8

"Производственное освещение"

1. Введение

Одним из важных факторов повышения безопасности труда является организация правильного освещения рабо­чих мест.

По материалам обследования, проведенного в производственных условиях, установле­но, что только за счет улучшения освещения может быть достигнуто повышение производи­тельности труда на 5 % и более. Рациональное устройство искусственного освещения на текстильных предприятиях способствует уменьшению брака продукции и сохранению работоспособности органов зре­ния работающих. При недостаточном или нерациональном освещении трудно различить опасные места и части оборудования, что может привести к несчастному случаю. Хорошее освещение содействует поддержанию чистоты и порядка в помещении, дает возможность производить любые работы в темное время суток с такой же интенсивностью, как и при ес­тественном дневном свете.

Видимая— область электромагнитного излучения. Наиболее важной Областью оптического спектра электромагнитных излучений является видимый свет (излучение с длиной волны от 0,38...0,4 до 0,75...0,78 мкм).Глаз воспринимает различные частоты света по разному, так если чувствительность глаза к лучам с длиной волны 0, 56 мкм при­нять за единицу, то чувствительность к видимым лучам другой длиной волны выразится некоторой величиной, всегда меньшей единицы. Он обеспечивает зрительное восприятие, дающее около 90 % информации об окружающей среде, влияет на тонус центральной и периферийной нервной системы, на обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека. Оптимальные параметры видимого света по интенсивности, спектральному составу и режиму освещения зависят от требо­ваний организма к условиям конкретной деятельности, а также от характера и интенсивности одновременно воздействующих других факторов среды—акустических, цветовых, пространственно-плани­ровочных и др.

Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апа­тию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства тревоги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождаются снижением интенсивности обмена ве­ществ в организме и ослаблением его реактивности. К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным составом света и монотонным режимом освещения.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, при­водит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособ­ность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, кератиты, катаракты и другие нарушения.

2. Основные светотехнические величины

Наиболее распространенным способом получения света является пользование излучения раскаленных тел. Световую среду формируют следующие составляющие:

Качественные показатели систем производственного освещения являются комплексными и определяют условия зрительной работы. К ним относятся:

Лучистый поток Ф — это мощность лучистой энергии электромаг­нитного поля в оптическом диапазоне волн, Вт.

Видимая лучистая энергия оценивается по световому ощущению и называется световым потоком F, который измеряется в люменах (лм).

Освещенность Е—плотность светового потока на освещаемой поверхности. Освещенность поверхности Е измеряется в люксах (лк) и представляет собой отноше­ние светового потока, равномерно падающего на поверхность, к величине этой поверхности, т.е.

d (1)

где dS - бесконечно малая поверхность, освещаемая световым потоком dF.

При неравномерном освещении поверхности освещенность будет меняться от точки к точке. Поэтому возникает необходимость определять плотность светового потока в заданном направлении. Эта пространственная плотность (густота) светового потока определяется силой света измеряемой в канделах (кд).

Световой поток F— это мощность световой энергии, оцениваемой по зрительному восприятию, т.е. величина F является не только физической, но и физиологической, лм.

Сила света J — пространственная объективная плотность светово­го потока в пределах телесного угла, (кд-кандела). Под силой света понимают отношение светового по­тока F к телесному углу - W, в котором он распространяется, т. е.

I=F/W или в точке dI=dF/dW

Если поместить точечный источник света и центр полого шара, радиус которого значи­тельно превышает размеры светящегося тела, то весь излучаемый световой поток будет рас­пределяться на внутренней поверхности шара. Выделим на шаровой поверхности бесконеч­но малую площадку dS, на которую падает световой поток dF, имеющий одинаковую плот­ность. Тогда световой поток dF, падающий на элементарную площадку, будет заключен внутри конуса, вершина которого расположена в центре, а основанием служит выбранный участок шаровой поверхности dS. Этот конус называется телесным углом, и величину его условно определяют отношением:

dW = dS cos /R²

где R - радиус шара;

dS - элементарная площадка, на которую опираются стороны телесного угла;

- угол, образованный между световым лучом и перпендикуляром к площадке dS.

dS =dW R²/cos (2)

Подставив в формулу (1) значение dS из формулы (2) получим:

dE= или E=

Так как cos 1, то освещенность будет максимальной в том случае, если лучи будут падать перпендикулярно к освещаемой поверхности ( = 0),

Е=I/R²

Т.е освещенность может быть определена как отношение силы света, по­сылаемого излучателем перпендикулярно освещаемой площади, к квадрату расстояния меж­ду ними.

При рассмотрении плоской поверхности ее видимость характеризуется яркостью. Яркость поверхности L_a в данном направлении и определяется из отношения силы света dI_a, излучаемой поверхностью dS в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, пер­пендикулярную данному направлению: Яр­кость светящейся поверхности La. - это световое ощущение, создаваемое самосветящимся или освещаемым предметом в глазу наблюдателя; она зависит от силы света L_а испускаемого предметом в направлении глаза, и величины проекции светящейся поверхности S на плос­кость, перпендикулярную этому направлению.

L_a=

где - угол между нормалью к поверхности светящегося тела и направлением к глазу наблюдателя, (град).

При = О яркость - L=I_a/S

Единицей яркости является кандела на квадратный метр (кд/м²).

Коэффициент отражения Р характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток; определяется по формуле:

P= 100%

где F_отр и F_пад – световые потоки падающие и отражающиеся от поверхности соответственно.

Р=70% - побелка стен и потолков;

Р=50% - чистая бетонная или деревянная поверхности;

Р=30% - грязный бетон;

Р=10% - кирпичные неоштукатуренные поверхности.

Фон — поверхность, непосредственно прилегающая к объекту раз­личения. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зри­тельной работы.

Контраст объекта с фоном К—определяется из соотношения яркостей рассматриваемого объекта и фона К=(L_ф –L_о )/L_ф

где L_ф и L_о – яркость поверхностей фона и объекта соответственно.

Пороговый контраст — наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличи­мым.

Видность V—отношение светового потока к лучистому. Макси­мальная видность В_mах (при длине 554 Нм) составляет 683 лм/Вт.. Видимость— величина, комплексно характеризующая зритель­ные условия работы и чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра. Зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном и др. . Видность излучения характеризует чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра и оценивается числом пороговых контрастов К_пор, содержащихся в действительном К_д контрасте:

V=К_д /К_пор