m1023

628 Р824

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

М.Г. Рублев, В.Л. Павлова

ЭФФЕКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ

Методическиеуказанияквыполнениюлабораторнойработы подисциплине«Безопасностьжизнедеятельности»

НОВОСИБИРСК

2014

фект. Устройство лабораторной установки для исследования эффективности и качества освещения, правила работы с ней.

2.Нормирование производственного освещения. Объект различения. Фон. Контраст. Электрические источники света. Коэффициент использования осветительной установки, его расчет.

3.Влияние неблагоприятного светового климата на работоспособность и здоровье работников.

Под освещением понимают получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения оптимальных условий видения предметов и объектов. Освещение влияет не только на настроение и самочувствие, но и определяет эффективность труда.

Важнейшее условие создания благоприятных и безопасных условий труда – это рациональное освещение помещений и рабочих мест.

Примерно 80–90 % информации из внешней среды человек получает посредством зрительного анализатора. Качество получаемой информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное в количественном или качественном отношении освещение не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Одной из причин производственного травматизма может быть нерационально организованное освещение. Так, плохо освещенные опасные производственные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени и пульсации освещенности ухудшают видимость и вызывают неадекватное восприятие наблюдаемых объектов.

Различают три вида производственного освещения: естественное, искусственное и совмещенное.

Для санитарно-гигиенической оценки производственного освещения используются физические светотехнические характеристики.

К видимому излучению относится участок спектра электромаг-

нитных колебаний в диапазоне длин волн от 380 до 770 нм (1 нм = 10–9 м), которые воспринимаются глазом человека.

4

Световым потоком называют часть лучистого потока, воспринимаемую человеком как свет. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света Ia – это пространственная плотность светового потока:

где dF – световой поток, лм, равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dω.

Единицей измерения силы света является кандела (кд), равная световому потоку в 1 люмен (лм), распространяющемуся внутри телесного угла в 1 стерадиан.

Под освещенностью Е подразумевают поверхностную плотность светового потока, измеряемую в люксах (лк):

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

Поверхностная плотность силы света в заданном направлении называется яркостью. Яркость, являющаяся характеристикой светящихся тел, равна отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению:

где а – угол между направлением излучения и плоскостью, град. Единица измерения яркости – кд/м2. Это яркость такой плоской

поверхности, которая в перпендикулярном направлении излучает силу света в 1 кд с площади 1 м2.

В тех помещениях, где испытывается недостаток естественного света, предусматривается искусственное освещение. Оно же используется и в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует или недостаточна.

5

По конструктивному исполнению различают три вида искусственного освещения: общее, местное и комбинированное.

Общее освещение используется для освещения всего помещения и создает условия для работы в любом точке освещаемого пространства. При местном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что повышает освещенность на конкретных рабочих местах.

Сочетание общего и местного искусственного освещения называется комбинированным. Оно целесообразно при выполнении работ повышенной точности, а также при создании на рабочих местах определенной направленности светового потока. Местное освещение может быть переносным и стационарным. Санитарными правилами запрещается применение только местного освещения в производственных помещениях, поскольку резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами утомляет зрение, замедляет скорость работы и может быть причиной несчастного случая.

По функциональному назначению различают несколько видов искусственного освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и др.

Во всех помещениях производственных зданий, на участках открытых пространств предусматривается рабочее освещение, предназначенное для осуществления работ, безопасного прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение необходимо предусматривать в тех случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования могут привести к взрыву, пожару, длительному нарушению производственного процесса или работы объектов жизнеобеспечения. При этом величина аварийного освещения должна составлять 5 % от нормируемой рабочей освещенности, но не менее 2 лк внутри производственных зданий и не менее 1 лк для территории предприятий.

В местах, отведенных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей в количестве более 50 человек предусматривается эвакуационное освещение. Оно должно составлять в помещениях на полу основных проходов и на ступенях лестниц не менее 0,5 лк и 0,2 лк на открытой территории.

6

Вдоль границ территории, охраняемой в ночное время, создается охранное освещение. Оно обеспечивает освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли.

Источником искусственного освещения могут быть лампы накаливания и/или газоразрядные лампы.

Влампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая нить. Такие лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной (по сравнению с естественным светом) интенсивностью в желто-красной области спектра. Конструкционно лампы накаливания подразделяются на вакуумные, газонаполненные, бесспиральные (галогенные).

Недостатком всех ламп накаливания является сравнительно небольшой срок службы (до 2 000 ч) и малая световая отдача (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) – 8–20 лм/Вт. На производстве они используются для создания местного освещения.

Чаще всего в промышленности используются газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Люминесцентные лампы, или газоразрядные лампы низкого давления, имеют стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Сама трубка наполнена дозированным количеством ртути (30–80 мг) и смесью инертных газов под давлением около 400 Па. На краях трубки внутри размещаются электроды. При включении лампы в сеть между электродами возникает газовый разряд, который сопровождается излучением преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Создаваемое излучение люминофор преобразует в видимое световое излучение. Состав люминофора лампы влияет на цветность лампы.

Впоследнее время используются газоразрядные лампы низкого давления со встроенным высокочастотным преобразователем. В таких лампах создается вихревой газовый разряд, возбуждающийся на высоких частотах (десятки килогерц), что дает очень высокую светоотдачу.

К газоразрядным лампам высокого давления (0,03–0,08 МПа) относят дуговые ртутные лампы (ДРЛ). Такие лампы в спектре из-

7

лучения преимущественно имеют зелено-голубую область светового спектра.

Главными преимуществами газоразрядных ламп являются: их долговечность (более 10 000 ч), низкая себестоимость изготовления, высокая экономичность, благоприятный с физиологической точки зрения спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи, а также низкая температура поверхности. Светоотдача газоразрядных ламп изменяется в пределах от 30 до 105 лм/Вт, что превышает светоотдачу у ламп накаливания в несколько раз.

Освещенность на рабочих поверхностях в производственных помещениях устанавливается в зависимости от характеристики зрительной работы и нормируется СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» (Актуализированная редакция СНиП 23-05–95).

Под объектом различения понимают рассматриваемый предмет, отдельную его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе производственной деятельности. А характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона.

Фоном называется поверхность, на которой происходит различение объекта. Различают: светлый фон – при коэффициенте отражения ρ светового потока поверхностью более 0,4; средне-светлый фон – при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темный фон – при коэффициенте отражения менее 0,2.

Отношение абсолютной величины разности яркостей объекта Во и фона Вф к наибольшей из этих двух яркостей называется контрастом объекта с фоном. Он считается большим при значениях К более 0,5; средним – при значениях К от 0,2 до 0,5; малым – при значениях К менее 0,2.

Согласно СП 52.13330.2011 все зрительные работы делятся на восемь разрядов в зависимости от размера объекта различения и условий зрительной работы.

Важным параметром, характеризующим качество производственного освещения, является коэффициент пульсации освещенности Кп, под которым подразумевают критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока, определяется по формуле

8

– максимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности; Еmin – минимальное значение пульсирующей освещенности; Еср – среднее значение освещенности.

Большой коэффициент пульсации в производственных условиях не только приводит к утомлению органа зрения, но и может вызывать нарушение адекватного восприятия наблюдаемого объекта за счет проявления стробоскопического эффекта.

Под стробоскопическим эффектом понимают кажущееся из-

менение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Так, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при совпадении частот вспышки и вращении диска (fвcп = fвpaщ), медленно вращающимся в обратную сторону при

fвcп > fвpaщ, медленно вращающимся в ту же сторону при fвcп < fвpaщ. Коэффициент пульсации освещенности при вращении объектов способен вызывать видимость их неподвижности, что может привести к случаю производственного травматизма.

Значение коэффициента пульсации для газоразрядных ламп составляет 25–65 %, для обычных ламп накаливания – 7 %, для галогенных ламп накаливания – около 1 %. Низкие значения Кп для ламп накаливания объясняются большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока Fлн ламп в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через ноль. В то же время газоразрядные лампы обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Fлл почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (рис. 1).

9