Производственное освещение

Лекция 9

Свет является естественным условием жизни человека, необходимым для здоровья и высокой производительности труда, основанной на работе зрительного анализатора, самого тонкого и универсального органа чувств. Обеспечивая непосредственную связь организма с окружающим миром, свет является сигнальным раздражителем для органа зрения и организма в целом: достаточное освещение действует тонизирующее, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, стимулирует обменные и иммунобиологические процессы, оказывает влияние на формирование суточного ритма физиологических функций человека. Основная информация об окружающем мире – около 90% - поступает через зрительное восприятие. Именно поэтому гигиенически рациональное производственное освещение имеет огромное положительное значение.

С точки зрения физики, свет - это видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора. Лучше всего глазом воспринимаются лучи с длиной волны 555нм (желто-зеленого цвета).

Свет имеет различные физические характеристики.

Световой поток Ф – это часть лучистогопотока, ко­торая воспринимается зрением человека как свет (измеряется в люменах [лм]). Это световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле в 1стерадиан (телесный угол, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную квадрату ее радиуса) при силе света 1кандела (единица силы света)).

Сила света - световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану [кд - кандела].

Освещенность (Е): распределение светового потока (Ф) на поверхности площадью S.

Е=Ф/S [лк=лм/м²]

Освещенность (Е) измеряют в люксах [лк] – это освещенность поверхности S=1м световым потоком Ф=1лм.

С точки зрения гигиены труда освещенность имеет существенное значение, т.к. по ней нормируются условия освещения в производственных помещениях и рассчитываются осветительные установки. В физиологии зрительного восприятия важен также уровень яркости освещаемых производственных и других объектов, которая отражается от освещаемой поверхности в направлении глаза. Яркость зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается, измеряется в нитах [нт]. Частые изменения уровней яркости приводят к снижению зрительных функций, развитию переутомления вследствие переадаптации глаза, а зрительное утомление приводит к снижению зрительной и общей работоспособности (Адаптации: световые – при повышении яркостей в поле зрения происходит быстро, в течение 5-10 мин.; темновые – приспособление глаза к низким уровням яркости, в течение 0,5-2часов).

Яркость поверхности L — отношение силы света, излучаемого в рассматриваемом направлении, к площа­ди светящейся поверхности, кд/м²:

Коэффициент отражения р определяется как отноше­ние отраженного от поверхности светового потока Ф _отр к падающему на нее световому потоку Ф _пад

К основным качественным показателям освещения от­носятся: фон, контраст объекта с фоном, видимость, по­казатель ослепленности и дискомфорта, коэффициент пульсации.

Фон — поверхность, прилегающая непосредственно к объекту,на которой он рассматривается.

Видимость — способность глаза человека воспринимать объектпри освещенности от 0,1 до 100 000 лк.

Показатель ослепленности — критерий оценки сле­пящего действия, создаваемого осветительной уста­новкой.

Основная задача освещения на производстве — соз­дание наилучших условий для видения. Эту задачу воз­можно решить только осветительной системой, отвеча­ющей следующим требованиям: освещенность на рабочем месте должна соответство­вать - характеру зрительной работы, который определяет­ся тремя параметрами: объектом различения — наимень­шим размером рассматриваемого объекта (при работе с приборами — толщина линии градуировки шкалы, при чертежных работах — толщина самой тонкой ли­нии на чертеже и т. п.); фоном — при r > 0,4 фон счи­тается светлым, при r == 0,2...0,4 — средним и при r <0,2 — темным; контрастом объекта с фоном

где L_o и L_ф — яркость соответственно объекта и фона (при К> 0,5 контраст большой, при К = 0,2... 0,5 — средний, при К <0,2 ~-малый);

Кроме того, необходимо обеспечить достаточно равномерное рас­пределение яркости на рабочей поверхности. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени; в поле зрения не должно быть прямой и отраженной блескости (повышенной яркости светящихся поверхно­стей, вызывающей ослепление); величина освещенности должна бытьпостояннойво времени; следует выбирать оптимальную направленность светового потока и необходимый спектральный состав света; все элементы осветительных установок должны быть долговечными, электро- и пожаробезопасными; установка должна быть удобной и простой в эксплуатации, отвечать требованиям эстетики.

Гигиенические требования к производственному освещению. К этим требованиям относят:

· Равномерное распределение яркостей в поле зрения и ограничение теней

· Ограничение прямой и отраженной блескости (от источников света и зеркальных поверхностей)

· Ограничение или устранение колебаний светового потока

Особенно опасны для зрения движущиеся тени, которые заставляют глаз часто переадаптироваться, что ведет к утомлению и последующему ухудшению зрения.

Существует 3 вида освещения:

· Естественное (источник - Солнце) - ЕО

· Искусственное (только искусственные источники) - ИО

· Смешанное (ЕО+ИО)

Естественное освещение – это освещение помещений светом неба – прямым или отраженным, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Создается прямыми солнечными лучами и диффузным светом неба (солнечные лучи, рассеянные атмосферой).

ЕО – биологически наиболее ценный вид освещения, к которому максимально приспособлен глаз человека. Оно обладает высокой интенсивностью светового потока и благоприятным спектральным составом, сочетающим равномерное распределение энергии в области видимого, ультрафиолетового и инфракрасного видов излучений. ЕО благоприятно влияет на психофизиологическое состояние человека.

В помещениях используют:

· Боковое ЕО (через световые проемы в наружных стенах)

· Верхнее ЕО (через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания)

· Комбинированное (верхнее ЕО + боковое ЕО)

ЕО верхним или комбинированным светом обеспечивает большую равномерность уровня освещенности, чем боковое (т.к. в глубине помещения может быть недостаток света). Однако во многих случаях применение только ЕО недопустимо (снижение ЕО из-за загрязнения воздуха, облачности, природных явлений). Поэтому используют совмещенное освещение – сочетание ИО и ЕО. ИО в системе совмещенного может функционировать постоянно или включаться с наступлением сумерек.

Нормативы ЕО. Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года, метеорологических факторов. Поэтому естественное освещение невозможно количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная вели­чина ¾ коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах от­ношение освещенности в данной точке внутри помещения Е _в к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е _н, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

КЕО=(Ев/Ен)*100%

На величину КЕО влияют размер и конфигурация помещения, размеры и расположение светопроемов, отражающая способность внутренних поверхностей помещения и затеняющих его объектов. Нормы КЕО есть в СНиП, например, в бытовых помещениях этот показатель не должен быть ниже 25%.

Естественное освещение в помещениях регламентируетсянормами СНиП. При боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО, в помещениях с верхним и комбинированным осве­щением среднее значение. Например, для помещений, где хранятся автомобили, машины, механизмы и другое оборудование, КЕО принимают: при верхнем, комбини­рованном и боковом освещении в среднем — 0,5 %; для помещений, предназначенных для технического обслу­живания и ремонтов автомобилей и других машин, при верхнем и комбинированном освещении — в среднем 3 %, а при боковом — не менее 1 %. Минимальный КЕО в зависимости от точности работы при верхнем и комби­нированном освещении нормируется в пределах от 10 до 2 %, а при боковом освещении от 3,5 до 0,5 %. По данным измерений определяют КЕО в характерных точ­ках помещения и делают выводы о соответствии или не­соответствии их требуемым нормам.

Расчет естественного освещения при боковом освеще­нии сводится к определению суммарной площади окон SF, м²:

где S _п — площадь пола, м²; е _н — нормированное значе­ние КЕО; h₀ световая характеристика окон; К. — ко­эффициент, учитывающий затенение окон соседними зданиями (К = 1...1,7); t_o — общий коэффициент светопропускания оконного проема с учетом затенения (t_o = 0,15...0,6); r₁ — коэффициент, учитывающий отраже­ние света от внутренних поверхностей помещений (r₁= 1...10).

Если работа связана с повышенной опасностью травматизма или напряженная зрительная работа выполняется в течение всего рабочего дня, то нормы освещенности повышаются на одну ступень согласно шкале освещенности (см.п.1.3.СНиП).

В помещениях, где выполняют работу малой и очень малой точности, при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания, нормы освещенности снижаются на одну ступень.

Искусственное освещение осуществляется лампами накаливания и газоразрядными лампами. В современных городах в связи с теснотой застроек является преобладающим, а в безоконных помещениях единственным. В настоящее время разработаны осветительные установки, которые по яркости, характеру, спектру излучаемого света приближаются к дневному, что позволяет дополнять недостаток ЕО искусственным «дневным» светом.

По функциональному назначению ИО подразделяют на рабочее, аварийное, эвакуа­ционное, охранное, дежурное. Рабочее освещение обеспе­чивает зрительные условия нормальнойработы, про­хода людей и движения транспорта. Аварийное освещение устраивают для продолжения работы при внезапном отключении рабочего освещения. При этом нормируемая освещенность должна составлять 5 % от рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территориипредприятий, Эвакуационное освещение предусматривается дляэвакуации людей из помещений при авариях в местах, опасных для прохода людей, на лест­ничных клетках (должно быть в помещенияхне менее 0,5,а на открытых территориях— не менее 0,2 лк). Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.

На производстве применяют общее и местное освещение. Общее освещение – освещение, при котором светильники располагаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Местное освещение – дополнительное к общему, создаваемое светильником, концентрирующим световой поток непосредственно на рабочих местах; местное освещение без общего не применяется.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая све­тильниками общего освещения, должна составлять 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. Для общего освещения в системе комбини­рованного рекомендуется применять газоразрядные лам­пы независимо от типа источника света местного освеще­ния. Неравномерность освещенности, создаваемая све­тильниками общего освещения в зоне расположения рабочих мест, должна быть как можно меньше. Освеще­ние не должно вызывать ослепленности. Показатель ослепленности р служит для оценки слепящего действия осветительной установки и подсчитывается по выражению

где w — коэффициент ослепленности.

Для предотвращения ослепленности светильник мест­ного освещения должен иметь глубокие отражателииз непросвечивающего материала или из стекла молочного цвета. Защитный угол у отражателя (рис. 10), показы­вающий меру прикрытия ярких частей лампы (нити нака­ла) от глаз, должен быть не менее 30°.

Ограничение слепимости достигается соблюдением ус­ловия; отношение осевой силы света прожектора I ₀, кд, к квадрату высоты установки H, м, не должно превы­шать 300, то есть I ₀/Н² £ 300, откуда

Минимальная освещенность устанавливается по ха­рактеристике зрительной работы с наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и ха­рактеристикой фона. Различают 8 разрядов и 4 полраз­ряда работ s зависимости от степени зрительного напря­жения.

К I разряду относятся зрительные работы наивысшей точности (минимальный размер объекта различения 6 < < 0,15 мм); к IV — работы очень малой точности (б > > 5 мм); к VII разряду отнесены работы со светящимися/ материалами и изделиями в горячих цехах; к VIII — ра­боты, связанные с общим наблюдением за ходом произ­водственного процесса с постоянным или периодическим присутствием людей. Для первых пяти разрядов (I—V), имеющих по четыре подразряда (а, б, в, г), нормируемые значения освещенности зависят не только от минималь­ногоразмера объекта различения,но и от контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Наибольшая нормируемая освещенность составляет 5000 лк (разряд 1а), наименьшая — 30 лк (разряд VIII в). При условиях, затрудняющих или облегчающих длительнуюработу, повышающих опасность травматизма илитребующих улучшения санитарных условий, уровни нормируемой освещенности должны быть повышены или понижены. Для первых четырех разрядов рекомендуется использовать комбинированную систему освещенности. Для исключения неравномерности освещенности отношение максимальной освещенности к мини­мальнойне должно превышать для работ I—III разря­дов при люминесцентных лампах 1,5 и при других — 2;для работ IV—VII разрядов — соответственно 1,8 и 3.

Источники искусственного света – лампы накаливания и люминесцентные лампы. В настоящее время в производстве чаще используют люминесцентные лампы, т.к. по спектру излучения они ближе к естественному освещению. Лампы накаливания применяются при местном освещении, т.к. люминесцентные могут вызвать стробоскопический эффект, и при аварийном (для эвакуации из помещения при аварийном отключении раб. освещения), в этом случае для них применяется автономное питание электроэнергией.

Дата добавления: 2014-01-03