Промислове освітлення

Утворення виробничого освітлення робочих місць, одне з питань охорони праці. При поганому освітленні різко знижується продуктивність праці, можливі нещасні випадки, поява короткозорості, швидка стомлюваність.

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути трьох видів: природне, штучне і суміщене.

Рисунок 12.1 – Освітлення

а) Тілесний кут w – 1 стерадіан,

б) Площа S= 1м²,

в) Сила світла І –1 кандела,

г) освітленість площі Е – 1 люкс,

д) світловий потік Ø – 1 люмен.

Освітленість характеризується кількісними і якісними показниками. До кількісних показників належать: світловий потік, сила світла, освітленість, яскравість.

Світловий потік Ф – це частина променистого потока, котра сприймається зором людини як світло (вимірюється в люменах – ПМ).

Сила світла І – величина, що оцінює просторову густину світлового потоку і є відношенням потоку dФ до тілесного кута dw, в межах якого світловий потік розповсюджується:

(12.1)

За одиницю сили світла прийнята кандела. Освітленість Е – поверхнева густина світлового потоку є відношенням світлового потоку dS, до площі цього елементу:

(12.2)

За одиницю освітленості прийнятий люкс (ЛК) – при світловому потоці в 1м на площі в 1м².

Яскравість поверхні L – відношення сили світла, випромінюваного в даному напрямі, до площі поверхні, що світиться, кд/м².

(12.3)

Коефіцієнт віддзеркалення η визначається як відношення відображеного від поверхні світлового потоку Ф_отр до падаючого на неї світлового потоку Ф_пад:

(12.4)

До основних якісних показників освітлення належать фон, контраст об'єкту з фоном, видимість, показник засліпленості і дискомфорту, коефіцієнт пульсації.

Ф_он – поверхня, прилегла безпосередньо до об'єкту, на якій він розглядається.

Бачимость – це здатність людського ока сприймати об'єкт при освітленості від 0,1 до 100000 ЛК.

Показник осліпленності – критерій оцінки сліпучої дії, створюваною освітлювальною установкою.

Освітленість на робочому місці повинна відповідати характеру зорової роботи, яка визначається трьома параметрами6 об'єктом відмінність якнайменшим розміром даного об'єкту; фоном при S = 0,4, фон вважається світлим, при ρ = 0,2-0,4 – середнім і при S ‹ 0,2 – темним, контрастом об'єкту з фоном:

(12.5)

де L₀ і L_ф – відповідно об'єкту і фону (при К = 0,5 контраст великий, при К = 0,2-0,5 середній, при К ‹ 0,2 малий).

Природним освітленням приміщень називається освітлення світлом неба (прямим або відображеним), проникаючим через світлові отвори в зовнішніх захищаючих конструкціях. Природне освітлення виробничих приміщень може бути бічним (через світлові отвори в зовнішніх стінах), верхнім (через ліхтарі, світлові отвори в покритті, а також через отвори в стінах в місцях перепаду висот будівлі) і комбінованим (при поєднанні верхнього і бічного природного освітлення).

Природне освітлення оцінюється коефіцієнтом природної освітленості, рівному відношенню природної освітленості на робочому місці до природної зовнішньої горизонтальної освітленості:

(12.6)

де Е_В – освітленість, створювана в деякій точці усередині приміщення світлом неба, ЛК;

Е_Н – одночасне з Е_В значення зовнішньої горизонтальної освітленості, створюваної світлом повністю відкритого небозводу, ЛК.

КЕО (Е) приймають, при верхньому комбінованому і бічному освітленні в середньому – 0,5%, для приміщень, призначених для технічного обслуговування і ремонту автомобілів, при верхньому і комбінованому освітленні – 3%, при бічному – не менше 1%.

Природне освітлення в приміщеннях регламентується нормами СНІП II- 4-79. Нормування значень КЕО(Е_Н) визначається по таблиці з урахуванням характеру зорової роботи (8 розрядів I-VIII) системи освітлення, району розташування будівлі підприємства на території України, слід уточнювати за формулою:

(12.7)

де m – коефіцієнт світлового клімату (південь України –V пояс, m = 0,8, північ України – IV пояс, m =0,9);

С – коефіцієнт сонячності клімату, визначуваний по нормативних таблицях залежно від орієнтації будівлі щодо сторін світу (С = 0,65-1).

Площу отворів для освітлення природного бічного освітлення знаходять за формулою:

(12.8)

а площа отворів при верхньому освітленні

(12.9)

де S_п – площа підлоги приміщення, м²;

Е_Н – нормоване значення коефіцієнта природної освітленості;

h₀ і h_ф – світлові характеристики бічних і верхніх отворів;

τ₀ – загальний коефіцієнт світлопропускання;

τ₁ і τ₃ – коефіцієнти, що враховують відображення світла при бічному і верхньому освітленнях відповідно;

К_ф – коефіцієнт, що враховує тип ліхтаря.

Значення світлової характеристики при бічному освітленні, змінюється від 6,5 до 66 і залежить від відношення довжини приміщення до його глибини і від відношення глибини приміщення до його висоти.

Значення світлової характеристики ліхтарів h_ф змінюється від 3,4 до 16 і залежить від кількості отворів і відношення висоти приміщення до ширини прольоту, а також відношення довжини приміщення до ширини прольоту.

Значення коефіцієнта ι₁ і ι₃ вибирають також по таблицях СНІП II-4-79.

Межа змінності коефіцієнта запасу, τ₀-коефіцієнт світлопропускання:

(12.10)

де τ₁ = 0,5-0,9 – коефіцієнт світлопропускання матеріалу;

τ₂ = 0,5-0,9 – коефіцієнт, що враховує втрати світла в палітурках світлового отвору;

τ₃ = 0,8-0,9 – коефіцієнт, що враховує втрати світла в несучих конструкціях;

τ₄ = 0,6-1 – коефіцієнт, що враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях;

τ₅ = 0,9 – коефіцієнт, що враховує втрати світла в захисній сітці, встановленій під ліхтарями.

Будівельні майданчики і ділянки робіт повинні мати загальну рівномірну освітленість не менше 2 ЛК. Автомобільні дороги на будівельних майданчиках при інтенсивності руху в обох напрямах більше 400 авт/год. повинні мати освітленість 3 ЛК, при інтенсивності руху 200-400 авт/год. – 1 ЛК, при інтенсивності менше 200 авт/год. – 0,5 ЛК.

Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих і побутових приміщеннях, де недосить природного світла, а також для освітлення приміщень в нічний час.

За функціональним призначенням штучне освітлення підрозділяють на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове. Робоче освітлення забезпечує зорові умови нормальної роботи, проходу людей і рух транспорту. Аварійне освітлення влаштовують для продовження роботи при раптовому відключенні робочого освітлення. При цьому, нормалізуюча освітленість повинна складати 5% від робочого освітлення, але не менше 2 ЛК усередині будівлі і не менше 1 ЛК для території підприємства. Евакуаційне освітлення передбачається для евакуації людей, на сходових клітках (повинно бути в приміщеннях не менше 0,5, а на відкритих територіях не менше 0,2 ЛК). Для охоронного освітлення майданчиків підприємств і чергового освітлення приміщень виділяють частину світильників робочого або аварійного освітлення.

Джерел світла приймають як газорозрядні лампи або лампи розжарювання. По розподілу світлового потоку в просторі розрізняють світильники прямого, розсіяного і відображеного світла, а по конструктивному виконанню світильники відкриті, закриті, захищені, пилонепроникні, вологозахисні, вибухозахисні, вибухобезпечні. За призначенням світильники діляться на світильники загального і місцевого освітлення. Освітлення не повинне викликати засліплень. Показник засліплення Р служить для оцінки сліпучої дії освітлювальної установки і підраховується по виразу:

(12.11)

де w – коефіцієнт засліпленості.

Обмеження засліпленості досягається дотриманням умови: відношення осьової сили світла прожектора І₀ кд, до квадрата висоти установки Н1 м; не повинне перевищувати 300, тобто І₀ / Н² · 300, звідки

(12.12)

Розрізняють 8 розрядів і 4 підрозряди залежно від ступеня зорової напруги.

Наприклад, до I розряду належать зорові роботи щонайвищої точності (δ ‹ 0,15 мм), до ІV – роботи дуже малої точності (δ = 5 мм), до VII розряду віднесені роботи з матеріалами, що світяться, і виробами в гарячих цехах; до VIII – роботи, пов'язані із загальним спостереженням за ходом виробничого процесу з постійною або періодичною присутністю людей. Найбільша нормована освітленість складає 5000 ЛК (розряд I а), якнайменша 30 ЛК (розряд VIII в).

При проектуванні освітлювальної установки вибирається тип джерела світла – рекомендуються газорозрядні лампи, за винятком місць, де температура повітря може бути менше +5 ⁰С і напруга в мережі падати нижче 90% номінального, а також місцевого освітлення (у цих випадках застосовують лампи розжарювання).

Для розрахунку рівномірного освітлення при горизонтальній робочій поверхні основним є метод світлового потоку (коефіцієнт використовування), що враховує світловий потік, віддзеркалень від стелі і стін. Світловий потік лампи Ф_л, ЛМ, при лампах розжарювання або світловий потік групи ламп світильника при люмінесцентних лампах розраховують за формулою:

(12.13)

де Е_н – нормована мінімальна освітленість, ЛК,

S – площа освітлюваного приміщення, м²;

Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,1-1,5);

К – коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості через забруднення і старіння лампи (К = 1,2-1,7);

N –кількістьсвітильників;

n – кількість ламп в світильнику;

η – коефіцієнт використовування освітлювальної установки (η = 0,2 – 0,7) значення η визначають залежно від показника приміщення

(12.14)

де А і В – довжина і ширина приміщення, м;

Н_р – висота світильників над робочою поверхнею, м.

Підрахувавши світловий потік лампи Фл по таблиці підбирають найближчу стандартну лампу і визначають електричну потужність всієї освітлювальної установки.

Метод питомої потужності є найпростішим, тому його застосовують тільки при орієнтовних розрахунках. Цей метод дозволяє визначити потужність кожної лампи Р_л, Вт, для створення в приміщенні нормованої освітленості:

(12.15)

де Р – питома потужність, Вт/м² (приймається з довідника для приміщень даної галузі);

S – площа приміщення, м²;

n –кількість ламп в освітлювальній установці.

Точний метод застосовують для розрахунку локалізованого і комбінованого освітлення, освітлення похилих і вертикальних площин. У основу встановлене рівняння:

(12.16)

де J_а – сила світла від джерела на дану точку робочої поверхні, кд;

ι – відстань від світильника до розрахункової точки, тобто падіння між променем і перпендикуляром до освітлюваної поверхні.

Для практичного використовування у формулу підставляють коефіцієнт запасу і значення звідки Е:

(12.17)

Дані про розподіл сили світла J_а наводяться в світлотехнічних довідниках.

Для штучного освітлення приміщень передбачаються газорозрядні лампи низького і високого тиску (люмінесцентні, ДРЛ, металогалогенні, натрієві).

Газорозрядні лампи в порівнянні з лампами розжарювання переважно з тієї причини, що в спектрі ламп розжарювання переважає жовте проміння і мало проміння фіолетової зони. Крім того у газорозрядних ламп коефіцієнт корисної дії в 5-6 разів вищий, ніж у ламп розжарювання.

У дорожньому будівництві освітлювальні установки обладнують лампами розжарювання (загального застосування, прожекторними галогенними), ртутними газорозрядними лампами високого тиску ДРЛ, ДРН, ксеоновими лампами типу ДКсТ, натрієвими лампами високого тиску НЛВД.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Основні світлотехнічні величини.

2. Види і системи освітлення.

3. Вимоги до виробничого освітлення.

4. Природне освітлення.

5. Штучне освітлення.

6. Розрахунок штучного освітлення.

7. Розрахунок природного освітлення.

Дата добавления: 2014-01-06