25. Нормирование освещенности рабочих мест.

При нормировании освещенности производственных помещений регламентируется ее минимальный допустимый уровень в зависимости от характеристик и вида выполняемой зрительной работы.

Выбор значений нормируемых параметров осуществляется в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 «Естественное и искусственное освещение».

Все зрительные работы (ЗР) можно разделить на три основных вида.

К первому виду следует отнести все ЗР, при выполнении которых не требуется использование оптических приборов (рис. 4.2). При этом объект различения может находиться как близко, так и далеко от глаз.

Ко второму виду ЗР (рис. 4.3) относятся такие работы, при выполнении которых требуется использовать оптические приборы (лупы, микроскопы и т.д.), так как размер рассматриваемого объекта не может быть воспринят глазом даже при высоких уровнях яркости.

К третьему виду ЗР (рис. 4.4) относятся работы, связанные с восприятием информации с экрана, при которых имеются особые требования к организации производственного освещения.

Характеристиками зрительной работы являются:

· размер объекта различения (при условии его удаления от глаза не более чем на 0,5 м) – наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельной его части или дефекта, которые требуется различить в процессе работы;

· контраст объекта различения с фоном (К) – определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона

Контраст объекта различения с фоном считается: большим – значеник К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средним – значение К находится в промежутке от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); малым – значение К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости);

· светлота фона – светлота поверхности, прилегающей непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при r > 0,4 (r – коэффициент отражения поверхности); средним – при r от 0,2 до 0,4, темным – при r < 0,2.

Чем меньше размер объекта различения (до определенного предела) и контраст его с фоном и чем ближе его необходимо рассматривать, тем он труднее воспринимается глазом. Также трудно воспринимать объект большого размера и находящийся далеко, но плохо освещенный. Следовательно, для нормальной работы зрительного анализатора ему необходимо предъявлять объекты не менее определенного размера и контраста с фоном и при достаточной освещенности.

В соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 «Естественное и искусственное освещение» все зрительные работы, выполняемые без использования оптических приборов характеризуются:

· разрядом зрительной работы, который определяется в зависимости от размера объекта различения, то есть в зависимости от точности выполняемой зрительной работы;

· подразрядом зрительной работы, который определяется сочетанием контраста объекта различения с фоном и светлоты фона; для большинства разрядов зрительной работы существуют по четыре подразряда: а, б, в, г; например, подразряд «а» означает, что контраст объекта различения с фоном – малый, а характеристика фона – темный.

Для различных видов освещения нормируемые показатели различны.

При искусственном освещении в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются:

· освещенность в лк,

· показатель ослепленности Р,

· коэффициент пульсации Кп, %.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 по шкале: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:

· на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;

· то же при системе общего освещения для разрядов I – V, VI;

· на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.

Нормы освещенности по СНиП 23 – 05 – 95 следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:

· при работах I – IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;

· при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах и т.п.);

· при специальных повышенных санитарных требованиях на предприятиях пищевой и химико-фармацефтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения – 500 лк и менее;

· при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения – 750 лк и менее;

· при постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м2 и более;

· в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.

При естественном и совмещенном освещении в соответствии со СНиП 23 – 05 – 95 для каждого разряда зрительной работы в зависимости от характеристики освещения (верхнее, боковое или комбинированное) нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО.

КЕО – это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременно измеренному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах:

В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке посередине помещения.

При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.

Нормируемые значения освещенности, регламентируемые СНиП 23-05-95, приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме специально оговоренных случаев; для наружного освещения – для любых источников света.

Для освещения помещений следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.

Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе и галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

26. Источники искусственного освещения. Методы расчета.

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, охранное, аварийное. Рабочее освещение предусматривается на всех участках строительных площадок для обеспечения нормальной работы в темное время суток. Для строительной площадки в местах производства работ предусматривается общее равномерное освещение с величиной освещенности не менее 2 лк. Аварийное освещение предназначается для эвакуации людей и обеспечивает освещенность в местах основных проходов, подъемов и спусков: внутри здания 0.5 люкс, снаружи здания – не менее 0.2 лк. Охранное освещение устраивается при необходимости наблюдения за территорией строительства в темное время суток, освещенность принимает не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной или односторонней вертикальной плоскости. В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы. Источники искусственного освещения. В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные. (области применения газоразрядных ламп: -Магазины и витрины, офисы и общественные места; -декоративное наружное освещение: освещение зданий и пешеходных зон; -художественное освещение театров, кино и эстрады (профессиональное световое оборудование).

Общие принципы расчета. Расчет искусственного освещения ведут в определенной последовательности. Прежде всего выбирают тип источника света, систему освещения и по таблице 20.1 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 неравномерного 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). Расположение светильников в помещении при системе общего освещения зависит от высоты их подвеса над освещаемой плоскостью. Соблюдая оптимальное отношение расстояния между светильниками l к высоте их подвеса h, достигают необходимой равномерности освещения рабочих поверхностей. Значения l/h для светильников некоторых типов следующие: 1,4 — для "Глубокоизлучателя", "Люцетты", ОД, ОДО, ПВЛ-6; 1,5 —для "Универсаль", ПУ, ПВЛ-1; 2-для ВЗГ, Фм. Необходимо также выбрать расстояние l1 между светильниками и стеной. Если рабочие поверхности горизонтальные и расположены непосредственно у стен, то рекомендуется принимать l1 = (0,25...0,3)l. Если же вдоль стен расположены проходы, то l1 = (0,4...0,5)h. Светильники с люминесцентными лампами в помещении обычно располагают рядами. Расстояние между рядами принимают равным (1,2...1,5)/h в зависимости от типа светильников. Расчет методом удельной мощности. Данный метод применяют для ориентировочных или проверочных расчетов освещенности в помещениях при равномерном расположении в них светильников. Значения удельной мощности Ру зависят от многих переменных, но для случаев оптимального расположения светильников известного типа, заданной освещенности и высоты подвеса они известны. Их можно найти в справочной литературе. В этом случае мощность одной лампы, Вт, рассчитывают по формуле

Pл = РуSп/пл,

где PУ — удельная мощность светильников, необходимая для освещения помещений, Вт/м2; Sп — площадь пола, м2; пл — число ламп. Полученный результат округляют. до ближайшего большего значения стандартной мощности лампы. В справочниках обычно указаны удельные мощности с учетом назначения производственных помещений. Например, для чертежных залов Ру = 24...28 Вт/м2, для доильных залов— 15,5, для телятников — 8, для складов — 2,5 Вт/м2 и т. д.

Расчет методом светового потока. Этот метод позволяет определить световой поток ламп при заданной освещенности рабочей поверхности, общем освещении с равномерным расположением светильников, с учетом отраженного стенами и потолком света. Метод светового потока непригоден в следующих случаях: при расчете направленного сконцентрированного светового потока; для локализованного, местного и наружного освещения; при негоризонтальности рабочих поверхностей.

По найденному значению Фл и таблице 20.3 выбирают стандартную лампу, округляя полученное расчетное значение светового потока в большую сторону. Затем определяют электрическую мощность осветительной установки и действительную освещенность, лк:

Ед = Фл.тnсηс/(Sпkz),

где Фл.т — световой поток выбранной лампы, лм.

Расчет точечным методом. Данным методом определяют световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности при любом расположении освещаемой поверхности и светильников в случаях, когда отраженный свет несуществен. Точечный метод применим для расчета как внутреннего, так и наружного освещения. В основе метода лежит известное светотехническое соотношение, определяющее зависимость освещенности поверхности Е, создаваемой точечным источником света, от силы света I, расстояния до поверхности r и угла падения света на эту поверхность α:

Е = I cos α/r2.

В качестве расчетной принимают точку с наименьшей освещенностью (точка А на рис. 20.4). Так как световой поток светильников еще неизвестен, то вычисляют не истинную, а условную освещенность Ее, т. е. ту, которая была бы создана в расчетной точке, если бы в светильниках выбранного типа находились лампы с условным световым потоком в 1000 лм. Для случая, соответствующего рисунку 20.4,

где Ii — сила света выбранного светильника в направлении расчетной точки, кд, определяемая по кривым силы света — графикам пространственных изолюкс конкретного светильника; αi — угол между осью светильника и линией, соединяющей световой центр светильника с заданной точкой; h =rcos α — расчетная высота подвеса, м. Рис. 20.4. К расчету освещенности, создаваемой в точке несколькими светильниками

Чтобы найти действительную освещенность, следует условную освещенность умножить на коэффициент, учитывающий отличие истинного значения светового потока принятой лампы от условного и равный 10-3 Фл. Кроме того, в формулу для определения Ед следует ввести коэффициент μ= 1,05... 1,1, учитывающий влияние удаленных светильников и отраженного света. Необходимо также иметь в виду и тот факт, что в процессе эксплуатации осветительная установка перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям из-за "старения" лампы (световой поток к концу срока службы уменьшается на 15...20%), снижения отражательных свойств поверхностей светильников вследствие коррозии, запыления светильников. Снижение действительной освещенности от указанных факторов учитывают коэффициентом запаса k, значения которого находятся в пределах 1,3...2.

Рис. 20.5. К расчету освещенности наклонной плоскости

Если необходимо рассчитать освещение наклонной плоскости, то через расчетную точку, лежащую на этой плоскости, проводят вспомогательную горизонтальную плоскость (рис. 20.5). Связь между горизонтальной освещенностью в расчетной точке Ет и освещенностью наклонной плоскости ?н выражается соотношением Ен = ψEг, где ψ = cos θ ±р sin θ/h. Величины θ, р, h показаны на рисунке 20.5.