Тема: дослідження і розрахунок освітлення мобільної техніки

ЦІЛЬ РОБОТИ: Освоїти методику і одержати практичні навички оцінки умов праці щодо освітлення під час контролю мобільної техніки за показниками безпеки і паспортизації санітарно-технічного стану робочих місць.

1. Оснащення робочого місця:

1. Методичні вказівки .

2. Люксметр Ю-16.

2. Література

1. Гряник Г.М., Лехман Д.А, Бутко Д.Аа та ін. Охорона праці.-К., Урожай, 1994.-269 с.

2. Бутко Д.А., Лущенков В.Л., Лахман С.Д. Практикум з охорони праці.-К., Урожай, 1995.-139 с.

3. Гандзюк М.П., Желібо Є.П., Халімовський М.О. Основи охорони праці.-К., Каравела, 2006.- 388 с.

4. Лабораторный практикум по охране труда: Учеб. Пособие для втузов/Под ред. Н.Д.Золотницкого.-М.:Высш. Школа, 1979.-215 с.

5. Яремко З.М. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.-Київ:Центр навчальної літератури, 2005.- 320 с.

6. ГОСТ 12.2.002-81 Техника сельскохозяйственная. Методы оценки безопасности.-М.:Издательство стандартов, 1981.- 52 с.

3. Техніка безпеки.

1. Перед початком роботи пройти інструктаж по загальним правилам безпеки, розписатися у журналі.

2. Ознайомитися з прийомами робот из застосовуваними приладами, мірами пожежної безпеки.

3. У процесі роботи строго дотримуватись основних вказівок методики:

- працювати із скляними приладами і посудом слід обережно;

- категорично забороняється демонтаж огороджувальних засобів захисту (кожухів, огороджень та ін.);

- всі прилади після проведення роботи слід відключити від джерела електричного струму.

4. При виконання лабораторної роботи дозволяється користуватися тільки комплектними і справними приладами.

5. При зайнятті пальної сумішші полумя слід гасити за допомогою спеціальних кошм або піску, при необхідності – скористуватися вогнегасником

4. Зміст заняття.

1. Приступаючи до виконання роботи ознайомитися з правилами техніки безпеки на данному робочому місці.

2. Вивчити конструкцію приладів.

3. Ознайомитися з методикою визначення освітлення під час контролю мобільної техніки.

4. Вивчити основні вимоги до систем освітлення за СНіП ІІ-4-79 «Норми проектування. Природне і штучне освітлення».

5. Провести дослідження освітленості від установок штучного освітлення машин.

6. Порівняти одержані дані з вимогами нормативної документації. При відхиленні від норм запропонувати заходи щодо удосконалення систем освітлення.

7. Оформити звіт: всі результати вимірювань, розрахунків та норми занести у таблиці; надати аналіз отриманих результатів, порівняти їх з нормами та намітити міри з усунення недоліків.

8. Відповісти на контрольні питання.

5. Теоретичні основи

Освітлення повинно відповідати таким основним вимогам: бути рівномірним і досить сильним; не створювати різких тіней на місцях роботи і контрастів між освітленим робочим місцем і оточуючою обстановкою (підлога, стіни); не створювати зайвої яскравості і блиску в полі зору працюючих; давати правильний напрям світлового потоку; відповідати правилам техніки безпеки.

Освітлення характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують поняття системи світлотехнічних одиниць і величин.

Основними поняттями цієї системи є: світловий потік; сила світла; освітленість; яскравість.

Найкращі умови для повного зорового сприйняття, поза сумніву, створює сонячне світло, в природних умовах якого про­тягом багатьох мільйонів років відбулася еволюція зорового аналізатора. Розвиток техногенної сфери та соціально-еко­номічної системи безпеки привів до того, що людина значну час­тину свого життя проводить в умовах закритих приміщень. Особливо це стосується міського населення. Проблема природного освітлення закритих приміщень вирішується на основі ком­промісу між рівнем освітленості та іншими вимогами до них, зок­рема ступенем захисту від холоду та негоди.

Організація правильного освітлення природним і штучним способом має велике санітарно-гігієнічне значення, сприяє підвищенню продуктивності праці, зниженню травматизму, поліпшенню якості продукції.

Для гігієнічної оцінки освітлення приміщень використову­ють світлові величини, що прийняті в фізиці. Світлове відчуття, яке викликає оптична частина спектра електромагнітних хвиль довжиною від 0,38 до 0,77 мк, оцінюється світловим потоком Ф, за одиницю якого прийнято люмен (лм).

Світловий потік - потужність елект­ромагнітної енергії, яка оцінюється за світловим сприйняттям людського ока.

Люмен дорівнює потоку, який створюється в одиничному тілесному куті ω, рівному 1стерадіану, точковим джерелом світла в 1 канделу.

Джерела світла випромінюють світловий потік у різних напрямках неоднаково. Тому, щоб дати характеристику інтенсивності випромінювання, застосовується поняття «просторова або кутова щільність світлового потоку», яку називають силою світла (І), тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута, в якому він випромінюється:

І=Ф / ω, кд (5.1)

За одиницю сили світла приймають канделу, яка дорівнює 1 лм/стер.

Відношення світлового потоку до площі поверхні, яку він оп­ромінює, називають освітленістю Е (тобто поверхнева щільність світлового потоку), яка вимірюється в люксах (лк), що дорівнює освітленості, створюваній світловим потоком Ф=1лм, рівномірно розподіленим на площі S=1м².

Е=Ф/S (5.2)

Орган зору людини здатний бачити об’єкт при освітленості від 0,1 до 100000 лк.

Зорове сприйняття освітлювальної поверхні залежить від сили світла, відбитого поверхнею у напрямку зору. Для кількісної оцінки можливості зорового сприйняття поверхні введено поняття яскравості L.

Взагалі, яскравість поверхні залежить не тільки від падаючого світлового потоку та коефіцієнта відбиття, а й від кута, під яким ми розглядаємо цю поверхню, і визначається як:

L=I(cos α), кд/м² (5.3),

де α – кут між нормаллю до поверхні і напрямом зору.

За величину яскравості прийнято ніт – це яскравість, 1м² плоскої поверхні, яка відбиває у перпендикулярному напрямі силу світла в 1 канделу.

До якісних умов зорової роботи належать фон, контраст об’єкта з фоном, видимість, показник засліпленості та ін.

Фон – це поверхня, яка прилягає до об’єкта розрізнення, на якій він розглядається.

Фон характеризується коефіцієнтом відбиття світлових променів ρ, який оцінюється виразом:

ρ =Ф_від/Ф_пад (5.4),

де Ф_від, Ф_пад - відповідно відбитий і падаючий світловий потік, лм.

Фон вважається світлим при ρ>0,4, середнім - при ρ=0,4-0,2, темним – при ρ<0,2.

Контраст об’єкта з фоном К характеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об’єкта та фону:

К=(L_фон- L_об)/L_фон (5.5)

Контраст вважається великим при К>5, середнім – при К=0,2-0,5 і малим при к≤0,2

Видимість V характеризує здатність ока розрізняти об’єкти з фоном. Вона залежить від контрасту фактичного К та порогового К_пор.

Пороговий контраст – це найменший контраст, який сприймається органами зору, К_пор ≈ 0,01

V=К/К_пор (5.6)

Показник засліпленості Р є критерієм оцінки засліплювальної дії освітлювальної установки:

P=(S-1)∙1000 (5.7),

де коефіцієнт засліпленості S=V₁/V₂, при чому V₁ – видимість при екрануванні блискучих джерел; V₂ – видимість, коли блискучі джерела перебувають у полі зору.

Об’єкт розрізнювання – це мінімальні окремі його частини, які необхідно розрізняти в процесі роботи.

Процес бачення виникає швидко, а не миттєво. Час розпізнавання має значення для роботи, іноді відіграваючи рішучу роль.

Блиск - це властивість освітлених поверхонь з підвищеною яскравістю викликати порушення зорових функцій.

Прямий блиск створюється джерелом світла й освітлюваних приладів. Засіб захисту від прямого блиску - зниження яскравості видимої частки джерела світла, що досягається застосуванням непрозорих відбивачів або спеціальної арматури.

Ступенем захисту є захисний кут світильника. Засліплююча дія освітлювальної установки залежить від її величини, потужності ламп, висоти підвісу світильника.

Для обмеження засліплюючої дії світильника загального освітлення у виробничих і допоміжних приміщеннях нормами регламентується показник освітленості, а в приміщеннях суспільних і житлових будинків - показник дискомфорту.

Природне освітлення є найбільш гігієнічним і передбачається для всіх приміщень, у яких постійно перебувають люди. Його розділяють на бічне, верхнє і комбіноване - поєднання бічного і верхнього.

Систему природного освітлення вибирають враховуючи:

• призначення й об'ємно-просторове розміщення забудови;

• вимоги до зорової роботи;

• кліматичні і світлокліматичні умови;

• економічні фактори.

Найчастіше вибирають бічне висвітлення: однобічне або двостороннє.

У залежності від географічної широти, пори року, часу доби і стану погоди рівень природного освітлення може змінюватися в широких межах.

Головним параметром, який використовують для нормування та обґрунтування природного освітлення закритих приміщень, є коефіцієнт природного освітлення (КПО) - відно­шення освітленості у певній точці приміщення Е₁, до освітленості під відкритим небом у цей же момент Е₂, %:

КПО = (5.8)

Мінімальне значення КПО, при якому рівень освітленості є достатнім для проведення заданих робіт, називають нормою КПО. Норми залежать від розряду зорової роботи, світлового поясу та системи природного освітлення.

Для бокового (одностороннього та двостороннього) освітлення норми КПО встановлюють для точок, розміщених на відстані 1 м від протилежної стіни при односторонньому і посере­дині приміщення - при двосторонньому освітленні на висоті ро­бочої поверхні (0,7 - 1,0 м). При верхньому чи комбінованому освітленні норма встановлюється для середнього значення КПО у проміжку між стінами не ближче як 1 м до них.

Зорові роботи поділяють на 8 розрядів, які визначають, го­ловно, за розмірами об'єктів, які треба розрізнити. Розряд 1 – зорові роботи найвищої точності; 2 - дуже високої точності; 3 - високої точності; 4 - середньої точності; 5 - малої точності; 6 - грубої точності; 7 - робота з матеріалами, що світяться, в гарячих цехах; 8 - загальне спостереження за ходом процесу.

Кількість світлової енергії, яку отримує певна територія, за­лежить від географічної широти, тому за санітарними нормами виділено 5 світлових поясів. Норми КПО, встановлені для 3-го світлового поясу. Для інших світлових поясів нормативні значення КПО роз­раховують. Для 4-го світлового поясу, до якого належить Україна, нормативне значення КПО знаходять за формулою:

е₄ = е₃ ∙ m ∙ c (5.9)

де e₄, е_з - нормативне значення КПО для 4-го та 3-го світлових поясів відповід-но;

т - коефіцієнт, який враховує світловий клімат і для Ук­раїни він дорівнює 0,9;

с - коефіцієнт, який враховує сонячний клімат і залежить від географічної широти та розміщення вікон. Для Ук­раїни значення коефіцієнта знаходиться в межах від 0,75 до 1 для будівель, розташованих на північ від 50° північної широти і від 0,7 до 0,95 - для будівель, розташованих на південь від цієї широти. Для вікон, направлених на південь, приймають мінімальне значення цього коефіцієнта, а для вікон, на­правлених на північ - максимальне.

Реальне значення КПО при боковому освітленні обчислю­ють за формулою:

(5.10)

S_в - сумарна площа вікон, м";

S_n - площа підлоги приміщення, м²;

e - реальне значення КПО для приміщення;

k- коефіцієнт запасу (1,0 - 1,5), який враховує запиленість повітря в робочій зоні (при вмісті пилу, диму, кіптяви менше, як 1 мг/м (k=1,3);

η- світлова характеристика вікна, яка є функцією співвідношень L/В та В/h,

В - глибина приміщення, тобто відстань від стіни з вікнами до протилежної глухої стіни, м

L - відстань між протилежними стінами, які перпендику­лярні стіні з вікнами, м;

h - відстань від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна, м, (визначається за довідковими таблицями);

τ - загальний коефіцієнт світлопропускання, який зале­жить від типу рами і положення скляної поверхні (визначається за довідковими таблицями);

р - коефіцієнт, який враховує затінення вікон спорудами, що навпроти, значення якого знаходимо у довідкових таблицях;

r - коефіцієнт, який враховує підвищення КПО за рахунок відбитого світла і є функцією співвідношень L/В, В/h і l/В, де l - відстань розрахункової точки до стіни з вікна­ми (визначається за довідковими таблицями).

Порівнюючи знайдене значення КПО із нормативним, визначають відповідність рівня природного освітлення санітарно-гігієнічним вимогам.

На жаль, природного освітлення не завжди достатньо, а в нічну пору доби його зовсім немає, тому використовують штучне освітлення. Штучне освітлення буває загальним, коли освітлення здійснюється однаковими світильниками, рівномірно розміщеними по всьому приміщенню, і комбінованим, якщо до загального освітлення додається місцеве, при якому додатково освітлюється невелика частина приміщення. Використовувати тільки місцеве освітлення не можна через різкий контраст між ділянками різної освітленості.

При штучному освітленні нормується абсолютне значення освітленості. Відповідно до гігієнічних вимог та енергетичних можливостей у нормативах прийняті мінімально достатні величи­ни освітленості. Більш висока економічність газорозрядних ламп дає можливість дещо підвищити встановлені норми штучного освітлення. Норми встановлюються залежно від розряду зорової роботи, фону (світлий, середній, темний), контрасту об'єкта з фо­ном (малий, середній, великий), системи освітлення (комбіноване чи загальне) і типу світильників та ламп, які використовуються для освітлення.

Для штучного освітлення використовують лампи розжарю­вання та люмінесцентні лампи. Вони не забезпечують всіх параметрів, які дає природне освітлення. Спектр ламп роз­жарювання відрізняється від спектра сонячного світла через перевагу жовтих та червоних променів. Спектр люмінесцентних ламп ближчий до спектра сонячного світла, але люмінесцентні лампи дають пульсуючий світловий потік, який при тривалій ро­боті викликає стробоскопічний ефект (поява декількох об'єктів замість одного). Лампи розжарювання і люмінесцентні лампи ма­ють певні електротехнічні та світлові характеристики, що надаються у довідкових таблицях.

Вимоги до освітленості мобільної техніки.

Відповідно до ГОСТ 12.2.019-86 „Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности” існують такі вимоги до освітленості мобільної техніки:

1. Трактори і машини повинні бути обладнані фарами. Кількість фар повинна бути:

- для тракторів не менше двох передніх і двох задніх;

- за технічними умовами на конкретні моделі машин.

2. Трактори повинні мати транспортну і робочу системи внутрішнього висвітлення, а машини - робочу або робочу і транспортну.

Зазначені системи повинні включатися незалежно. Робоча система призначена для висвітлення ділянок поля під час виконання технологічної операції, а транспортна - дороги і ділянок поля.

3. Система освітлення тракторів (робочі фари автономно або разом із транспортними фарами) повинна забезпечувати освітленість не нижче зазначеної на рисунку 5.2 при вимірах у вертикальній площині на висоті 0,1 м від поверхні площадки і повороті фотоелемента на максимальне показання люксметра.

4.Освітленість робочих зон машини повинна бути не менше значень, зазначених у таблиці 5.1.

Рівномірність освітленості оцінюється коефіцієнтом рівномірності g= , значення якого повинне бути не менше 0,2 у зоні нормування освітленості. При цьому відношення мінімальної освітленості до максимальної в точках, що перебувають на відстані до 2 м, не повинно перевищувати 0,2.

Е_min – мінімальне значення освітленості, Е_m – середнє значення рівня освітленості.

Таблиця 5.1- Норми освітленості робочих зон машини

(ГОСТ 12.2.019-86)

Зона	Середнє значення рівня освітленості Еm, лк	Площина, в якій нормується освітленість
Площадка у передній зоні огляду шириною, яка дорівнює захвату робочого органа на відстані 10 м від нього	15	Вертикальна
Площадка у передній зоні огляду шириною 16 м на відстані 10 м від робочого органа	5	Вертикальна
Робочі органи у полі зору	20	Горизонтальна Вертикальна
Передня зона огляду на ширині захвату робочого органа на відстані 20 м від нього	5	Горизонтальна
Зона вивантаження (навантаження)	15	Горизонтальна

5. Робочі фари повинні бути встановлені так, щоб їхнє світло не заважало операторові безпосередньо або побічно за рахунок відбиття дзеркалами заднього виду й іншими світловідбиваючими поверхнями трактора.

6. У конструкції тракторів і машин повинна бути передбачена мож-ливість підключення переносної лампи потужністю не менш 20 Вт.

Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади – люксметри модифікації Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 та портативний цифровий люксметр-яскравометр ТЄС 0693.

Всі вони працюють із застосуванням ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, шкала якого проградуйована у люксах, оскільки величина освітленості пропорційна виникаючій електрорушійній силі на затисках фотоелемента.

Межі виміру найбільш розповсюдженого люксметра типу Ю-16 (рис. 5.1) — від 1 до 500 лк, а при використанні світлофільтра — від 100 до 50 000 лк.

Вимірюючи освітленість, фотоелемент необхідно направляти перпендикулярно до падаючого променя світла, а прилад встановлювати в горизонтальне положення.

При вимірюванні освітленості, яку забезпечують люмінесцентні лампи, результат необхідно помножити на поправочний коефіцієнт — для ламп ДС (денного світла) цей коефіцієнт складає 0,9, а для ламп БС (білого світу) - 1,1. Для природної освітленості коефіцієнт складає 0,8.

Застосовують також вимірювачі видимості – фотометри та інші комплексні вимірювачі світлотехнічних величин.

Рис. 5.1 – Загальний вигляд люксметра: 1 – перетворювач; 2 – фотоелемент