Основні теоретичні положення

Мета роботи

1. Доповнити і систематизувати знання про гігієнічне значення освітлення серед інших виробничих чинників, які визначають умови роботи працівників АПК.

2. Навчитися контролювати параметри освітлення у виробничих приміщеннях та оцінювати їх відповідність нормативним величинам.

1. Значення виробничого освітлення і принципи його нормування

Світло є однією з найважливіших умов існування людини. Впливаючи на стан її організму, правильно організоване освітлення стимулює активний перебіг процесів вищої нервової діяльності та підвищує працездатність. За недостатнього освітлення працівник виконує роботу менш продуктивно, швидко втомлюється, зростає ймовірність помилкових дій, що призводить до травм та інших нещасних випадків. Виробничі травми можуть бути спричинені через професійні хвороби, наприклад, робочу міопію (короткозорість).

Залежно від довжини хвилі світло може збуджувати людину (оранжево-червоне) або її заспокоювати (жовто-зелене), тобто спектральний склад світла впливає на продуктивність праці. Дослідження свідчать, що останнє за червоного та оранжевого освітлення знижується майже на 25% порівняно з умовами природного освітлення.

Через зоровий аналізатор людина отримує понад 80% усієї інформації, яка потрапляє до неї через органи чуття. До просторових характеристик зору належать гострота та поле зору, об’єм зорового сприйняття.

Гострота зору - це здатність виокремити дві максимально наближені точки. Лінії, проведені через ці точки до місця їх перетину в оці, утворюють кут, нижня межа значення якого для людини дорівнює одній кутовій хвилині. Однак для кращого зорового сприйняття цей кут має бути збільшений у 35 – 40 разів, тобто предмет має розташовуватися у стільки ж разів ближче тієї відстані, на якій відбулося його початкове розрізнення.

Поле зору характеризує здатність людини бачити розташовані прямо перед нею предмети. У полі зору виділяють зону центрального зору (4 – 7°), в якій предмети людина сприймає найбільш чітко; зону ясного бачення (до 40 – 70°), в якій людина розпізнає основні ознаки (колір, форму, розміри тощо) предметів; зону периферичного зору (до 150 – 170°), в якій предмет уже не розпізнається, але виявляється.

Об’єм зорового сприйняття визначає кількість предметів, які людина сприймає впродовж однієї зорової фіксації.

До ергономічних характеристик зору належать його енергетичні властивості, що забезпечують розрізнення предметів залежно від їх яскравості, контрастності та кольору.

Чутливість ока до довжини світлових хвиль визначає кольоросприймання. Діапазон виявлення людиною електромагнітних хвиль як кольорових сигналів перебуває в межах 380 – 780 нм. Ледь помітне змінення колірного відчуття (диференційний поріг колірної чутливості) для окремих кольорів (жовтий, блакитний) можна досягти варіюванням довжини електромагнітної хвилі в межах 1 – 2 нм.

Якість кольоросприймання значною мірою залежить від положення об’єкта в полі зору, оскільки для кожного кольору характерна певна зона оптимального розпізнавання. Для червоного та зеленого кольорів ця зона перебуває в межах 45° по вертикалі та 60° по горизонталі, для синього – відповідно 80 та 100°, для жовтого – 95 та 120°.

На відстань видимості об’єктів впливають кольори фону та об’єкта. За ступенем зменшення далекості видимості на тлі природних умов (блакитне небо, сіра земля, зелений ліс, жовтий пісок, білий сніг) кольори можна розмістити у такий ряд: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, білий. Це необхідно враховувати, підбираючи колір фарбування для рухомих механізмів, спецодягу тощо. Найкраще людина бачить предмети, якщо кольори фону та об’єкта розрізнення контрастні. Згідно зі ступенем ослаблення розпізнавання контрастні пари кольорів розташовують так: синій - білий, зелений - білий, червоний - жовтий, червоний - білий, оранжевий - чорний, червоний - зелений.

Під час спостереження зорове сприйняття кольорів фону та об’єкта може призвести до спотворення розмірів і кольору об’єкта. Найбільш точно розміри і колір об’єкта людина сприймає у разі співвідношення площ об’єкта і фону як 1:2. Цю обставину враховують, розробляючи знаки безпеки та пристрої зорової сигналізації. Насичені кольори привертають увагу і можуть використовуватися для поліпшення загального вигляду виробничого приміщення, розпізнавання окремих деталей на пульті керування тощо.

Гострота зору та кольоросприймання працівником залежать від тривалості дії сигналу, що потрібно враховувати в ергономічному улаштуванні робочих місць на підприємствах АПК. Сприйняття людиною рухомих об’єктів також тісно пов’язане з часовими характеристиками зорового аналізатора і. Для безпечної роботи людини з такими об’єктами велике значення має вміння правильно оцінювати швидкість їх переміщення.

Рівень освітлення робочих поверхонь у виробничих приміщеннях має задовольняти такі основні умови:

- відповідність гігієнічним нормативам, установленим для цього виду роботи;

- рівномірність та усталеність рівня освітленості в приміщенні, відсутність раптових контрастів між освітленістю робочої поверхні та навколишнього простору;

- у полі зору працівника джерела світла та інші предмети не мають створювати блиску;

- використовуване штучне освітлення за своїм спектральним складом має наближатися до природного.

Світлотехнічні одиниці кількісно характеризують вплив світлового проміння на очі людини. До них належать такі кількісні показники: світловий потік, сила світла, освітленість, яскравість поверхні, коефіцієнти світловідбиття, світлопропускання та світлопоглинання.

Світловий потік Ф – це потік світлового проміння, яке випромінює джерело освітлення. Одиниця світлового потоку – люмен [лм].

Сила світла І – просторова щільність світлового потоку – визначається відношенням світлового потоку Ф до тілесного кута ω, в якому він поширюється

І = Ф/ω. (1)

Одиниця сили світла – кандела [кд].

Тілесний кут ω – частина простору сфери, обмежена конусом, що спирається на поверхню сфери, з вершиною в її центрі. За одиницю тілесного кута взято стерадіан [ср].

Освітленість Е – це поверхнева щільність світлового потоку, що припадає на одиницю освітленої площі. За рівномірного розподілу світлового потоку Ф, перпендикулярного освітлюваній поверхні S, освітлюваність визначають за формулою

Е = Ф/ S. (2)

Одиниця освітленості – люкс [лк]

Яскравість поверхні В – це поверхнева щільність сили світла, яку визначають як відношення сили світла І, випромінюваного поверхнею S у напрямку під кутом α до нормалі поверхні

В = І/(S· соsα). (3)

Яскравість освітленої поверхні оцінюють у нітах (1 нт = кд/м²). Поверхні, яскравість яких однакова в усіх напрямах, називають дифузійними.

Здатність освітленої поверхні відбивати, поглинати і пропускати світло оцінюють коефіцієнтами відбиття α_с, пропускання β_с та поглинання γ_с, тобто (α_с + β_с + γс = 1).

Їх визначають за формулами

α_с = Ф_α / Ф; β_с = Ф_β / Ф; γс = Ф_γ / Ф, (4)

де Ф_α, Ф_β і Ф_γ - відповідно відбитий, поглинений та пропущений через поверхню світлові потоки; Ф - світловий потік, що падає на поверхню.

Фон (тло) – це поверхня, яка безпосередньо прилягає до об'єкта спостереження. Його вважають світлим, якщо α_с > 0,4; середнім, якщо 0,4 > α_с >0,2 та темним, якщо α_с < 0,2.

Контраст К об'єкта спостереження та фону визначають за відносною різницею між величинами їх яскравості

К = (В_о - В_ф)/ В_ф , (5)

де В_о та В_ф - відповідно значення яскравості об'єкта і фону.

Контраст вважають великим, якщо К > 0,5 (тобто об'єкт та фон значно відрізняються за яскравістю), середнім, якщо 0,2< К <0,5 (тобто різниця помітна) та малим, якщо К <0,2 (відмінність між величинами яскравості несуттєва).

Вибір параметрів освітлення робочого місця залежить від характеру виконуваної роботи. Об'єкт розпізнавання визначається найменшим розміром предмета (деталі) або його частини, яку потрібно виокремити (розпізнати) під час виконання цієї роботи (наприклад, цятка, риска, товщина дротини тощо). Залежно від розмірів об'єкта розпізнавання та відстані предмета від очей працівника, роботи поділяють на вісім розрядів зорової точності. Якщо відстань від очей до предмету менше 0,5 м, розряд роботи обумовлює розмір об'єкта розпізнавання, якщо більше, то відношення розміру об'єкта розпізнавання до відстані від нього до органу зору людини.

Значення коефіцієнта природної освітленості (КПО) для бічного і верхньогоосвітлення робочих поверхонь наведено у дод. 1. Коефіцієнти світлового та сонячного клімату визначаються зі спеціальних таблиць. Найменші розміри об'єкта розпізнавання і відповідні їм розряди зорової роботи встановлено для випадку розташування об'єкта на відстані не більше 0,5 м від очей працівника.

Нормоване значення КПО для кожного конкретного приміщення встановлюють з урахуванням характеру зорової роботи, системи розташування світлових отворів і регіону, в якому заплановано побудувати спроектований будинок. Нормоване значення КПО визначають за формулою

е_н = e_н^ІІІ · m · С, (6)

де e_н^ІІІ - коефіцієнт природної освітленості для III поясу світлового клімату; m - коефіцієнт світлового клімату без урахування прямого сонячного світла (вибирають залежно від регіону в межах від 0,8 до 1,2); С - коефіцієнт сонячності світлового клімату (змінюється від 0,6 до 1,0) – вибирають залежно від типу вікон та їх орієнтації відносно сторін горизонту (азимуту).

За бічного освітлення КПО нормують мінімальним, а за верхнього або бічного і верхнього– середнім.

У разі штучного освітлення нормують освітленість робочої поверхні. Залежно від яскравості фону та контрасту об'єкта із фоном кожний розряд зорової роботи ділять на підгрупи (не більше чотирьох).

2. Види та системи освітлення

Освітлення може бути природним, штучним та суміщеним (комбінованим).

Природне освітлення здійснюється через вікна (бічне освітлення), світлові ліхтарі (верхнє) або одночасно через ліхтарі та вікна (комбіноване). Природне освітлення нормують за допомогою коефіцієнта природної освітленості у відсотках

е = Е_вс ·100 / Е_зов, (7)

де Е_вс - освітленість всередині приміщення; Е_зов – освітленість горизонтальної поверхні зовні приміщення розсіяним світлом небосхилу (без попадання прямих сонячних променів).

Розподіл коефіцієнта природної освітленості всередині приміщення, як правило, нерівномірний і залежить від розташування вікон (світлових ліхтарів). У разі недостатнього природного освітлення в приміщенні його доповнюють штучним.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяють на робоче, аварійне, евакуаційне та охоронне.

Робоче освітлення створює необхідні умови для нормальної трудової діяльності людини.

Аварійне освітлення вмикається в разі раптового вимкнення робочого освітлення. Його рівень має забезпечувати освітленість не менше 5% величини робочого освітлення, але не менше 2 лк на робочих поверхнях виробничих приміщень і не менше 1 лк на території підприємства. Електроживлення світильників аварійного освітлення здійснюється від автономного джерела

Евакуаційне освітлення вмикається для забезпечення евакуації людей з приміщення в разі виникнення небезпеки їх життю чи здоров’ю. Його улаштовують у виробничих приміщеннях з кількістю працівників понад 50 осіб, а також у приміщеннях громадських та допоміжних споруд промислових підприємств, якщо в них одночасно можуть перебувати понад 100 осіб. Евакуаційна освітленість у приміщеннях має бути не менше 0,5 лк, поза приміщенням – не менше 0,2 лк.

Класифікація видів виробничого освітлення

Охоронне освітлення влаштовують уздовж меж охоронних територій, забезпечивши його не менше 0,5 лк.

За розміщенням джерел світла штучне освітлення класифікують як загальне, місцеве та комбіноване.

Місцеве освітлення дозволяє зосередити світловий потік безпосередньо на робочих місцях. У цьому разі рівні освітленості робочого місця та інших частин приміщення суттєво відрізняються, створюючи несприятливі умови зорової роботи та збільшуючи ймовірність виробничого травматизму.

У разі влаштування загального освітлення світильники розташовують у верхній зоні приміщення, забезпечуючи його рівномірну освітленість.

Комбінованим називають освітлення, коли до загального додано місцеве.

Як джерела штучного освітлення використовують лампи розжарювання та газорозрядні. Основними характеристиками таких ламп є їх номінальна напруга, споживана потужність, світловий потік, питома світлова віддача та тривалість експлуатації.

У лампах розжарювання світло випромінює нагріта до високої температури нитка з тугоплавкого матеріалу. Світловий потік залежить від споживаної потужності й температури розжарення нитки. Традиційні лампи розжарювання прості у виготовленні та надійні в експлуатації. Їх недоліками є мала світлова віддача (до 20 лм/Вт), невеликий термін експлуатації (близько 1000 год) та несприятливий спектральний склад, в якому переважають жовтий і червоний кольори за нестачі синього й фіолетового порівняно з природним світлом, що утруднює розпізнавання кольорів.

Різновидом ламп розжарювання є галогенні лампи, колби яких наповнені парами галогену (наприклад, йоду). Це підвищує температуру нитки розжарювання і практично унеможливлює її випаровування. Галогенні лампи мають великий термін експлуатації (2000 год) і підвищену світловіддачу.

У газорозрядних лампах балон наповнено парами ртуті та інертним газом, на його внутрішню поверхню нанесено люмінофор. Газорозрядні лампи бувають низького (люмінесцентні) та високого тиску.

Люмінесцентні лампи характеризуються великим терміном експлуатації (понад 10000 год), більшою світловою віддачею (до 75 лм/Вт), малою яскравістю освітлювальної поверхні, кращим спектральним складом світла. Недоліками люмінесцентних ламп є пульсація світлового потоку, нестійка робота за низьких температур довкілля та зниженої електронапруги. Пульсація світлового потоку може спричинити стробоскопічний ефект – обертові частини обладнання здаються нерухомими або такими, що обертаються в протилежному напрямку. Від стробоскопічного ефекту можна відійти, увімкнувши сусідні лампи у різні фази мережі, але повністю усунути його не вдається.

Розрізняють декілька типів люмінесцентних ламп залежно від спектрального складу світла: ЛД – лампи денні, ЛБ – лампи білі, ЛДК – лампи денного світла правильного кольорового передавання, ЛТБ – лампи тепло-білі, ЛХБ – лампи холодно-білі. Найбільш економічними є лампи ЛБ. Їх застосовують у виробничих приміщеннях, де робота пов'язана з необхідністю розрізнення кольору об’єктів.

Лампи високого тиску – це дугові ртутні лампи (ДРЛ) або з виправленою колірністю (ДРВ). Вони мають більший термін експлуатації (до 20000 год) та підвищену світловіддачу (до 53 лм/Вт).

Джерело світла (лампа) разом з освітлюваною арматурою складає світильник. Він забезпечує кріплення лампи, надходження до неї електричної енергії, запобігає забрудненню та механічному пошкодженню. Здатність світильника захищати очі працівника від надмірної яскравості джерела світла характеризується захисним кутом.

Люмінесцентні світильники рекомендовано встановлювати на висоті 2,5 – 4,0 м від підлоги, люстри з лампами розжарювання – 2,5 – 6,0 м, бра – 2,5 – 3,5 м. Світильники місцевого освітлення (типу "Альфа") встановлюють безпосередньо над робочою поверхнею.

Для вимірювання рівнів освітленості на робочих поверхнях використовують люксметри, які складаються з фотоелемента та приєднаного до нього міліамперметра. Принцип дії люксметра базується на явищі фотоефекта: після потрапляння світла на фотоелемент в електричному колі приладу виникає електричний струм, пропорційний світловому потоку. Шкалу приладу проградуйовано в одиницях освітленості - люксах, що дозволяє за його показами оцінити освітленість поверхні.

Для вимірювання освітленості понад 100 лк використовують світлофільтри (світлопоглинальні насади) К, М, Р, Т. Світлофільтр К виконано у вигляді напівсфери з білої світлорозсіювальної пластмаси і призначено для зменшення похибки вимірювання через потрапляння світла на фотоелемент під кутом. Світлофільтри М, Р, Т застосовуютьобов’язково зі світлофільтром К. Для світлофільтрів М, Р, Т коефіцієнт послаблення світлового потоку відповідно становить: 10; 100 і 1000. Тому, використовуючи світлофільтри, освітленість у приміщенні визначають, помноживши покази шкали люксметра на відповідний коефіцієнт послаблення світлового потоку.

Дата добавления: 2014-11-06