Организация производственного освещения

ЛЕКЦИЯ 3

Тема 4. Организация производственного освещения

Освещение как производственный фактор

Свет является естественным условием жизнедеятельности человека. Он оказывает положительное влияние на эмоциональное состояние человека, воздействует на обмен веществ, сердечно - сосудистую, нервно - психическую системы. Он является важным стимулятором не только зрительного анализатора , но и организма в целом.

Рациональное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению производительности труда, обеспечению его безопасности..

При недостаточной освещенности состояние зрительных функций находится на низком исходном уровне, повышается утомление зрения, возрастает опасность травмы.

С другой стороны, существует опасность отрицательного влияния на органы зрения слишком большой яркости (блескости) источников света. Следствием этого может явиться временное нарушение зрительных функций глаза (явление слепимости). Между освещенностью и производственными показателями существует непосредственная связь. Установлено , что плохое освещение является причиной примерно 5 % несчастных случаев на предприятиях , а также глазных болезней , головных болей , быстрой утомляемости. Чтобы человек мог выполнять зрительную работу, необходимы определенные характеристики света и зрения человека.

Свет (видимое излучение) представляет собой излучение, непосредственно вызывающее зрительное ощущение. По своей природе это электромагнитные волны длиной от 380 до 760 нм (I нм = 10-9м). Максимальная чувствительность в дневное время суток в зеленой части спектра (длина волны – 470-550 нм).

Для оценки условий рационального освещения необходимо знать его количественные и качественные показатели.

Основными количественными показателями света являются:

Световой поток Ф- это мощность лучистой энергии , оцениваемая по зрительному ощущению . Измеряется в люменах (лм) . Люмен - световой поток , излучаемый точечным источником в I канделу (кд) в телесном угле , равном I стерадиану (ср).

Сила света j - пространственная плотность светового потока создаваемая источником в единичном телесном угле .Единица силы света - кандела - сила света , излучаемая в перпендикулярном направлении с площади 1/600000 м абсолютночерного тела при температуре затвердевания платины Т-2042К и давлении 101,325 КПа (IOI325 Н/м).

Освещенность Е представляет собой поверхностную плотность светового потока. Единица освещенности - люкс (лк) - это освещенность поверхности площадью в I м световым потоком в I лм . Качество производственного освещения принято характеризовать требуемой освещенностью рабочих поверхностей и участков .

Яркостью является, поверхностная плотность силы света в данном направлении. Она равна отношению силы света к площади светящейся плоскости. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м).

Основные качественные показатели: равномерность распределения светового потока, блесткость (прямая, отраженная), фон (светлый, средний, темный), контраст объекта различения с фоном (большой, средний, малый), слепимость.

Основными показателями работоспособности глаза являются острота зрения, латентный период, критическая частота мелькания, ослепленность, время адаптации.

1. Острота зрения определяется величиной, обратной наименьшему расстоянию между двумя точками , при котором они видятся раздельно.

Латентным периодом называют промежуток времени от момента подачи сигнала до возникновения ощущения . Для большинства людей

1лат =160...240 мс.

Критическая частота мельканий - минимальная частота мельканий, при которой прерывистое изображение воспринимается как непрерывное.
При нормальной яркости f кр =20...25 Гц.
Ослепленностью называется снижение видимости при появлении в поле зрения блеских источников света.

5. Время адаптации - это время приспособления к изменяющимся уровням освещенности. Световая адаптация при переходе к большей яркости происходит в течение нескольких мину. Приспособление к более, низким уровням освещенности происходит медленнее - в течение нескольких десятков минут – ЗО мин и более. В период адаптации глаз работает с пониженной работоспособностью. Переадаптация ведет к зрительному утомлению.

Производственное освещение является важнейшим показателем гигиены руда и предназначено для:

– улучшения условий зрительной работы и снижения утомления;

– повышения безопасности труда и снижения профессиональных заболеваний;

– повышения производительности труда.

Анализ воздействия света на организм человека и основных свойств зрительного восприятия позволяет сформировать основные требования к производственному освещению. Выполнение этих требований должно обеспечить наилучшие условия работы зрения человека в процессе труда.

I.Освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы. Улучшение освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов и повышает производительность труда. Однако существует предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности почти не дает эффекта и является экономически нецелесообразной. Выполняется это требование обеспечение нормативной освещенности рабочих мест.

2.Достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности. При неравномерной яркости в процессе работы глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения.

Способы достижения равномерности распределения яркостей в пределах рабочей поверхности:

-ограждение участков с повышенной яркостью перегородками;

-ограждение источников света плафонами с защитным углом не менее 30 ( см. лист).

-использование на светопроемах жалюзей, светорассеивающих штор (с коэффициентом отражения =0,5...0,7 ).

-нанесение светлых покрытий с уровнем отражения

потолка 0,6…0,7,

стен -0,5...0,6;

оборуд -0.3...0,4;

пола - 0,2...0,3

- устранение отражений и прямой блесткости в поле зрения работающего (оператора) соответствующим направлением светового потока, матированием рабочей поверхности, изменением угла ее наклона.

3.Отсутствие резких теней на рабочих поверхностях. В поле зрения человека резкие тени искажают размеры и формы объектов различия, что повышает утомление зрения, а движущиеся тени могут привести к травмам.

4.Постоянство освещенности во времени. Колебания освещенности вызывают переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Достигается стабилизацией питающего напряжения специальными схемами включения ламп с тем, чтобы коэффициент пульсации Кп был в пределах нормы ( „ до 10 ).

Emax - Emin

Кп = —------------------ 100 ,

2 Е ср

где: Е - освещенности, создаваемые световым потоком за период одного колебания.

5.Отсутствие блесткости. Блесткость вызывает ослепленность, которая приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

6.Обеспечение электро-, взрыво- и пожаробезопастности.

7.Обеспечение правильной цветопередачи, экономичность и длительность срока службы осветительных устройств.

Для выполнения указанных требований при проектировании производственного освещения производят следующее: выбор типа и вида освещения, источника света и осветительной установки, уровня освещенности, рекомендаций по своевременному обслуживанию освети -тельных установок.

Виды и системы освещения. Источники света.

Производственное освещение рабочих мест может быть естественным, искусственным и совмещенным.

Естественное освещение может осуществляться через окна (боковое освещение),через световые фонари в крыше (верхнее) или через фонари и окна одновременно (комбинированное).

Естественное освещение обеспечивает зрительный контакт с внешней средой, устраняет монотонность световой обстановки, вызывающую утомление WYC/ Однако, оно переменно в течение суток, зависит от климатических и сезонных условий.

От этих недостатков свободно искусственное освещение, т.е. освещение с помощью электрических ламп. На некоторых предприятиях применяются совмещенное освещение, когда недостаточное естественное освещение дополняется искусственным.

По функциональному назначению производственное искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное, эвакуационное и охранное.

Рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий или территории.

Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

Аварийное освещение применяется в тех случаях, когда отключение рабочего освещения может привести к длительному нарушению технологического процесса, пожару, взрыву. При аварийном освещении часть светильников общего освещения питаются током от автономного источника и при отключении основной сети продолжают работать. Освещенность в этом случае должна составлять не менее. 5 % от нормы рабочего освещения, но не менее 5 лк при газоразрядных лампах и 2 лк при лампах накаливания.

Эвакуационное освещение устраивается в местах основных путей и проходов, где существует опасность травматизма. Оно должно обеспечивать освещенность внутри зданий не менее 0,5лк, вне их- 0,2лк.

Охранное освещение размещается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность - 0,5 лк.

По устройству искусственное освещение бывает двух систем: общего или комбинированного освещения.

. При общем освещении светильники размещаются в верхней зоне равномерно или применительно к расположению оборудования. Если светильники концентрируют световой поток непосредственно на рабочие места, то такое освещение называется местным.

При дополнении общего освещения местным образуется комбинированное освещение.

В качестве источников света в современных осветительных установках применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

В лампах накаливания свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высоких температур. Световая отдача таких ламп не велика (не более 20 лм/Вт) и срок их службы ограничен (1000 ч). Лампа накаливания излучает свет красных и желтых тонов, что затрудняет цветоразличение. Их рекомендуется использовать в тех случаях, когда искусственный свет требуется лишь изредка, или когда использование других источников света невозможно или нецелесообразно. При грубых работах , а также для местного освещения.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в трубке пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они обладают более высокой светоотдачей (22 лм/Вт) и продолжительностью срока службы - 3000 ч.

Газоразрядные __лампы излучают свет благодаря электрическим разрядам в газах, парах или их смесях. На внутреннюю поверхность колбы наносится слой светящегося вещества - люминофора , трансформирующего электрические, разряды в видимый свет .

В настоящее время выпускаются газоразрядные лампы двух типов: лампы низкого давления - люминесцентные (ЛЛ):

- ЛБ – лампы белого света;

- ЛД – лампы дневного света;

- ЛТБ - лампы тепло – белого света;

- ЛХБ – лампы холодного света;

ЛЦД – лампы дневного света правильной цветопередачи

и лампы высокого давления - дуговые ртутные лампы (ДРЛ), дуговые ртутные с излучающими добавками (ДРИ), дуговые натриевые лампы трубчатые (ДНаТ) и дуговые неоновые трубчатые или шаровые (ДКсТ или ДКсШ).

Для оценки качества источников света применяют следующие показатели: мощность лампы (Рл), Вт ; световой поток (Фл),лм или сила света (Jл),кд; световая отдача лампы (Фл/Рл),лм/Вт; цвет излучения и срок службы (t,ч).

В таблице приведены основные типы ламп и их характеристики.

ЛЛ обладают рядом достоинств: значительная световая отдача продолжительный срок службы , благоприятный спектральный состав света . Такие лампы широко применяются для освещения рабочих мест при выполнении точных работ и когда предъявляются повышенные требования к цветоразличению . Недостаток ЛЛ -.так называемый стробоскопический эффект , т. е. искажение зрительного восприятия в пульсирующем световом потоке (например, вращающиеся части оборудования могут восприниматься как неподвижные или движущиеся в обратном направлении). Он создает травмоопасную ситуацию. Кроме того, пульсация светового потока отрицательно сказывается на состоянии зрительных функций, центральной нервно системы и работоспособности человека. Пульсации светового потока газоразрядных ламп можно существенно снизить при электропитании ламп от трехфазной сети чередованием подключения ламп к различным фазам.

ДРЛ позволяют создать большие уровни освещенности без значительных затрат на электроэнергию и применимы в цехах при наличии пыли, дыма в воздухе. Но ДРЛ искажают цветовосприятие и не могут использоваться на всех производствах. В том случае применяют дуговые ртутные лампы с исправленной цветностью -ДРИ. Они обладают, кроме того, большей светоотдачей.

Спектральный состав света не только способствует цветоразличению в процессе выполнения трудовой задачи, но и оказывают существенное влияние на психофизиологическое состояние человека, ощущение им светового комфорта; желательно, чтобы спектр искусственного освещения максимально приближался к спектру естественного света. Для этой цели при недостатке дневного освещения лучше использовать люминесцентную лампу белого цвета: У люминесцентного источника с большим числом трубок можно объединять лампы с голубым, белым и даже розовым оттенком цвета. Этим достигается больше совпадение с естественным освещением.

Осветительный прибор, представляющий собой сочетание источника света и арматуры, называется светильником.

Основное назначение светильников заключается в перераспределении светового потока в требуемых направлениях и защите их ламп, оптических элементов и электрических аппаратов от воздействия окружающей среды Важной характеристикой светильника является КПД- отношение светового потока светильника к световому потоку лампы, помещенной в светильник .

Устранение слепящего действия источника света обеспечивается защитным углом светильника. Он определяется утлом между горизонталью и линией, касательной к светящему телу лампы и краю отражателя, (рис. )

По конструктивному исполнению светильники делятся на: открытые, защищенные закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные.

По коэффициенту светораспределения (Кс)

- отношению светового потока, направленного в нижнюю полусферу, и полного светового потока лампы Фл - светильники делятся на три класса:

прямого света (П) - Кс > 80%, распределенного света (Р)- Кс = =40...60% и отраженного света (0) - Кс < 20% .(рис. )

Нормирование производственного освещения.

При создании системы производственного освещения руководствуются СНБ 2.04.05-98 " Естественное и искусственное освещение. " Естественное и искусственное освещение нормируется в зависимости от точности зрительной работы, яркости фона, контраста объекта и фона, системы освещения.

Точность зрительной работы характеризуется минимальным размером объекта различения. Объект различения - это элемент рассматриваемого объекта минимального размера, который нужно узнавать и различать. По степени точности все зрительные работы делятся на восемь разрядов.

Если рабочая поверхность расположена на расстоянии менее 0,5 м от глаз, разряд зрительной работы определяется размерами объекта различения. При расстоянии до рабочей поверхности более 0,5м -отношением размера объекта различения к расстоянию от объекта до глаз работающего L. Разряды зрительной работы приведены в таблице

Фон - это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается . характеризуется коэффициентом отражения р.

при р > 0,4 фон считается светлым , при 0,2 < р < 0,4 - средним , при р < 0,2 - темным.

Контраст объекта с фоном к характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта и фона.

К=

при к >0,5 контраст считается большим, при к < 0,2 - малым

Для искусственного освещения нормируемым параметром является освещенность Е (лк). Для оценки измеряется освещенность люксметром в контрольной точке и сравнивается с нормативной.

Необходимый уровень освещенности тем выше, чем темнее фон, меньше объект различения и контраст объекта с фоном.

Основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения является коэффициент естественной освещенности (KЕO). Он определяется отношением (в %) освещенности в данной точке внутри помещения Евн к одновременно измеряемой наружной горизонтальной освещенности , создаваемой светом открытого небосвода Енар.

КЕО=

КЕО показывает, какую часть наружной освещенности составляет освещенность в определенной точке внутри помещения.

Совмещенное освещение оценивается также как и естественное – Коэффициентом Естественной освещенности. При отключении источников искусственного света.

Организация производственного освещения