Нормирование искусственного освещения

1. Основные светотехнические величины, характеризующие производственное освещение.

Одним из важнейших элементов условий труда является освещение. Неудовлетворительная освещенность рабочих мест ведет к расстройству зрения, повышенной чувствительности глаз к свету, сопровождающейся слезотечением, а в дальнейшем к воспалительным заболеванием слизистой оболочки, роговицы или радужной оболочки глаз. Следствием этого может быть повышенная утомляемость, снижение производительности труда и увеличение брака продукции, а также снижение реакций на опасности, что может стать причиной производственного травматизма. Рациональное освещение рабочих мест является одним из основных вопросов охраны труда.

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся:

Световой поток F – мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. Единица измерения – люмен (лм.).

Сила света I – световой поток, отнесенный к пространственной единице – телесному углу ω:

где dw – телесный угол, в пределах которого распространяется световой поток.

Единица измерения силы света – кандела (кд)

Освещенность Е – плотность светового потока на освещаемой поверхности (лк.):

где dS – площадь поверхности, на которую падает световой поток, м².

Единица измерения освещенности – люкс (лк)

Яркость поверхности L – отношение силы света, излучаемой единицей площади поверхности в заданном направлении (кд/м²):

где α – угол падения светового потока на плоскость.

Качественными показателями, определяющими условия зрительной работы являются:

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

Показатель ослепленности – критерий оценки слепящего действия осветительной установки.

Показатель дискомфорта – критерий оценки дискомфортной блесткости, вызывающий неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности К_п – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током:

где Е_max, Е_min, Е_ср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания.

2. Классификация производственного освещения и основные санитарно-гигиенические требования.

Классификация видов производственного освещения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Виды производственного освещения

Естественное освещение производственных помещений через световые проемы в наружных стенах (окнах) называют боковым, через световые проемы в перекрытии зданий (фонари) ‑ верхним, а через окна и фонари одновременно ‑ комбинированным. Если расстояние от окон до наиболее удаленных от них рабочих мест менее 12 м, то предусматривают боковое одностороннее освещение, при большем расстоянии ‑ боковое двустороннее.

Большинство производственных помещений оборудуют системами общего искусственного освещения ‑ когда светильники расположены в верхней (потолочной) зоне. Если расстояние между светильниками одинаковое, то освещение считают равномерным, при размещении светильников ближе к оборудованию ‑ локализованным.

Комбинированным называют такое искусственное освещение, когда к общему добавляется местное. Местным считают освещение, при котором световой поток светильников концентрируется непосредственно на рабочих местах. В соответствии со Строительными нормами и правилами (СНиП) применение только одного местного освещения в производственных помещениях не допускается.

Рабочее освещение устраивают во всех помещениях и на территориях для обеспечения нормальной работы и прохода людей, движения транспорта при отсутствии или недостатке естественного освещения.

Аварийное освещение необходимо для продолжения работ при внезапном отключении рабочего освещения, что может вызвать нарушение процесса обслуживания оборудования или непрерывного технологического процесса, пожар, взрыв, отравление людей, травматизм в местах большого скопления людей и т. п. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания в аварийном режиме, должна быть не менее 5 %освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и 1 лк на открытых площадках.

Дежурным считают освещение производственных объектов в нерабочее время.

Искусственное освещение, создаваемое вдоль границ охраняемых в ночное время территорий, называют охранным.

Эвакуационное освещение устраивают в местах, опасных для прохода людей, а также в основных проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей из производственных зданий при численности работающих более 50, в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при внезапном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма вследствие продолжения работы производственного оборудования, а также в производственных помещениях с численностью работающих более 50 независимо от степени опасности травматизма. Эвакуационное освещение должно обеспечивать минимальную освещенность основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях 0,5 лк, на открытых территориях 0,2 лк.

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к производственному освещению: приближенный к солнечному оптимальный состав спектра; соответствие освещенности на рабочих местах нормативным значениям; равномерность освещенности и яркости рабочей поверхности, в том числе и во времени; отсутствие резких теней на рабочей поверхности и блесткости предметов в пределах рабочей зоны; оптимальная направленность светового потока, способствующая улучшению различения рельефности элементов поверхностей.

3. Нормирование естественного производственного освещения.

Естественное освещение не может быть единственным для большинства работ, так как резко меняется в зависимости от времени суток, сезона года и атмосферных условий. С учетом этого в качестве основной нормируемой величины принят коэффициент естественной освещенности е, представляющий собой отношение освещенности на рабочем месте Е_вн к наружной освещенности Е_н, измеренной на открытой площадке, %.

(1)

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) не зависит от времени дня и других причин изменчивости естественного освещения.

В основу установления разряда работ по степени точности положен наименьший размер объекта различения, т. е. минимальная величина предмета, который должен различать глаз при данной трудовой деятельности, например расстояние между двумя соседними штрихами при пользовании измерительным инструментом, диаметр точки (знака препинания) самого мелкого шрифта при чтении и письме и т. п.

При боковом естественном освещении нормируют минимальное значение е, определяемое на наиболее удаленныхот окон рабочих местах.

Нормированное значение КЕО зависит от района расположения здания (определяемого номером группы обеспеченности естественным светом)

4. Искусственное освещение. Источники света и светильники.

Для искусственного освещения помещений используются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания просты в устройстве, дешевы и удобны в эксплуатации. Однако они преобразуют в световой поток лишь 2,5..,3 %потребляемой энергии, чувствительны к колебаниям напряжения в электрической сети, искажают цветопередачу, усиливая желтые и красные тона при недостатке синей и фиолетовой частей спектра. Промышленность выпускает различные лампы накаливания: вакуумные НВ (их мощность обычно не превышает 40 Вт), газонаполненные НГ, биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением НБК. и др.

Строительные нормы Республики Беларусь предусматривают применение газоразрядных ламп в качестве основного источника света по причине следующих их преимуществ: значительная световая отдача, в 2...4 раза превышающая аналогичный показатель у ламп накаливания; экономичность; благоприятный состав спектра; больший нормативный срок службы, составляющий 6000...12 000 ч против 1000 ч у ламп накаливания.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы ‑ это трубки или колбы с расположенными внутри электродами, наполненные инертным газом или парами ртути. При пропускании электрического разряда через газ или пары металла возникает ультрафиолетовое излучение, падающее на слой люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность лампы. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая состав люминофора, можно добиться светового потока нужной цветности. Различают газоразрядные лампы низкого давления, внутри которых в процессе изготовления создается некоторое разрежение, 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 и 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.

К недостаткам газоразрядных ламп кроме искажения цвета относятся: наличие стробоскопического эффекта, шум пускорегулирующей аппаратуры и плохая загораемость ламп низкого давления при пониженной температуре воздуха (техническая характеристика предусматривает работу трубчатых люминесцентных ламп низкого давления в диапазоне температур 10...55 °С).

Устройство, состоящее из лампы и осветительной арматуры, называют светильником. В осветительной арматуре устанавливают источник света для распределения светового потока в нужную сторону, защиты глаз от блескости светящейся поверхности лампы и защиты лампы от загрязнения или влаги, а также с целью обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.

Промышленность выпускает примерно 25...30 различных типов светильников для ламп накаливания и около 200 для люминесцентных ламп (рисунок 2). В зависимости от распределения светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света. В светильниках для люминесцентных ламп преимущественно прямое светораспределение, а в светильниках для ламп накаливания ‑ прямое и рассеянное.

Светильники прямого света излучаютв нижнюю полусферу не менее 90 % всего светового потока. Их используют в помещениях с темными потолками и стенами, в которых выделяется много пыли, копоти, различных испарений (цехи по производству комбикормов, кузницы и т.п.). Дают довольно резкие тени. Светильники преимущественно прямого света, излучающие в нижнюю полусферу 60...90 % всего светового потока, устанавливают в помещениях с потолками и стенами, хорошо отражающими свет. Они дают довольно мягкие тени.

Светильники рассеянного света излучают в каждую полусферу 40...60 % всего светового потока. Их применяют в помещениях, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом, а также в конторских и бытовых помещениях сосветлыми стенами и потолками.

Светильники преимущественно отраженного света излучают в верхнюю полусферу 60...90% всего светового потока. Светильники отраженного света излучают в верхнюю полусферу не менее 90 % всего потока.

Светильники с люминесцентными лампами чаще всего выполняют многоламповыми. Они могут быть прямого света (типов ОД, ОДР), преимущественно прямого света (типов ОДО, ОДОР, ШЛД, ШОД) и рассеянного света (типа ПВЛ).

В комбинированных системах используют светильники местного освещения, предназначенные для создания высоких уровней освещенности на ограниченной площади рабочей поверхности. При устройстве таких систем следует соблюдать условие, согласно которому светильники общего освещения должны обеспечивать не менее 10 % освещенности рабочей поверхности, предусмотренной для данного вида работы. Для местного освещения с целью исключения стробоскопического эффекта, как правило, применяют лампы накаливания.

Конструктивное исполнение светильников зависит от их назначения. В открытых светильниках лампа не отделена от внешней среды, а в закрытых лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнения. Применяемые для освещения сырых, насыщенных водяными парами помещений влагонепроницаемые светильники имеют корпус, способный противостоять воздействию влаги, а его конструкция обеспечивает герметичность вводных проводов, патрона и лампы. Во взрывозащищенных светильниках предупреждено возникновение искры. Для освещения помещений с повышенной концентрацией пыли используются пыленепроницаемые светильники.

5. Нормирование искусственного освещения и его и расчет

Нормы требуемых уровней освещенности рабочих поверхностей установлены Строительными нормами Республики Беларусь СНБ 2.04.05-98 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от принятых источников света и системы освещения. Этот документ регламентирует минимально допустимые значения освещенности и не запрещает применять повышенную освещенность в случаях, когда это целесообразно.

Более экономичные люминесцентные лампы позволяют получить при одинаковой мощности в несколько раз большую освещенность по сравнению с лампами накаливания. Комбинированное освещение также экономичнее общего. Поэтому для люминесцентного и комбинированного освещения установлены более высокие нормы, т. е. в нормы заложена тенденция повышения освещенности в тех случаях, когда ее можно увеличить за счет улучшения экономичности осветительной установки.

Нормы освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях приведены в Приложении 14. Из приложения видно, что работы всех видов разбиты на разряды, в основу градации которых положен минимальный размер объекта различения, и на подразряды, дифференцированные в зависимости от контраста между рассматриваемым предметом и фоном. Еще одним фактором, определяющим требования к освещению, является характеристика (коэффициент отражения) фона.

Нормы предусматривают увеличение табличных значений освещенности в следующих случаях: если расстояние от рассматриваемого объекта до глаз работающего больше 0,5 м; при выполнении напряженной зрительной работы в течение всего рабочего дня; при повышенной опасности травматизма; при специальных повышенныхсанитарных требованиях (например, на предприятиях по производству пищевой или фармацевтической продукции); при работе или производственном обучении подростков; при отсутствии в помещении естественного света.

Освещенность следует увеличивать по мере уменьшения размера объекта различения, контраста рассматриваемого предмета с фоном и коэффициента отражения фона. Требуемые уровни освещенности можно снизить в производственных помещениях при кратковременном пребывании в них работающих или наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания.

Расчет искусственного освещения ведут в определенной последовательности. Прежде всего, выбирают тип источника света, систему освещения и по приложению 14 определяют норму освещенности. Затем, отдав предпочтение конкретному типу светильников и способу освещения, размещают их в помещении и рассчитывают освещенность в интересующих точках. После этого уточняют размещение и число светильников, определяют единичную мощность ламп.

При выборе источников света руководствуются следующими соображениями. В помещениях с высокими требованиями к качеству цветопередачи, температурой воздуха выше 10°С и отсутствием опасности травматизма в связи со стробоскопическим эффектом отдают предпочтение экономичным газоразрядным лампам. Люминесцентное освещение следует применять в помещениях при недостатке или отсутствии естественного света и выполнении точных работ.

Определяя систему освещения, учитывают большую экономичность системы комбинированного освещения и в противовес этому большее совершенство в гигиеническом отношении системы общего освещения, так как последняя позволяет равномернее распределить световой поток и яркость в поле зрения. Улучшение конструкций осветительных приборов неизбежно должно привести к вытеснению комбинированного освещения, поэтому по возможности необходимо исключать использование местных светильников. Однако при выполнении работ I...V разрядов для создания требуемой направленности светового потока и исключения блесткости целесообразно применять комбинированное освещение.

В случае выбора системы общего освещения принимают во внимание то, что локализованное освещение позволяет добиться высоких уровней освещенности на отдельных участках работ без повышения экономических затрат. Применению локализованного освещения отдают предпочтение также в случае неравномерною размещения оборудования по площади помещения.

Тип светильника определяют по технологическим условиям с учетом требований к распределению яркости в поле зрения работающих. Выбор конструктивного исполнения светильников зависит от состояния воздушной среды в данном помещении (наличия пыли, влаги, пожаро- или взрывоопасных веществ).

Тема 2.4

Защита от шума и вибрации

План занятия: