включительно16
Свыше 325

Как правило, помещения имеют неквадратную форму. Минимальное количество квадратов расчётной сетки N для неквадратного помещения рассчитывается по формуле:

Формула расчета минимального количества квадратов расчётной сетки N для неквадратного помещения:

\[ N=N1\frac{S_п}{S_к}\qquad(2) \]

Где:
Sп – площадь помещения, м;
Sк – площадь квадрата со стороной, равной наименьшей стороне помещения, м.

4. Создание сетки расчётных точек освещённости.
Расстановка контрольных точек расчёта освещённости производится в центре каждого квадрата расчётной сетки. При размещении контрольных точек расчёта освещённости на плане помещения их сетка не должна совпадать с сеткой размещения светильников. В случае совпадения сеток число контрольных точек на плане помещения следует увеличить. При расположении в помещении крупногабаритного оборудования контрольные точки не должны располагаться на оборудовании. Если контрольные точки попадают на оборудование, сетку контрольных точек следует сделать более частой и исключить точки, попадающие на оборудование.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы с помощью расчётной программы.

6. В каждой точке максимальное из значений освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется значение Кпоуi в соответствии с типом источника света по таблице 3, 4 или 5. Если расчёт производится для двухфазной системы, доля освещённости от третьей фазы принимается равным 0%.

EA, EB, EC — освещённости в контрольных точках от светильников, подключенных к соответствующим фазам (A, B, C).

 

Таблица 3. Значения Кпоуi для ламп ДРИ

EB/EA, %
0102030405060708090100
EC/EA, %0100.088.079.071.566.061.558.054.552.050.549.0
1088.076.068.061.557.053.050.047.545.043.442.5
2079.068.059.053.549.045.542.540.038.537.536.0
3071.561.553.546.542.039.036.534.533.031.531.0
4066.057.049.042.036.533.031.029.527.527.026.5
5061.553.045.539.033.028.526.524.523.522.021.5
6058.050.042.536.531.026.522.023.022.021.020.0
7054.547.540.034.529.524.523.019.018.017.016.4
8052.045.038.533.027.523.522.018.014.914.113.4
9050.543.437.531.527.022.021.017.014.111.210.6
10049.042.536.031.026.521.520.016.413.410.68.0

 

Таблица 4. Значения Кпоуi для ламп ДРЛ

EB/EA, %
0102030405060708090100
EC/EA, %0100.088.079.071.566.061.558.054.552.050.549.0
1088.076.068.061.557.053.050.047.545.043.442.5
2079.068.059.053.549.045.542.540.038.537.536.0
3071.561.553.546.542.039.036.534.533.031.531.0
4066.057.049.042.036.533.031.029.527.527.026.5
5061.553.045.539.033.028.526.524.523.522.021.5
6058.050.042.536.531.026.522.018.016.016.015.4
7054.547.540.034.529.524.518.014.512.711.711.5
8052.045.038.533.027.523.516.012.79.98.47.9
9050.543.437.531.527.022.016.011.78.46.04.9
10049.042.536.031.026.521.515.411.57.94.92.6

 

Таблица 5. Значения Кпоуi для люминесцентных ламп

EB/EA, %
0102030405060708090100
EC/EA, %0100.088.079.071.566.061.558.054.552.050.549.0
1088.076.068.061.557.053.050.047.545.043.442.5
2079.068.059.053.549.045.542.540.038.537.536.0
3071.561.553.546.542.039.036.534.533.031.531.0
4066.057.049.042.036.533.031.029.527.527.026.5
5061.553.045.539.033.028.526.524.523.522.021.5
6058.050.042.536.531.026.522.018.016.016.015.4
7054.547.540.034.529.524.518.014.512.711.711.5
8052.045.038.533.027.523.516.012.79.98.47.9
9050.543.437.531.527.022.016.011.78.46.04.9
10049.042.536.031.026.521.515.411.57.94.92.6

 

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение Кпi по формуле:

Коэффициент пульсации источника света Кпi, формула расчета:

\[ K_{пi}=K_{пoyi}\cdot K_{пis}\qquad(3) \]

Где:
Kпis – значение коэффициента пульсации освещенности применяемого источника света при подключении к одной фазе, определяемое по таблице 1.

9. Для удобства полученные результаты сводятся в таблицу 6.

 

Таблица 6: Пример результатов расчёта коэффициента пульсации

№ расчётной точки iОсвещённость от светильников фазы AОсвещённость от светильников фазы BОсвещённость от светильников фазы CКп_оуiКпi
1200 лк (100%)100 лк (50%)50 лк (25%)42,3%15,6%

 

10. Коэффициент пульсации освещенности Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпi, полученных в п. 9.

\[ K_п=\frac{1}{N}\sum^{N}_1K_{пi}\qquad(4) \]

Где:
N – количество расчётных точек.

Коэффициент пульсаций освещенности для конкретного помещения. Пример расчета

Рассмотрим применение данного метода на конкретном примере: производственный цех размерами 60 х 18 х 10 м, высота установки светильников 9 м, светильники устанавливаются на поперечных балках с шагом 6 м, нормируемая средняя горизонтальная освещённость на уровне 0,8 м: 200 лк, разряд зрительных работ: IV (средней точности, коэффициент пульсаций < 20%).

1. Моделирование осветительной установки в DIALux

Коэффициенты отражения поверхностей в промышленном помещении выбираются в соответствии с одним из наименее благоприятных возможных условий: потолок – стекло (6%), стены – бетон (27%), пол – цемент (27%). Коэффициент запаса (в DIALux – коэф. уменьшения) принимается равным 0,71.

Выбранный тип светильников: подвесной BOX LAMA Q 250W с широкосимметричным отражателем 48D и защитным стеклом с металлогалогенной лампой HPI Plus 250/743 BU. Для обеспечения нормируемой освещённости на рабочей поверхности потребуется 27 светильников, установленных в 3 ряда с шагом 6 м (по 9 светильников в ряду). Результаты светотехнических расчётов приведены на рис. 1 ниже.

 

2. Распределение светильников по фазам

В рассматриваемом примере будет использовано распределение светильников по фазам в соответствии со схемой:

A – B – C – A – B – C – A – B – C
B – C – A – B – C – A – B – C – A
C – A – B – C – A – B – C – A – B

Выделение светильников каждой фазы для присоединения к соответствующим элементам управления в DIALux удобнее производить сверху вниз, слева направо (см. рис. 2).

 

Светильники каждой фазы необходимо присоединить к соответствующим элементам управления. Для удобства элементы управления следует переименовать в соответствии с фазами A, B, C.
Затем каждый элемент управления присоединяется к соответствующей сцене освещения (см. рис. 3). Для удобства сцены освещения целесообразно переименовать в соответствии с фазами A, B, C.

 

3. Определение минимального количества квадратов расчётной сетки (см. рис. 4).

 

 

Определение индекса помещения в соответствии с формулой (1):

\[ i=\frac{a\cdot b}{h0\cdot (a+b)}=\frac{60\cdot 18}{8,2\cdot (60+18)}=1,69 \]

Минимальное количество квадратов расчётной сетки N1 для квадратного помещения определяется по таблице 2 в соответствии с индексом помещения i: 9. Ввиду того, что помещение имеет прямоугольную форму, минимальное количество квадратов расчётной сетки N рассчитывается по формуле (2):

\[ N=N1\frac{S_п}{S_к}=9\frac{60\cdot 18}{18\cdot 18}=30 \]

4. Создание сетки расчётных точек освещённости. Площадь помещения составляет 1080 м2, минимальное количество квадратов расчётной сетки – 30 шт. При данных параметрах максимальная площадь квадрата расчётной сетки составляет 36 м2, т.е. 6х6 м. Контрольные точки расчёта освещённости следует располагать в центре квадратов расчётной сетки.

5. Определение освещённости в контрольных точках для каждой фазы. Для наглядного представления результатов расчёта в DIALux следует отметить пункт «Расчётные точки (обзор результатов)» для сцен освещения каждой фазы. Значения освещённости от каждой фазы в 30 контрольных точках заносятся в таблицу (см. таблицу 7 ниже).

6. В каждой из 30 точек максимальное значение освещённости принимается равным 100%, значения освещённости от светильников оставшихся фаз выражаются в процентах от максимального значения.

Например, в точке 1 освещённость от фазы А составляет 46 лк, от фазы B – 49 лк, от фазы C – 18 лк. Максимальной является освещённость, создаваемая светильниками фазы B – 49 лк, данное значение принимается равным 100%. Освещённость от фазы A составляет 94% от максимальной освещённости, от фазы C – 37%. Процентные соотношения заносятся в таблицу (см. таблицу 7 ниже).

7. По результатам п. 6 для каждой контрольной точки определяется коэффициент пульсации осветительной установки Кп_оуi по таблице 3, т.к. применяемый источник света — металлогалогенная лампа.
Например, в точке 1 Кпоу1 определяется по таблице 3 на пересечении значений 94% и 37% и равен 28,3% (точное значение получено с помощью интерполяции табличных данных). Полученные значения Кпоуi заносятся в таблицу (см. таблицу 7 ниже).

8. По результатам п. 7 для каждой контрольной точки определяется значение коэффициента пульсаций источника света Кпi по формуле 3. Для металлогалогенных Кпис = 37% (по таблице 1).
Например, для точки 1.

Коэффициент пульсации освещенности:

\[ K_{п1}=K_{пoy1}\cdot K_{пис}=28,3\%\cdot 37\%=10,5\% \]

Полученные значения Кпi заносятся  в таблицу (см. таблицу 7).

9. Полученные результаты сводятся  в таблицу 7:

 

Таблица 7: Результаты расчётов коэффициента пульсаций Кп

№ расчётной точкиОсвещённость от светильников фазы AОсвещённость от светильников фазы BОсвещённость от светильников фазы CКпоуiКпi
146 лк (94%)49 лк (100%)18 лк (37%)28.310.5
242 лк (84%)50 лк (100%)49 лк (98%)12.44.6
325 лк (48%)35 лк (67%)52 лк (100%)269.6
456 лк (77%)73 лк (100%)52 лк (71%)186.7
576 лк (97%)78 лк (100%)77 лк (99%)8.93.3
655 лк (74%)53 лк (72%)74 лк (100%)18.36.8
769 лк (92%)65 лк (87%)75 лк (100%)124.5
886 лк (93%)92 лк (100%)87 лк (95%)10.43.8
975 лк (100%)64 лк (85%)70 лк (93%)12.34.6
1077 лк (100%)70 лк (91%)66 лк (86%)12.44.6
1188 лк (95%)88 лк (95%)93 лк (100%)10.23.8
1271 лк (92%)77 лк (100%)66 лк (86%)12.34.6
1366 лк (86%)77 лк (100%)70 лк (91%)12.44.6
1493 лк (100%)88 лк (95%)88 лк (95%)10.23.8
1566 лк (86%)70 лк (91%)77 лк (100%)12.44.6
1670 лк (91%)66 лк (86%)77 лк (100%)12.44.6
1788 лк (95%)93 лк (100%)88 лк (95%)10.23.8
1877 лк (100%)66 лк (86%)70 лк (91%)12.44.6
1977 лк (100%)70 лк (91%)66 лк (86%)12.44.6
2088 лк (95%)88 лк (95%)93 лк (100%)10.23.8
2170 лк (91%)77 лк (100%)66 лк (86%)12.44.6
2264 лк (85%)75 лк (100%)70 лк (93%)12.34.6
2392 лк (100%)86 лк (93%)87 лк (95%)10.43.8
2465 лк (87%)69 лк (92%)75 лк (100%)124.5
2553 лк (72%)55 лк (74%)74 лк (100%)18.36.8
2678 лк (100%)76 лк (97%)77 лк (99%)8.93.3
2773 лк (100%)57 лк (78%)52 лк (71%)17.96.6
2835 лк (67%)25 лк (48%)52 лк (100%)269.6
2950 лк (100%)42 лк (84%)49 лк (98%)12.44.6
3049 лк (100%)46 лк (94%)18 лк (37%)28.310.5

 

Как видно из таблицы 7, при отсутствии затеняющих объектов в помещениях с симметричным расположением сетки светильников каждой фазы относительно сетки расчётных точек, значения освещённостей в расчётных точках также имеют симметрию (в рассматриваемом случае – только в поперечной плоскости). Следовательно, для расчёта Кп с достаточной точностью можно использовать половину расчётных точек (с 1 по 15 или с 16 по 30).

10. Коэффициент пульсации Кп определяется как среднее арифметическое всех значений Кпи, полученных в п. 9.

Коэффициент пульсации освещенности. Формула расчета:

\[ \begin{eqnarray*} K_p=\frac{1}{N}\sum^{N}_1K_{pi}=\frac{1}{30}(10,5+4,6+9,6+6,7+3,3+6,8+\\ 4,5+3,8+4,6+4,6+3,8+4,6+\\4,6+3,8+4,6+4,6+3,8+4,6+\\4,6+3,8+4,6+4,6+3,8+4,5+\\6,8+3,3+6,6+9,6+4,5+10,5)=\\=5,3\% \end{eqnarray*} \]

 

 

Таким образом, коэффициент пульсации освещенности в данном промышленном помещении равен 5,3%, что значительно ниже нормируемого значения 20%.

Чем меньше коэффициент пульсации освещенности осветительной установки в зависимости от рассматриваемой схемы, тем сложнее и дороже будет её реализация с точки зрения стоимости монтажных работ и электротехнических материалов

Предложенная в примере схема расфазировки является одной из наиболее оптимальных. Рассмотрим также ряд схем подключения светильников в трёхфазной сети:

Подключение поперечных рядов к отдельным фазам: Кп = 10,9%.

A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C
A – B – C – A – B – C – A – B – C

Подключение продольных рядов к отдельным фазам: Кп = 13,6%.

A – A – A – A – A – A – A – A – A
B – B – B – B – B – B – B – B – B
C – C – C – C – C – C – C – C – C

Подключение светильников одной фазы в шахматном порядке для обеспечения равномерного распределения освещённости в дежурном режиме работы осветительной установки (светильники фазы А): Кп = 13,3%.

A – B – A – C – A – B – A – C – A
B – A – C – A – B – A – C – A – B
A – B – A – C – A– B – A – C – A

Подключение светильников к двум фазам в каждом продольном ряду трёхфазной сети: Кп = 8,2%.

A – B – A – B – A – B – A – B – A
B – C – B – C – B – C – B – C – B
C – A – C – A – C – A – C – A – C

Чем меньше коэффициент пульсации освещенности осветительной установки в зависимости от рассматриваемой схемы, тем сложнее и дороже будет её реализация с точки зрения стоимости монтажных работ и электротехнических материалов (щитов управления, пускателей, автоматов, кабелей, лотков, монтажных коробок и др.).

В связи с этим целесообразно рассматривать несколько вариантов схем расфазировки и выбирать наиболее простой из удовлетворяющих нормируемым требованиям.

Программа расчета коэффициента пульсации освещенности

Автором статьи совместно с Андреем Леготиным ([email protected]) была разработана программа, производящая автоматизированный расчёт пп. 3, 6 – 10. Исходными данными являются габариты помещения, высота подвеса светильников относительно расчётной плоскости, тип источников света и значения освещённости в контрольных точках, полученные в расчётной программе.

Программа производит расчёт индекса помещения, автоматически предлагает минимальное количество расчётных точек (возможен ручной ввод), рассчитывает коэффициент пульсации освещенности для металлогалогенных, ртутных и люминесцентных ламп с электромагнитными ПРА в каждой контрольной точке, а также коэффициент пульсации освещенности всей осветительной установки. Программа доступна в режиме онлайн на нашем сайте www.heliocity.ru/pulsacii-osveshchennosti/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
2. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
3. ГОСТ Р 54945-2012 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности.
4. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Знак. – 972 с: ил.

heliocity.ru

Пульсация люминесцентных ламп.

Краткая информация (наведите курсор)

Люминесцентные лампы представляют из себя разновидность газоразрядных ламп. Общий принцип действия всех газоразрядных ламп основан на возникновении электрического разряда в газовой среде. В люминесцентных лампах в качестве газовой среды используются пары ртути, в которых электрический разряд создает ультрафиолетовое излучение. Чтобы преобразовать ультрафиолетовое излучение в видимый свет, колбу люминесцентной лампы изнутри покрывают слоем люминофора.

В отличие от своих предшественниц – ламп накаливания – газоразрядные люминесцентные лампы имеют существенно более высокую светоотдачу на единицу потребляемой мощности. Кроме того, из-за гораздо меньшего нагрева, по сравнению с лампами накаливания, они имеют намного более длительный срок службы (при грамотном применении и хорошем качестве изготовления) и могут применяться в гораздо более широких областях.

К недостаткам газоразрядных люминесцентных ламп можно отнести неравномерную спектральную характеристику излучаемого света, обусловленную составом используемого люминофора, приводящую к искажению воспринимаемых цветов. Также к недостаткам можно отнести наличие в спектре ультрафиолетовой составляющей исходного излучения. Кроме того, по принципу своей работы, газоразрядным лампам свойственно наличие пульсаций излучаемого светового потока.
Многие годы, до последнего времени, для подключения газоразрядных люминесцентных ламп используют электромагнитные пуско-регулирующие аппараты (ЭмПРА). Подключение люминесцентных ламп через ЭмПРА характеризуется повышенным коэффициентом пульсации на частоте 100 Гц (см. Рис.1).

Рис.1. Пульсации потолочной люминесцентной лампы ЛБ-40 с ЭмПРА (программа «ЭкоЛайт-АП»).

В последнее время активно внедряются электронные балласты (электронные пуско-регулирующие аппараты – ЭПРА). Качественные ЭПРА не только существенно снижают уровень пульсаций лампы (Рис. 2), но и существенно продлевают срок её службы за счет реализации более оптимальных режимов работы люминесцентной лампы (пуск, прогрев, контроль тока и т.д.). Однако в продаже достаточно часто встречаются дешёвые подделки под качественные ЭПРА, с повышенным уровнем пульсаций (см.Рис.3).

Рис.2. Пульсации люминесцентной лампы Camelion 20 ВТ с качественным ЭПРА. (программа «ЭкоЛайт-АП»).

Рис. 3. Пульсации люминесцентной лампы WalSun 9Вт с некачественным ЭПРА. (программа «ЭкоЛайт-АП»).

По приведенным скриншотам видно, что пульсации люминесцентных ламп могут достигать значительных величин. Напоминаем, что предельно допустимый уровень пульсаций освещенности при работе с компьютером составляет 5%.
Для определения пульсаций мы рекомендуем применять люксметры-пульсметры-яркомеры «Эколайт-01» (сюда>>>) и «Эколайт-02» (сюда>>>). Помимо измерения уровня освещенности, яркости и коэффициента пульсаций, Вы сможете использовать мощную, но бесплатную программу-анализатор пульсаций «ЭкоЛайт-АП» (см. рисунки) (сюда>>>), работающую с фотоголовками ФГ-01 из состава приборов семейства «Эколайт».

Смотри также:

  1. Коэффициент пульсации освещенности. Определение и расчет пульсации. (сюда>>>)
  2. Пульсация ламп накаливания. (сюда>>>)

eco-e.ru

Нормы пульсации по СНиП – База знаний Novolampa.


























































































Освещаемые объекты

Коэффициент пульсации освещенности, %, не более

Операционный блок, реанимационный зал, перевязочные, родовые отделения

1

Операционная, помещения гипотермии(Г-0,8)

10

2

Родовая, диализационная, реанимационные залы, перевя-зочные (Г-0,8)

10

3

Кабинет ангиографии (Г-0,8)

10

4

Предоперационная (Г-0,8)

15

5

Монтажные аппаратов искус-ственного кровообращения, искусственной почки и т.д. (Г-0,8)

10

6

Помещение хранения крови (Г-0,8)

20

7

Помещение хранения и приготовления гипса (Г-0,8)

-

Кабинеты врачей

1

Кабинеты хирургов, акушеров, гинекологов, травматологов, педиатров, инфекционистов, дерматологов, аллергологов, стоматологов; смотровые, приемно-смотровые боксы (Г-0,8)

10

2

Кабинеты врачей в амбулатор-но-поликлинических учрежде-ниях, не приведенные выше (Г-0,8)

15

3

Темные комнаты Офтальмологов (Г-0,8)

10

Отделения функциональной диагностики и восстановительного лечения

1

Кабинеты функциональной диагностики, эндоскопические кабинеты (Г-0,8)

15

2

Фотарии, кабинеты физиоте-рапии, массажа, лечебной физкультуры, (Г-0,8)

20

3

Кабинеты:

а) рентгенобронхоскопии и лапароскопии

б) гидротерапии, лечебные ванны, душевые залы

в) трудотерапии

г) для лечения сном (Г-0,8)



20

20

15

-

4

Помещения подготовки пара-фина, озокерита, обработки прокладок, стирки и сушки простыней, холстов, брезен-тов, регенерации грязи (Г-0,8)

-

Рентгеновское отделение

1

Рентгенодиагностический кабинет (Г-0,8)

-

2

Кабинеты флюорографии, рентгеновских снимков (Г-0,8)

20

3

Кабинеты для раздевания (Г-0,8)

-

Радиологическое отделение

1

Радиометрическая, дозимет-рическая, кабинеты терапии излучениями высоких энергий, сканнерная (Г-0,8)

15

2

Кабина гамма-терапии (Г-0,8)

10

3

Конденсаторная (Г-0,8)

-

4

Хранилище радиоактивных веществ (Г-0,8)

20

5

Помещение хранения ра-диоактивных выделений и выдержки радиоактивных отходов (Г-0,8)

-

Палаты

1

Палаты: детских отделений, для новорожденных; интен-сивной терапии, послеопе-рационные, палаты матери и ребенка (Г-0,0)

15

2

Прочие палаты и спальни (Г-0,0)

15

3

Приемные фильтры и боксы (Г-0,0)

15

Лаборатории медицинских учреждений

1

Помещения приема, выдачи и регистрации анализов (Г-0,8)

20

2

Лаборатории проведения анализов, кабинеты серо-логических исследований, колориметрические (Г-0,8)

10

3

Препараторские, лаборантские общеклинических, гемато-логических, биохимических бактериологических, гисто-логических и цитологических лабораторий, кабинеты взятия проб, цитологических иссле-дований, коагулографии, фотометрии весовая, термостат-ная, средоварная, помещение для окраски проб, центрифужная (Г-0,8)

15

4

Комната хранения реактивов и лаборантской посуды (Г-0,8)

-

5

Кабинеты с кабинами зондирования и взятия желудочного сока (Г-0,8)

20

6

Стеклодувная (Г-0,8)

20

7

Помещения зубных техников, гипсовые, полимеризационные (Г-0,8)

10

8

Термостатная, Стерилизационная (Г-0,8)

20

Стерилизационные помещения и дезинфекционные помещения

1

Стерилизационная-автоклав-ная, помещение приема и хранения материалов (Г-0,8)

20

2

Помещение подготовки инструментов (Г-0,8)

20

3

Помещение ремонта и заточки инструментов (Г-0,8)

15

4

Помещение дезинфекционных камер (Г-0,8)

-

5

Помещение для хранения дезинфекционных средств (Г-0,8)

-

Патологоанатомическое отделение

1

Секционная (Г-0,8)

10

2

Предсекционная, фиксационная (Г-0,8)

20

3

Помещение для одевания трупов, траурный зал (Г-0,8)

20

4

Помещения хранения трупов, похоронных принадлежностей (Г-0,8)

-

ФГУЗ и центры гигиены и эпидемиологии

1

Диспетчерские, помещения хра-нения и выдачи готовых прима-нок, фасовочные, выдачи дезин-фекционных средств и бакте-рийных препаратов (Г-0,8)

20

2

Помещение хранения биологи-ческих, лечебных, диагности-ческих препаратов, реактивов, дезинфицирующих средств, кислот (Г-0,8)

20

3

Помещения хранения дез-инфекционной аппаратуры, инвентаря, белья (Г-0,8)

-

4

Комнаты гельминтологов, этномологов, вирусологов, бактериологов, лаборантские, химические, биохимические лаборатории, серологические, боксы, препараторские (Г-0,8)

10

5

Радиологические, радиохими-ческие, помещения спектроско-пии и полярографии, лабора-тории акустики, вибрации, электромагнитных полей, физиологии труда, средова-рочные с боксами, термитные (Г-0,8)

15

6

Моечные (Г-0,8)

20

7

Помещения взятия проб (Г-0,8)

15

8

Боксы серологических исследований особо опасных инфекций (Г-0,8)

10

9

Комнаты зоопаразитологов (Г-0,8)

15

10

Биопробная, помещения хранения питательных сред (Г-0,8)

20

11

Помещения дезкамер, стерильные цехи (Г-0,8)

20

12

Помещения сжигания трупов животных и отходов (Г-0,8)

-

Виварий

1

Виварий. Помещения для содержания животных (Г-0,8)

10

Станции скорой и неотложной медицинской помощи

1

Диспетчерская (Г-0,8)

15

2

Помещение радиопоста (Г-0,8)

20

3

Помещение хранения ящиков выездных бригад (Стеллажи, В-1,0)

-

4

Помещения текущего запаса медикаментов (Г-0,8)

20

5

Комната выездных бригад (Г-0,8)

20

Молочные кухни, раздаточные пункты

1

Помещения фильтрации и разлива (Г-0,8)

15

2

Остывочная (Г-0,8)

20

3

Помещения приготовления и фасовки продуктов (Г-0,8)

15

4

Прием и хранение посуды раздаточная (Г-0,8)

20

Прочие помещения лечебных учреждений

1

Процедурная, Манипуляционная (Г-0,8)

10

2

Кабинеты, посты медицинских сестер (Г-0,8)

15

3

Комнаты дневного пребывания, бесед с врачом, кормления детей (Г-0,8)

20

4

Аппаратная (пульт управления) рентгеновских, радиологических и прочих отделений, помещения мытья, стерилизации сортировки и хранения, бельевые (Г-0,8)

20

5

Регистратура (Г-0,8)

20

6

Коридоры медицинских учреждений (Г-0,8)

-

7

Помещения и места хранения переносной аппаратуры, каталог (Г-0,8)

-

8

Веранды (Г-0,8)

15

novolampa.ru

Пульсируют ли компактные люминесцентные лампы

Ученые установили: пульсация ламп дневного света при частоте свыше 300 Гц на состоянии здоровья человека не сказывается. Но при частоте 100 Гц негативное воздействие световых колебаний не ощущается только при коэффициенте пульсации менее 5-10 %. Для вычисления этого параметра находят отношение половины разности между максимальным и минимальным значением освещенности к ее среднему показателю за период.

 

Результаты проверки рабочих мест

После появления люксметров-пульсметров выяснилось, что нормам по коэффициенту пульсации не соответствуют ни лампы накаливания, ни работающие в офисных, административных, общественных зданиях растровые люминесцентные светильники.

У некоторых лампочек с нитью накаливания этот показатель достигал 15-18 %, в то время как нормативы в большинстве случаев ограничивают его до 5-10%. Причем, чем ниже мощность прибора, выше оказывался коэффициент пульсации.

После широкого внедрения люминесцентных светильников в помещения с ПЭВМ безопасность рабочих мест оказалась под еще большей угрозой. При их аттестации по условиям труда в 80 % случаев стали выявлять несоответствие требованиям норм по коэффициенту пульсаций энергосберегающих ламп. Его фактические значения составляли от 20 до 65 %, что значительно превышало допустимые значения.

Медики установили, что мозг пользователя ПЭВМ очень негативно реагирует на разные световые раздражения, частота и ритм которых не совпадают. При долгой работе за компьютером или ноутбуком на биоритмы мозга воздействуют пульсации монитора и осветительных приборов. Последствия такого вмешательства оборачиваются быстрой утомляемостью, нервозностью, снижением иммунитета. Именно поэтому пульсация приборов освещения в помещениях с работающими ПЭВМ не должна превышать 5 %.

 

Пульсируют ли компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?

Спиралевидные или U-образные КЛЛ работают во многих домах и квартирах. В свое время их позиционировали как самые выгодные и эффективные осветительные приборы. Позже оказалось, что с этой светотехникой тоже не все так просто. Соседние витки колбы затемняют друг друга, при этом теряется до 30 % световой энергии. Кроме того, люминесцентные лампы с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ПРА) и дешевыми электронными (ЭПРА) создают пульсирующее освещение, которое плохо отражается на здоровье человека.

Если с первой проблемой не смог пока справится ни один производитель, то вторую удалось решить с помощью качественных ЭПРА. Специальные измерения подтвердили незначительную пульсацию оборудованных этими устройствами энергосберегающих ламп, которая не превышает 10 %. Но в магазине вам не предоставят данных о том, какой ПРА установлен в осветительном приборе. И, тем более, не проинформируют о глубине пульсации света. Выход здесь один: брать с собой люксметр-пульсметр RADEX LUPIN и с ним отправляться за покупкой. Этот прибор покажет:

  • реальную яркость лампы;
  • освещенность, которую она создает;
  • коэффициент пульсации.

Как снизить пульсации энергосберегающих ламп в офисных светильниках

Если вы установили с помощью люксметра-пульсметра, что коэффициент пульсации светильников, освещающие рабочее место, чрезмерно высок, требуйте принятия мер. Объясните руководству, что здоровье и хорошее самочувствие работников оказывает прямое влияние на эффективность их труда, а значит, и на прибыль компании.

Устранить проблему можно двумя способами:

  • Подключить светильники к разным фазам электрической сети. Таким образом удается снизить пульсацию до 5 %.
  • Оснастить светильник электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА). Это эффективное устройство для компенсации пульсаций люминесцентных ламп и продления срока их службы.

В большинстве коммерческих помещений все линейки светильников подключены к одной фазе сети, и сделать «расфазовку» бывает затруднительно. Более приемлемо в таких условиях установить люминесцентные светильники с качественными ЭПРА.

Есть еще более эффективное решение, которое поможет не только сделать освещение безопасным для здоровья, но и снизить расход электроэнергии на освещение. Это замена ртутьсодержащих осветительных приборов экологичными светодиодными. Их рекомендуют для установки даже в учебных и компьютерных классах школ, так как пульсация диодных энергосберегающих ламп с качественными схемами питания не превышает 1-5 %.

В любом случае устранять несоответствующие нормам условия труда желательно как можно быстрее, так как превышающая норму пульсация света и мерцающий монитор создают непосильную нагрузку на нервную и зрительную систему.

www.quarta-rad.ru

Пульсация света – вред здоровью, мифы и правда, коэффициент пульсации и его измерение

Одной из самых главных страшилок, которыми нас пугают специалисты по традиционному и светодиодному освещению, является так называемая пульсация света.

Данному явлению особо подвержены некачественно собранные и дешевые экземпляры светильников. Характеризуется такой параметр коэффициентом пульсации.

Давайте рассмотрим как обнаружить вредные пульсации, чем их замерить, от чего они зависят и какими нормативными документами и правилами регламентируются.

Влияние пульсаций света на организм и мозг

Если покопаться поглубже в этом вопросе, то окажется что не все пульсации одинаково вредны. Некоторые из них можно даже игнорировать и не измерять.

Впервые процесс влияния пульсаций света на организм человека был подробно изложен в журнале «Светотехника» в далеком 1963-м году. Суммируя изложенный в ней материал, можно сделать некоторые выводы.

Например, пульсации света имеющие частоту до 300Гц, действительно оказывают негативное влияние на наш организм.

При постоянном воздействии такого света, изменяется привычный суточный ритм и общий гормональный фон. При мерцании на частоте до 120Гц, наш мозг реагирует на это «мельтешение» и пытается воспринять несуществующую информацию, обрабатывая ее и загружая себя. Вполне естественно, что это напрямую сказывается на усталости.

Вот вам наглядный эксперимент и результаты ЭЭГ головного мозга. В первом случае (рисунок А) — человек сидит в затемненной комнате, а во втором (рисунок Б) — он находится в помещении с пульсирующими лампами частотой 120Гц.

Посмотрите на ненормальные пики активности и представьте как это сказывается на биоритмах и вашем общем самочувствии.

Но если данные пульсации имеют частоту выше 300Гц, то они просто никоим образом не фиксируются телом и мозгом человека.

И соответственно никакого влияния на него не оказывают.

ГОСТ, правила и нормативные значения

На основе данных заключений ученых и был разработан ГОСТ Р54945-2012 «Методы измерения коэфф. пульсации освещенности». ГОСТ действителен и используется всеми производителями на данный момент.

В нем подробно описаны методы измерения и какими приборами это следует делать.

Главный вопрос для потребителя заключается в том, какое максимальное значение коэффициента пульсаций может быть у разных источников света в тех или иных помещениях.

Эти предельные параметры регламентируются несколькими сводами правил СП. 

Минимально безопасное значение, которое указано в них — это 5%. Многие другие источники и статьи в интернете говорят о цифрах в 3% или даже в 1%. Так вот, в данных сводах правил, речи о таких малых величинах даже близко не идет.

Вот сводная таблица рекомендуемых значений коэффициента пульсаций для разных помещений:

При этом запомните, что для нежилых помещений пульсации вообще никак не нормируются.

Поэтому если где-то и встретите на светильниках ЖКХ данные, что у них пульсация 10% или даже 5%, не стоит особо верить таким техническим параметрам.

Для подавляющего большинства таких светильников, замеры просто не производятся, так как не требуются по закону.

А зачем производителям лишние траты и повышение цены своего товара по сравнению с конкурентами?

Мониторы и смартфоны

Кстати, немного отвлекаясь от лампочек, стоит заметить, что почти у каждого второго монитора пульсации выше 30%, а у некоторых и под 100% можно найти.

Поэтому домашние лампочки с 10%, это еще цветочки в нашей повседневной жизни. Вы например, каждый день проводите минимум час или два, уткнувшись в экран смартфона. А они пульсируют как кислотная дискотека. 

Многие после этого даже удивляются откуда «ноги растут» и кто виноват в постепенном ухудшении их здоровья.

Еще один любопытный момент, касающийся предельных цифр, заключается в следующем — для вашего мозга нет большой разницы, сидите вы под лампочкой с коэффициентом в 20% или в 100%.

В обоих случаях уровень расстройства будет схожим. Может отличаться только время воздействия эффекта.

Когда возникает стробоскопический эффект

А еще при Кп>20% возможно появление стробоскопического эффекта.

Это когда движущиеся и вращающиеся объекты (вал двигателя, лопасти вентилятора), для ваших глаз будут казаться неподвижными.

Это весьма травмоопасно. Поэтому на производствах в закрытых помещениях с искусственным освещением, стоит очень строго подходить к вопросу выбора правильных светильников.

Пульсации у традиционного освещения и методы снижения

Высокие значения Кп характерны в первую очередь для разрядных ламп с электромагнитными ПРА (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ). 

Здесь они в легкую могут достигать величин выше 30%. Кстати, обычные лампочки накаливания, также имеют пульсации до 15%. Но мы этого особо не замечаем, так как эффект гасится тепловой инерцией.

Лампочка накаливания это в первую очередь неплохой обогреватель (большая часть всей энергии у нее уходит в тепло), и только затем уже источник света. 

При этом чем мощнее лампочка, тем меньше ее коэффициент.

Здесь зависимость определяется инерционностью разогрева и остывания вольфрамовой нити.

Очень эффективным способом снижения коэфф. пульсаций, которым почему-то мало кто пользуется — является установка в одной точке нескольких ламп питающихся от разных фаз. Вот наглядная таблица для разных типов ламп и зависимость их пульсаций при подключении от 1-й, 2-х или 3-х фаз.

Более кардинальный метод для ламп ДРЛ, ЛБ и им подобным — это замена электромагнитной ПРА на электронную, с одновременным повышением частоты до 400Гц.

Кстати, многие до сих заблуждаются, думая что светодиоды в отношении теплопередачи и эффективности убежали далеко вперед. Это не всегда соответствует действительности. И с КПД светодиодов тоже не все так гладко. 

Светодиодное освещение и мерцание

В светодиодных светильниках многое зависит от качества сборки блоков питания (драйверов). Если у них на выходе не постоянный ток, а выпрямленный с промышленной частотой, то пульсации в 30% не такая уж и редкость.

Но в общем, касательно светодиодных источников света и коэфф. пульсации ГОСТ четко говорит: 

Исходя из этого, прежде чем делать какие-то замеры, убедитесь что частота пульсаций от вашего светильника не превышает 300Гц. В противном случае может и измерять ничего не потребуется.

Хотя есть здесь и исключения — например профессиональный свет для фото или видеосъемки. 

Здесь даже при величине свыше 300Гц нужно обращать внимание на любые мерцания. Дело в том, что при видеосъемке и фотографировании, идет жесткая привязка частот источников света к другим наборам параметров — частоте кадров, выдержке и т.п.

Хотя и никакого влияния на человека здесь уже не будет, зато очень даже будет присутствовать влияние на качество съемки.

А еще коэффициент пульсаций резко повышают всевозможные диммеры, собранные по принципу ШИМ и работающие на частоте до 300Гц. 

Поэтому будьте предельно осторожными в их применении.

Как и чем замерить коэффициент пульсаций

Если пульсации в ваших лампах есть и они действительно вредные, то качественные замеры согласно ГОСТ, производятся по технологии с использованием осциллографа.

С его помощью можно измерить любую частоту пульсации и высчитать коэффициент у любых светильников. Формула расчета следующая (более подробно читайте в ГОСТе):

В относительно рабочих, а не в стерильных лабораторных условиях, также должны применяться рекомендуемые измерительные приборы. Вот их перечень:

Одним из самых популярных приборов является ТКА-ПКМ 08.

Такой аппарат оцифровывает сигнал с фотодатчика на частоте 3000Гц. Если частота источника света выше, то полученные данные от этого прибора уже будут существенно искажены. И верить им или нет, решать только вам.

Зачастую подобные девайсы объединяют в себе сразу несколько приборов — люксметры, яркомеры, пульсметры.

Все эти аппараты очень дорогие, так как проходят соответствующую поверку с дальнейшим внесением в реестр. А это существенным образом повышает цену прибора.

Если вам нужны замеры, что называется «для себя», без последующего предоставления их результатов в госорганы, то никто не запрещает посмотреть в сторону и более дешевых аналогов.

Тем более есть экземпляры с очень хорошими отзывами.

Например аппарат Radex Lupin.

Как проверить лампочку на пульсацию — народные способы

К самым простым и распространенным бытовым способам проверки пульсаций относятся следующие методы:

  • мобильный телефон

Просто посмотрите на свет лампочки через экран смартфона. То что не видно вашему глазу, будет весьма заметно на камеру.

Правда имейте в виду, что некоторые аппараты имеют встроенную возможность принудительного подавления мерцания. Поэтому вы можете ничего и не увидеть, хотя эффект и будет присутствовать.

Подносить нужно максимально близко, чтобы нить накала или рассеиватель занял по максимуму все пространство экрана.

Сделайте фотоснимок лампочки без вспышки. Если на нем будут темные полосы – это признак мерцания.

  • карандашный метод

Поднесите на свет лампочки карандаш или линейку и начните ею мельтешить наподобие вентилятора или веера.

Если появится эффект “застывших лопастей” или вы будете видеть несколько карандашей, то пульсация больше нормы.

Чем отчетливее будут очертания, тем больше коэффициент. Такие остаточные контуры фигур из-за световых мерцаний, проявляются и в повседневной жизни.

Раскрутите детскую юлу под источником освещения. При появлении стробоскопического эффекта, меняйте лампочки.

Однако подобные народные способы выявляют пульсацию до 100Гц. А вот от 100Гц до 300Гц, они могут и подвести. Поэтому полагаться на них не стоит.

Какая частота хуже всего

Большинство дешевых китайских светодиодных лампочек, как раз таки и работают на частотах до 300Гц. Таким образом, незаметно день за днем ухудшая ваше самочувствие, и оказывая свое губительное влияние.

Человеческий глаз без посторонних девайсов, способен различать пульсации с частотой от 60 до 80Гц. Далее идет невидимое для нас, но не для нашего мозга мерцание. 

Чем “хороши” видимые пульсирующие лампы? Тем что мы их замечаем, и интуитивно стараемся меньше времени проводить под их воздействием. Либо в конце концов меняем их на другие.

А вот самыми опасными будут те мерцания, которые визуально не заметны.

Из-за большой интенсивности на этих частотах, наш мозг уже не успевает обрабатывать всю информацию, однако зрительные рецепторы продолжают ее воспринимать. Причем не как визуальную составляющую.

В итоге все это воздействует на совершенно другие отделы мозга и провоцирует изменение гормонального фона, биоритмов, повышает утомляемость и ухудшает самочувствие.

У качественных производителей источников освещения, даже если и есть пульсации, то происходят они на частотах свыше 300Гц. И никакого смысла заморачиваться с поиском точных измерительных приборов и рассчитывать проценты здесь нет.

Данные лампочки все равно будут абсолютно безопасны и никак не испортят ваше настроение и здоровье.

Поэтому если некий “специалист” пугает вас завышенными цифрами, ехидно делая замечания – мол видите, даже Phillips не безгрешен, зачем тогда платить больше?

Задайте ему резонный вопрос: “А на какой частоте получены данные замеры”? Будьте грамотны в вопросах светодиодного освещения и не дайте себя обмануть.

svetosmotr.ru

Пульсаций светового потока

На многие вещи, связанные с повседневной деятельностью человека, зачастую влияет качество света—это давно известный факт. Иногда мы даже не задумываемся о последствияхпроцессы проходят на подсознательном уровне, почти как во сне. Как снизить нагрузку на мозг в четыре раза и увеличить эффективность труда, а также о других эффектах пульсации светового потокаподробнее в нашей статье.

В двух словах

Пульсация светового потока = эффект мерцания.

Снижение пульсаций источника света является важной составляющей в борьбе за качество света. В последнее время одним из заметных трендов на рынке LED-освещения становится гонка за нулевым значением коэффициента пульсации. Так ли это важно на самом деле, давайте разбираться

Подробнее о коэффициенте пульсации

Пульсация светового потока—это одна из основных характеристик источников искусственного освещения, отражающая частоту мерцания и качество света в целом. Характеризуется данный эффект специальным параметром—коэффициентом пульсации.

Для тех, кто любит формулы и ГОСТы

Коэффициент пульсацииэто относительная величина и измеряется она в % от разности максимального и минимального значений освещенности в люксах, приведенная к усредненному значению освещенности за период.

В России  ограничения по значениям Kп светильников регламентируются СНиП 23-05-95, ГОСТ 17677-82 и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В Европе и США подобных норм не существует. Основные ограничения, существующие в России:

  1. Пульсации освещенности, частотой до 300 Гц, на рабочих местах не должны превышать 20%, в некоторых случаях (при работе с ПЭВМ) – 5%.

  2. В местах временного пребывания (коридоры, лестницы, переходы и т.п.) уровень пульсации не нормируется.

  3. Не нормируются пульсации освещенности, частота которых превышает 300 Гц.

Предыстория появления эффекта

Физика работы LED такова, что включение диода возможно только при определенном значении силы тока и его направлении. Для подключения светодиодных светильников в цепях переменного напряжения (бытовой сети) и управления их яркостью мы, как специалисты-светотехники, вынуждены применять специальные пускорегулирующие устройства—LED-драйверы и диммеры с широтно-импульсной модуляцией—ШИМ (о ней читайте в нашей следующей статье).

И здесь все просто—колебания тока на выходе таких устройств порождает колебания светового потока LED, именно поэтому применение пускорегулирующей аппаратуры в системах освещения порождают подобный специфический эффект.

В этом плане обычная лампа накаливания подвержена тем же самым воздействиям со стороны питающей сети. Однако, она более инертна по своим характеристикам, поэтому мерцания частотой в 50 Гц фактически отсутствуют.

Теперь немного о том, как пульсация света может влиять на самочувствие человека и чем она опасна.

О пороге восприятия частоты пульсаций света и их влияние на человека

В большинстве случаев человеческий глаз не фиксирует пульсацию источника искусственного света, поскольку существует определенный порог восприятия, связанный с особенностями нашего зрения и частотой самих пульсаций.

Многократными исследованиями доказано, что критическая частота восприятия пульсаций—300 Гц, при достижении этого значения человеческий мозг перестает воспринимать их как таковые. При частоте до 120 Гц мозг на подсознательном уровне воспринимает пульсацию как некий “месседж” и пытается его обработать. Считается, что таким образом, человек воспринимает до 4 частот мерцаний от различных источников света, что в значительной степени повышает “загруженность” его центрального вычислителя—головного мозга.

Можно выделить два вида влияний пульсации светового потока на человека: краткосрочные и долгосрочные, см. таблицу 1.

 

Таблица 1

Влияние пульсаций на человека

Краткосрочное влияние

Долгосрочное влияние

  • усталость органов зрения

  • снижение внимания

  • утомляемость организма

  • замедление активности мозга

  • тошнота и нарушение пищеварения

  • нарушение циркадных ритмов

  • депрессия

  • бессонница

  • патология сердечно-сосудистой системы

  • патология органов зрения

  • патология ЖКТ

  • эректильная дисфункция

  • расстройство НС

Стробоскопический эффект — положительные и отрицательные стороны

Наиболее опасным последствием пульсации света можно назвать стробоскопический эффект на промышленных объектах, где присутствуют быстро движущиеся открытые механизмы и детали машин. Частота их вращения может совпасть с частотой мерцания света и может показаться, что механизм неподвижен, что зачастую является причиной серьезных травм и повреждений, см.рисунок ниже

Эффект мерцания источника света может быть зафиксирован при фото- и видеосъемке на коротких выдержках—тот эффект, о котором было рассказано в самом начале статьи. Данный неприятный момент может испортить не только несколько фотографий, но и испортить имидж студий и съемочных павильонов.

Световое оборудование для клубов и концертных площадок

Лазерные и диодные стробоскопы—это одни из самых распространенных световых девайсов, которые любят применять в клубах и на дискотеках. Интересный кратковременный световой эффект повышает настроение посетителям и является абсолютно безвредным для человека.

В заключение от Aledo

В последнее время нам все чаще приходится слышать о том, что на рынке появляются светильники с коэффициентом пульсации 1-2%—это результат борьбы производителей LED за конкурентные преимущества, о которых мы писали в самом начале статьи.

Наша позиция в этом вопросе такова: коэффициент пульсации источника света 20%—это абсолютно нормальное и допустимое значение, обозначенное в ГОСТе и СанПиНе. Конечно, существуют условия труда и быта человека, где необходимо максимальное снижение Kп (до 5% и ниже), но это весьма частные и редкие случаи. Мы всегда стараемся анализировать проект, исходим из реальных потребностей наших клиентов и предлагаем наиболее рациональные варианты для систем освещения.

Кстати, в шоуруме kaledoscop есть специальный прибор, который мы используем для тестирования наших решений и поставляемого оборудования,—пульсометр. Приезжайте к нам в гости, за чашкой кофе или чая, мы сможем показать на деле, что такое пульсация светового потока и какие решения существуют в России и мире для снижения подобного эффекта.

aledo-pro.ru

Пульсация ламп. Как определить коэффициент пульсации ламп.

Что такое пульсация ламп. Как измерить коэффициент пульсации ламп.

Более 90% окружающей его информации человек получает через органы зрения. Для наиболее качественного восприятия визуальной информации необходимо хорошее освещение. Органы зрения человека лучше всего приспособлены к естественному солнечному свету. Однако в помещениях и в темное время суток никак не обойтись без искусственных источников света. По сравнению с естественным, искусственное освещение имеет ряд недостатков. Один из них – это повышенная пульсация ламп, вызванная периодическими колебаниями уровня светового потока, излучаемого лампой.

Действие пульсаций света на здоровье человека.

Пульсации искусcтвенного света, излучаемого лампами оказывают существенное негативное влияние на здоровье человека – в первую очередь на органы зрения и центральную нервную систему. Мерцающий свет перегружает зрительную и нарвную систему человека, нарушает естественные биоритмы. Типичные симптомы воздействия пульсирующего светового потока – повышенная утомляемость, сухость и боль в глазах, головные боли, раздражительность. При длительном воздействии пульсации света могут приводить к хроническим заболеваниям.

Подробнее – в статье “Как пульсация освещения и мерцание монитора действуют на зрение и мозг человека”

В то же время, к сожалению, при обустройстве искусственного освещения уровню пульсации, как правило, не уделяют должного внимания.

Для нормирования таких пульсаций вводится коэффициент пульсации ламп, показывающий какую долю в общем уровне светового потока лампы занимают пульсации. В общем виде, коэффициент пульсации рассчитывается по формуле:

где Lmax – максимальное значение светового потока, Lmin – минимально значение светового потока, L0 – среднее значение светового потока от лампы

Как и чем измеряли пульсацию ламп и мониторов.

На практике, определить коэффициент пульсации ламп без специальных приборов, пульмсметров, невозможно. Для измерения пульсаций рекомендуем:

  • либо купить люксметр “Эколайт-01” или “Эколайт-02”, занесенные в госреестр средств измерений, с поверкой или без нее,
  • либо приобрести измеритель освещенности “Radex Lupin” – качественный бытовой люксметр цена которого существенно ниже, чем у профессиональных приборов,
  • НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ (!!!) не пытаться измерить пульсации ламп и экранов при помощи карандашей, фотоаппаратов, смартфонов и других подручных предметов (как показывает практика – почти в 90% случаев даже “поймать” пульсацию, не говоря уже, чтобы ее измерить, не получится)

         

Результаты измерения пульсаций

Существует множество распространенных мнений, типа “лампы накаливания почти не пульсируют”, “люминесцентные лампы с ЭПРА гарантированно имеют низкий уровень пульсации”, “у светодиодных ламп не бывает пульсации” и т.п. На самом деле все не так однозначно. Мы провели множество измерений различных типов ламп и светильников и можем однозначно утверждать – к сожалению, практически нет АБСОЛЮТНО никакой связи между типом и стоимостью лампы или светильника и уровнем коэффициента пульсации излучаемогго света. Нам попадались как очень дорогие ультрасовременные светодиодные светильники с множеством режимов работы и, при этом, с коэффициентом пульсации под 100%, так и дешевые люминесцентные лампы с полным отсутствием пульсаций.

Тем не менее, можно утверждать, что, в первую очередь, уровень пульсаций освещенности зависит от типа применяемых ламп. По уровню возможных проблем с пульсацией светового потока мы разместили разные типы ламп в следующем порядке (по возрастающей):

  1. Лампы накаливания. (пульсации до 25%)
  2. Люминесцентные лампы. (возможны пульсации до 50%)
  3. Светодиодные лампы. (возможны пульсации до 100%)

Ниже приведем пример измерения коэффициента пульсации лампы светодиодной потолочной типа “Армстронг”. Для измерений была использована бесплатная программа пульсметра-люксметра для Android и Windows :

 

Для измерений мы использовали разработанный нами модуль люксметра-пульсметра-яркомера фотоголовку ФГ-01 (из состава приборов Эколайт-01, Эколайт-02), а также нашу БЕСПЛАТНО (!!!) распространяемую программу анализатора световых пульсаций “Эколайт-АП”.

С результатами наших измерений пульсации различного типа ламп можно ознакомиться ниже в этом разделе. Мы постоянно пополняем нашу библиотеку измерений. С благодарностью примем на размещение Ваши материалы по измерению ламп и светильников различного типа.

 

Также рекомендуем к просмотру:

eco-e.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о