ТЕМА 9 - Виробниче освітлення

1. Загальна характеристика освітлення

Серед чинників зовнішнього середовища, що впливають на організм людини в процесі праці, світло займає одне з перших місць. Адже відомо, що майже 90% всієї інформації про довкілля людина одержує через органи зору. Під час здійснення будь-якої трудової діяльності втомлюваність очей, в основному, залежить від напру­женості процесів, що супроводжують зорове сприйняття.

Світло впливає не лише на функцію органів зору, a й на діяльність організму в цілому. При поганому освітленні людина швидко втомлюється, працює менш про­дуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Згідно із статистичними даними, до 5% травм можна пояснити недостатнім або нераціо­нальним освітленням, a в 20% воно сприяло виникненню травм. Врешті, погане освітлення може призвести до професійних захворювань, наприклад, таких як робоча міопія (короткозорість, спазм акомодації).

Для створення оптимальних умов зорової роботи слід враховувати не лише кількість та якість освітлення, a й кольорове оточення. Нерівномірність освітлення та неоднакова яскравість навколишніх предметів призво­дять до частої переадаптації очей під час виконання роботи і до швидкої втоми органів зору. Тому поверхні, що добре освітлюються і знахо­дяться в полі зору, краще фарбувати в кольори середньої світлості, коефіцієнт відбит­тя яких знаходиться в межах 0,3-0,6, і щоб вони мали матову або напівма­тову поверхню.

2. Кількісні та якісні показники освітлення

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками.

2.1 Кількісні показники освітлення

До основних кількісних показників належать: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість.

Світловий потік (Ф) - це потужність світлового видимого випромінювання, що оцінюється оком людини за світловим відчуттям. Одиницею світлового потоку є люмен (лм) - світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан (рис. 2). Під стерадіаном розуміють тілесний кут у центрі сфери, який вирізає на її поверхні. ділянку площі, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Рис. 2. - Схема, що пояснює деякі основні світлотехнічні одиниці

Сила світла (І) - це величина, що визначається відношенням світлового потоку (Ф) до тілесного кута (ω), в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється:

І = Ф/ ω.

За одиницю с или світла прийнята кандела (кд) - сила світла точкового джере­ла, що випромінює світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан.

Яскравість (В) - визначається як відношення сили світла, що випромінюєть­ся елементом поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, що світиться:

В = І /(Scosα),

де І - сила світла, що випромінюється поверхнею в заданому напрямку;

S - площа поверхні;

α - кут між нормаллю до елемента поверхні S і напрямком, для якого визнача­ється яскравість.

Одиницею яскравості є ніт (нт) - яскравість поверхні, що світиться і від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 канделу з 1 м².

Освітленість (Е) - відношення світлового потоку (Ф), що падає на елемент поверхні, до площі цього елементу (S):

Е = Ф/S

За одиницю освітленості прийнято люкс (лк) - рівень освітленості поверхні площею 1 м², на яку падає рівномірно розподіляючись, світловий потік в 1 люмен.

2.2 Якісні показники освітлення

До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об'єктом і фоном, видимість.

Фон - поверхня, що безпосередньо прилягає до об’єкта розпізнавання, на якій він розглядається. Фон характеризується коефіцієнтом відбиття поверхні ρ, який являє собою відношення світлового потоку, що відбивається від поверхні, до світлового потоку, що падає на неї. Фон вважається світлим при ρ > 0,4, середнім - при р = 0,2-0,4 і темним, якщо р < 0,2.

Контраст між об’єктом і фоном характеризується співвідношенням яскравостей об’єкта розпізнавання (крапка, лінія, знак та інші елементи, що потребують розпізнавання в процесі роботи) та фону. Контраст між об’єктом і фоном визначається за формулою:

k = (В_о - В_ф) / В_ф,

де В_о та В_ф- відповідно яскравості об’єкта і фону, нт.

Контраст вважається великим при k > 0,5, середнім - при k= 0,2 - 0,5 та малим - при k < 0,2.

Видимість(υ) - характеризує здатність ока сприймати об’єкт. Видимість за­лежить від освітленості, розміру об’єкта розпізнавання, його яскравості, контрасту між об’єктом і фоном, тривалості експозиції:

х = k /k_пор,

де k - контраст між об’єктом і фоном;

k_пор - пороговий контраст, тобто найменший контраст, що розрізняється оком при даних умовах.

2.3 Виробниче вимірювання освітленості

Для вимірювання світлотехнічних величин застосовують люксметри, фотометри, вимірювачі видимості тощо.

У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць та загальної освітленості приміщень використовують люксметри типів Ю-116, Ю-117, універ­сальний портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЭС 0693, фотометр типу 1105 фірми «Брюль і К'єр». Робота цих приладів базується на явищі фотоелектричного ефекту - перетворенні світлової енергії в електричну,

3. Види виробничого освітлення

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути: природним, що створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу; штуч­ним, що створюється електричними джерелами світла та суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення поділяється на: бокове (одно- або двостороннє), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах; верхнє, здійснюване через ліхтарі та отвори в дахах і перекриттях; комбіноване - поєднання верхнього та бокового освітлення.

Штучне освітлення може бути загальним та комбінованим. Загальним нази­вають освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Ком­біноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосову­вати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний в процесі роботи напрямок світла. Місцеве освітлення створюється світиль­никами, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосу­вання лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних захворювань.

4. Природне освітлення

Природне освітлення має важливе фізіолого-гігієнічне значення для працюю­чих. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому. Сонячне випромінюван­ня зігріває та знезаражує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб (наприклад, вірусу грипу). Окрім того, природне світло має і психологічну дію, створю­ючи в приміщенні для працівників відчуття безпосереднього зв'язку з довкіллям.

Природному освітленню властиві й недоліки: воно непостійне в різні періоди доби та року, в різну погоду; нерівномірно розподіляється по площі виробничого приміщення (рис. 3); при незадовільній його організації може викликати засліп­лення органів зору.

Рис. 3 - Криві розділу освітленості в приміщеннях при різних видах природного освітлення: а- односторонньому боковому; б - двосторонньому боковому; в- верхньому; г - комбінованому

На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають на­ступні чинники: світловий клімат; площа та орієнтація світлових отворів; ступінь чистоти скла в світлових отворах; пофарбування стін та стелі приміщення; глибина приміщення; наявність предметів, що заступають вікно як із середини, так і ззовні приміщення.

Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня, кількісна оцінка цього виду освітлення проводиться за відносним показником - коефіцієнтом природного освітлення (КПО):

,

де Е_вн - освітленість у даній точці всередині приміщення, що створюється безпо­середнім чи відбитим світлом неба;

Е_зовн - освітленість горизонтальної поверхні, що створюється в той самий час ззовні світлом повністю відкритого небосхилу.

Нормовані значення КПО визначаються "Будівельними нормами і правилами" (СНиП 11-4-79). В основі визначення КПО покладено розмір об’єкта розпізнавання, під яким розуміють предмет, що розглядається або ж його частину, а також дефект, який потрібно виявити.

Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових отво­рів (вікон, ліхтарів) відповідного до нормованого значення КПО.

Розрахунок площі вікон при боковому освітленні проводиться за допомогою наступного співвідношення

,

де S_в- площа вікон;

S_n- площа підлоги приміщення;

е_Н- нормоване значення КПО;

k_з- коефіцієнт запасу;

η_В- світлова характеристика вікон;

k_буд - коефіцієнт, що враховує затінення вікон протилежними будівлями;

τ - загальний коефіцієнт світло пропускання;

r- коефіцієнт, що враховує підвищення KПO завдяки світлу, відбитому від повер­хонь приміщення та поверхневого шару, що прилягає до будівлі (земля, трава тощо).

5. Штучне освітлення

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Робоче освітлення призначене для забезпечення виробничого процесу, перемі­щення людей, руху транспорту і є обов'язковим для всіх виробничих приміщень.

Аварійне освітлення використовується для продовження роботи у випадках, коли раптове вимкнення робочого освітлення та пов'язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання може викликати вибух, пожежу, отруєння людей, пору­шення технологічного процесу тощо. Мінімальна освітленість робочих поверхонь при аварійному освітленні повинна складати 5% від нормованої освітленості робочого освітлення, але не менше 2 лк.

Евакуаційне освітлення призначене для забезпечення евакуації людей з примі­щень при аварійному вимкненні робочого освітлення. Його необхідно влаштовувати: в місцях, небезпечних для проходу людей; в приміщеннях допоміжних будівель, де можуть одночасно знаходитись більше 100 чоловік; у проходах; на сходових клітках; у виробничих приміщеннях, в яких працює більше 50 чоловік. Мінімальна освітле­ність на підлозі основних проходів та на сходах при евакуаційному освітленні повин­на бути не менше 0,5 лк, а на відкритих майданчиках - не менше 0,2 лк.

Охоронне освітлення влаштовується вздовж меж території, яка охороняється в нічний час спеціальним персоналом. Найменша освітленість повинна бути 0,5 лк на рівні землі.

Чергове освітлення передбачається у неробочий час, при цьому, як правило, ви­користовують частину світильників інших видів штучного освітлення.

Штучне освітлення передбачене у всіх виробничих та побутових приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення приміщень у темний період доби. При забезпеченні штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.

Найменша освітленість робочої поверхні у виробничих приміщеннях регламентується СНиП II-4-79 і визначається в основному, характеристикою зорової роботи. За цією характеристикою роботи поділяються на роботи високої, середньої, малої точності та загальне спостереження за ходом виробничого процесу. Вибір точності робіт роблять згідно з величиною найменшого розміру об’єкта розпізнання.

B СНиП ІІ-4-79 вісім розрядів зорової роботи, із яких перші шість характери­зуються розмірами об'єкта розпізнавання. Для I - V розрядів, які окрім того мають ще й по чотири підрозряди (a, б, в, г), нормовані значення залежать не тільки від най­меншого розміру об'єкта розпізнавання, але і від контрасту об'єкта з фоном та харак­теристики фону. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк (розряд Іа), a найменша - 30 лк (розряд VІІІв).

Таблиця 2

Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень
(витяг з «Будівельних норм і правил» - СНиП 11-4-79)

6. Джерела штучного освітлення

Як джерела штучного освітлення широко використовуються лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Дата добавления: 2014-01-05