Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380—760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора

Освещение

Свет является естественным условием жизни человека, сохранения его здоровья. Сохранение зрения человека, состояния его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производи­тельность труда и качество выпускаемой продукции.

С точки зрения гигиены труда основной светотехнической характе­ристикой является освещенность (Е) — распределение светового потока (Ф) на поверхности площадью (S) и может быть выражена формулой £ = Ф/S. За единицу освещенности принят люкс (лк). Люкс — освещен­ность поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм.

Световой поток (Ф) — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению, измеряется в люменах (лм).

Люмен (лм) — световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.

Стерадиан — телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезаю­щий из поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со сторо­ной, длина которой равна радиусу сферы.

Сила света (Г) определяется как отношение светового потока (Ф), ис­ходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри эле­ментарного телесного угла (d), к величине этого угла: / = Ф/d.

Кандела — сила света, испускаемого с площади 1/600 000 м² сечения полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101 325 Па.

В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему потоку, а уровню яркости освещаемых производственных и других объектов, которая отражается от освещаемой поверхности в на­правлении глаза. Под яркостью понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в нитах (нт). Яркость освещен­ных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещеннос­ти и угла, под которым поверхность рассматривается.

Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому свето­вые свойства освещаемой поверхности характеризуются также следую­щими коэффициентами:

• коэффициент отражения — отношение отраженного телом свето­вого потока к падающему;

• коэффициент пропускания — отношение светового потока, про­шедшего через среду, к падающему;

• коэффициент поглощения — отношение поглощенного телом све­тового потока к падающему.

К гигиеническим требованиям, отражающим качество производствен­ного освещения, относятся:

• равномерное распределение яркостей в поле зрения и ограничение теней;

• ограничение прямой и отраженной блесткости;

• ограничение или устранение колебаний светового потока.

Равномерное распределение яркости в поле зрения имеет важное зна­чение для поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по ярко­сти (освещенности), то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться. Частая переадаптация ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производст­венных операций.

Степень неравномерности освещения определяется коэффициентом неравномерности — отношением максимальной освещенности к мини­мальной. Чем выше точность работ, тем меньше должен быть коэффици­ент неравномерности.

Блесткость (чрезмерная слепящая яркость) — свойство светящихся поверхностей с повышенной яркостью нарушать условия комфортного зрения, ухудшать контрастную чувствительность или оказывать одновре­менно оба эти действия.

Колебания светового потока также оказывают влияние на работоспо­собность, развивая утомление и снижая точность выполнения производст­венных операций.

В производственных помещениях используется три вида освещения:

• естественное (источником его является солнце);

• искусственное (когда используются искусственные источники света);

• совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение создается природными источниками света — прямыми солнечными лучами и диффузным светом небосвода (от сол­нечных лучей, рассеянных атмосферой). Естественное освещение являет­ся биологически наиболее ценным видом освещения, к которому макси­мально приспособлен глаз человека.

В производственных помещениях используются следующие виды ес­тественного освещения: боковое — через светопроемы (окна) в наружных стенах; верхнее — через световые фонари в перекрытиях; комбинирован­ное — через световые фонари и окна.

Искусственное освещение на промышленных предприятиях осущест­вляется лампами накаливания и газоразрядными лампами, которые явля­ются источниками искусственного света.

В зданиях с недостаточным естественным освещением применяют совмещенное освещение — сочетание естественного и искусственного света. Искусственное освещение в системе совмещенного может функци­онировать постоянно (в зонах с недостаточным естественным освещени­ем) или включаться с наступлением сумерек.

Необходимые уровни освещенности нормируются в соответствии со СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от точности выполняемых производственных операций, световых свойств рабочей поверхности и рассматриваемой детали, системы освещения.

В производственных помещениях применяются общее и комбиниро­ванное (общее и местное) освещение. Общее — для освещения всего по­мещения, комбинированное — для увеличения освещения только рабо­чих поверхностей или отдельных частей оборудования. Применение од­ного только местного освещения внутри зданий не допускается.

По функциональному назначению искусственное освещение подраз­деляют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охран­ное и дежурное.

Рабочее освещение — освещение, обязательное для всех помещений и освещаемых территорий для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение — освещение, устраиваемое для продолжения ра­боты в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при аварии) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания могут вы­звать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологичес­кого процесса и т. п., т. е. те ситуации, в которых недопустимо прекращение работ. Аварийное освещение должно обеспечивать не менее 5 % освещеннос­ти рабочих поверхностей от нормируемой при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри здания и 1 лк для территорий предприятия.

Эвакуационное освещение следует предусматривать для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль ос­новных проходов в производственных помещениях, в которых работает более 50 человек.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую осве­щенность в помещениях, на полу основных проходов и на ступеньках не менее 0,5 лк, а на открытых территориях — 0,2 лк. Выходные двери об­щественных помещений общественного назначения, в которых могут на­ходиться более 100 человек, должны быть отмечены световыми сигнала­ми-указателями.

Светильники аварийного освещения для продолжения работы присо­единяются к независимому источнику, а светильники для эвакуации лю­дей — к сети, независимо от рабочего освещения, начиная от щита на подстанции.

В нерабочее время, совпадающее с темными временами суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное искусственное ос­вещение для несения дежурств и охраны.

Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного осве­щения помещений выделяется часть светильников рабочего или аварий­ного освещения. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Электрическими источниками света являются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Основными параметрами электрических источников света являются номинальные значения напряжения (В), мощности (Вт), светового потока (лм), световой отдачи (лм/Вт) и срока службы (ч). Эти параметры уста­навливаются соответствующими ГОСТами.

Принцип действия ламп накаливания основан на тепловом действии электрического тока: вольфрамовая нить лампы, раскаленная до 2500— 2700 ^СС, излучает световой поток. Лампы накаливания в настоящее время являются наиболее массовым источником света. Их основные достоинс­тва: широкий диапазон мощностей, напряжений и типов, приспособлен­ных к определенным условиям применения; непосредственное включе­ние в сеть без дополнительных аппаратов; работоспособность при значи­тельных отклонениях напряжения в сети от номинального; почти полная независимость от условий окружающей среды (вплоть до возможности работать погруженными в воду), в том числе от температуры, компакт­ность. К недостаткам ламп накаливания относятся: низкий энергетичес­кий КПД (видимое излучение составляет не более 4 % потребляемой электроэнергии); в спектре света преобладают инфракрасные лучи; изме­нение в сторону снижения светового потока и КПД в процессе эксплуата­ции; высокая температура на поверхности колбы (до 250—300 °С через 10—12 мин после включения), малый срок службы (до 1000 ч) и резкое его снижение при незначительных превышениях напряжения питающей сети. Промышленность выпускает различные лампы накалывания: ваку­умные НВ, газонаполненные НГ, биспиральные с криптоноксеноновым наполнением НБК и др.

В газоразрядных пампах видимое излучение создается электрическим разрядом в газах или парах металлов. В большинстве случаев такое излу­чение имеет ту или иную цветность и непосредственно для целей освеще­ния малопригодно. Этот недостаток был устранен применением в газораз­рядных лампах порошкообразных кристаллических светосоставов — лю­минофоров, набор которых позволяет получить излучение любой цветности. Основными типами газоразрядных ламп являются трубчатые люминесцентные лампы низкого давления, внутри которых в процессе из­готовления создается некоторое разряжение, и высокого давления.

Условное обозначение люминесцентных трубчатых ламп низкого дав­ления для общего освещения расшифровывают так: Л — люминесцент­ная; Б — белая; Д — дневная; Е — естественная; Ц — с улучшенной цве­топередачей; ТБЦЦ — тепло-белая с очень хорошей цветопередачей; Т — с трехкомпонентной смесью люминофоров, имеющей узкополосный спектр излучения; Р — рефлекторная; К — красная; Г — голубая; Ж — желтая; 3 — зеленая; Р — розовая; М — модернизированная; 2 и 7 — отличительная особенность ламп от базовой модели; 10, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 65, 80 — номинальная мощность в ваттах.

Лампы высокого давления позволяют создавать значительные уровни освещенности при сравнительно небольших затратах электроэнергии. Их применяют для наружного освещения в высоких помещениях при нали­чии пыли, дыма или копоти в воздухе. Наиболее часто используют лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) или их разновидность — ДРВЛ (дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные), недостатком которых является усиление зеленых и голубых тонов. Поэтому в случае, когда ис­кажение восприятия цветов недопустимо, предпочтение отдается лампам типа ДРИ (дуговым ртутным с йодидами металлов), обладающим исправ­ленной цветностью.

Отечественной промышленностью выпускаются люминесцентные лампы различной мощности, напряжения, формы и цветности излучения. Трубчатые люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ: высокая световая отдача, достигающая 76 лм/Вт (при максимум 18 лм/Вт у ламп накаливания); большой срок службы, доходящий до 10 000 ч у стандарт­ных ламп; возможность иметь различный спектральный состав света, в том числе и близкий к естественному дневному свету; незначительный нагрев поверхности трубки (до 50 °С); относительно малая яркость светя­щей поверхности.

Основными недостатками этих ламп являются сложность схемы включения; ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности; зависимость характеристик ламп от температуры ок­ружающей среды и напряжения питающей сети; значительное снижение светового потока к концу срока службы (до 50 %); вредные для зрения пульсации светового потока при питании лампы переменным током. Ос­вещение движущихся предметов пульсирующим потоком может привес­ти к так называемому стробоскопическому эффекту, который проявляет­ся в искаженном зрительном восприятии истинного характера движения. Так, например, в отдельных случаях движущийся предмет кажется не­подвижным, в других — движущимся в противоположном направлении. Это крайне нежелательное и даже опасное явление исправляется включе­нием ламп в разные фазы сети или же при помощи специальных схем включения.

Световой поток большинства источников света излучается в про­странстве по всем направлениям. Для рационального освещения помеще­ния или открытого пространства требуется обычно распределить свето­вой поток источника света вполне определенным образом: направить его вниз (в нижнюю полусферу) или вверх (верхнюю полусферу), в одних случаях распределить его более или менее равномерно на большой пло­щади, в других — сконцентрировать на небольшом участке (рабочем месте) и т. д. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительную арматуру.

Основным назначением осветительной арматуры является перерасп­ределение светового потока источника света. Кроме того, она предохра­няет зрение работающих от чрезмерной яркости источников света, защи­щает лампу от механических повреждений, защищает полости располо­жения источника света и патрона от воздействия окружающей среды, служит для крепления источника света, проводов, пускорегулирующих аппаратов (для газоразрядных источников) и других конструктивных уз­лов и деталей светового прибора.

Осветительная арматура рассчитывается на использование лампы оп­ределенной мощности, допустимой для данного типа светового прибора.

Различают две группы осветительных приборов: ближнего действия (светильники) и дальнего действия (прожекторы).

Светильники — источники света, заключенные в арматуру, — пред­назначены для правильного распределения светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света. Арматура защищает источ­ник света от механических повреждений, а также дыма, пыли, копоти, влаги, обеспечивает крепление и подключение к источнику питания.

По конструктивному исполнению светильники бывают открытые, за­щищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрыво-защищенные.

По распределению светового потока светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света. Светильники пря­мого света более 80 % светового потока направляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой поверхности. Светильники рас­сеянного света излучают световой поток в обе полусферы: одни — 40— 60 % светового потока вниз, другие — 40—60 % вверх. Светильники от­раженного света более 80 % светового потока направляют вверх на по­толок, а отражаемый от него свет направляется вниз в рабочую зону.

В помещениях с невысокими отражающими свойствами стен и потол­ков целесообразно применять светильники прямого света. В помещени­ях, стены и потолки которых обладают высокими отражающими свойс­твами, надлежит устанавливать светильники отраженного света. В поме­щениях с большой площадью и небольшой высотой целесообразно использовать светильники рассеянного света.

Для защиты глаз от блесткости светящейся поверхности ламп служит защитный угол светильника — угол, образованный горизонталью от по­верхности лампы (края светящейся нити) и линией, проходящей через край арматуры.

Светильники для люминесцентных ламп в основном имеют прямое светораспределение. Мерой защиты от прямой блесткости служат защитный угол, экранирующие решетки, рассеиватели из прозрачной пласт­массы или стекла.

С помощью соответствующего размещения светильников в объеме рабочего помещения создается система освещения. Общее освещение может быть равномерным или локализованным. Общее размещение све­тильников (в прямоугольном или шахматном порядке) для создания ра­циональной освещенности производят при выполнении однотипных ра­бот по всему помещению, при большой плотности рабочих мест (сбороч­ные цеха при отсутствии конвейера, деревоотделочные и др.). Общее локализованное освещение предусматривается для обеспечения на ряде рабочих мест освещенности в заданной плоскости (термическая печь, кузнечный молот и др.), когда около каждого из них устанавливается до­полнительный светильник (например, кососвет), а также при выполнении на участках цеха различных по характеру работ или при наличии затеня­ющего оборудования.

Правила и нормы искусственного освещения основываются на зако­номерностях, определяющих работоспособность органов зрения. Глаз непосредственно реагирует на яркость, и именно яркость объекта (при прочих равных условиях) определяет условия видения. Однако расчет и измерение яркости весьма затруднительны, поэтому в качестве нормиру­емой величины принята освещенность, которая в большинстве случаев пропорциональна яркости.

Дата добавления: 2014-11-20