Нормирование освещенности

Освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях регламентируется строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

В основу нормирования освещенности положены следующие показатели, характеризующие условия зрительной работы: размер объекта различения и его коэффициент отражения, фон, контраст объекта с фоном.

Объект различения – рассматриваемый объект, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы.

Размер объекта – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работ.

Коэффициент отражения объекта ₀ различается по светлоте так же, как и фон. Объект может быть светлым при ₀ > 0,4, средним при 0,2  ₀  0,4 и темным при ₀ < 0,2.

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым при коэффициенте отражения поверхности _Ф, на которой рассматривается объект, более 0,4; среднесветлым при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражения менее 0,2.

Контраст объекта с фоном К характеризуется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона или между их коэффициентами отражения к коэффициенту отражения фона. Контраст объекта с фоном бывает большим, средним или малым в зависимости от его численного значения:

• большим – при К > 0,5 (объект и фон резко разняться по яркости);

• средним – при 0,2  К  0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

• малым – при К < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

При нормировании осветительных условий для заданной зрительной работы при искусственном освещении необходимо знать:

разряд работы, который зависит от размера объекта различения;

подразряд работы, который зависит от контраста объекта с фоном и характеристики фона.

В соответствии со СНиП 23-05-95 все зрительные работы делятся на 8 разрядов. Разряды от I до V разбиты на четыре подразряда в зависимости от контраста объекта различения с фоном и характеристики фона.

Естественное освещение

Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы (окна) в наружных стенах. Образуемое в результате взаимодействия прямого и отраженного света диффузное освещение помещений создает благоприятное распределение яркости, что оказывает положительное действие на зрение. Естественное освещение подразделяется на боковое  через световые проемы в наружных стенах или через прозрачные части стен, выполненные из пустотелых стеклянных блоков; верхнее  через световые проемы, устраиваемые в покрытии или через прозрачные части покрытия; и комбинированное  через световые проемы в покрытии и стенах или через прозрачные ограждения покрытий и стен. Во всех производственных помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время следует предусматривать естественное освещение как более экономичное и совершенное с точки зрения медико-санитарных требований по сравнению с искусственным освещением. Особенность естественного освещения – чрезвычайно широкий диапазон изменения и непостоянство. Поэтому оценивать естественное освещение в абсолютных единицах освещенности – люксах не представляется возможным. В качестве нормируемой величины принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности е (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения Е_ВН к одновременной освещенности точки Е_НАР, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода

Схема определения коэффициента естественной освещенности

Следовательно, коэффициент естественной освещенности показывает, какую долю от одновременной горизонтальной освещенности на открытом месте при диффузном свете небосвода составляет освещенность в рассматриваемой точке помещения. Наружная освещенность для разных местностей различна и колеблется в широких пределах. В пределах России в ясный день полуденная освещенность колеблется от 4000 лк (в декабре) до 38000 лк (в июне). Наименьшую расчетную освещенность в помещении определяют при наружной освещенности 5000 лк.

Достаточность естественного освещения в помещении регламентируется специальными нормами, которыми установлены значения КЕО в зависимости от следующих 4-х факторов:

• характера и точности зрительной работы;

• системы освещения;

• коэффициента светового климата, определяемого в зависимости от района расположения здания на территории России;

• коэффициента солнечности, зависящего от ориентации здания относительно сторон света.

Нормированные значения КЕО, е_N, для зданий, располагаемых в различных районах следует определять по формуле

где N — номер группы обеспеченности естественным светом по табл.; е_Н — значение КЕО; т_N — коэффициент светового климата.

В зависимости от напряжения зрительного аппарата при выполнении работы освещенность на предприятиях делят на 8 разрядов – от наивысшей точности до общего наблюдения за ходом производственного процесса.

В помещениях с боковым односторонним освещением нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности в точке на рабочей плоскости, наиболее удаленной от светового проема. При боковом двустороннем освещении и симметричных световых проемах нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности в середине помещения, а при наличии в середине помещения свободного прохода — на границах этого прохода. Если световые проемы несимметричны, за минимальное значение коэффициента естественной освещенности принимается наименьшее значение коэффициента из числа вычисленных для различных точек помещения с предполагаемой наименьшей освещенностью.

В помещениях, освещаемых верхним или комбинированным светом, нормируется среднее значение коэффициента естественной освещенности в пролете или помещении, который определяется по формуле

где е₁ е₂, . . . , е_n—значения коэффициента естественной освещенности в отдельных точках, находящихся на равном расстоянии друг от друга; n  количество точек, в которых определяется коэффициент естественной освещенности (таких точек берется не менее пяти).

В помещениях с комбинированным освещением суммарное значение среднего коэффициента естественной освещенности определяется по формуле

где е_Ф — среднее значение коэффициента естественной освещенности от фонаря; е_О  среднее значение коэффициента естественной освещенности от окон.

Кроме интенсивности естественного освещения, нормируется равномерность естественного освещения, которая в производственных помещениях 1 и 2-го разрядов работ с верхним освещением должна быть не менее 0,5, а для работ 3 и 4-го разрядов — не менее 0,3.

Равномерность освещения характеризуется отношением минимального коэффициента естественной освещенности e_min к максимальному его значению е_max на рабочей плоскости в пределах характерного разреза помещения (обычно посредине помещения по оси светового проема или по оси простенка между световыми проемами).

Для производственных помещений с боковым и комбинированным освещением неравномерность естественного освещения не нормируется.

Размеры и расположение световых проемов в помещениях, а также соблюдение норм освещенности проверяются расчетом. При этом руководствуются следующими соображениями.

Световой поток, падающий в ту или иную точку помещения, суммируется из прямого диффузного света от небосвода е_Н (с учетом светопотерь), света, отраженного от внутренних поверхностей помещения е_О, и света, отраженного от поверхности земли е_З. Таким образом, e = е_Н + е_О + е_З.

Освещенность е_Н, получаемая в помещении от диффузного света небосвода, зависит от величины световых проемов и их размещения. Она увеличивается с увеличением площади световых проемов, а также при размещении световых проемов в верхней части стен и в покрытии зданий. Освещенность е_О, получаемая за счет света, отраженного от внутренних поверхностей помещения, зависит от цвета пола, окраски стен и потолка. В помещениях со светлыми полами, с потолком и стенами, окрашенными белой краской, освещенность повышается в 2 и более раза. Освещенность e_З учитывается только для зданий с боковым освещением. Отраженный свет от поверхности территории, прилегающей к зданию, при боковом освещении помещений, имеющих светлую окраску потолка, увеличивает освещенность в помещениях на 30% и более при светлом грунте (песок) или при покрытии грунта светлой керамической плиткой^.

Схема определения коэффициента естественной освещенности с учетом отраженного света

Рабочие места предприятий быта по зрительной характеристике относятся обычно к 3 и 4 разрядам работ с нормируемым КЕО = 1, 5 – 2,0. В помещениях, в которых осуществляют работы различной точности, значение КЕО принимают по точности работы, преобладающей в данном производстве. При расположении зданий ниже 45 северной широты КЕО умножают на 0,75, при расположении зданий севернее 60северной широты – на 1,2.

При устройстве естественного освещения надо учитывать, что боковое освещение применяется в зданиях при отношении глубины помещения к высоте не более 8. Световые проемы в наружных стенах могут быть в виде отдельных окон, ленточные (одна или несколько лент по высоте стены) и сплошные. Проемы в виде отдельных окон устраиваются в тех зданиях, где производится грубая обработка изделий, а также в складских зданиях. Если необходимо иметь хорошее естественное освещение на большую глубину помещений, предусматривают ленточное или сплошное остекление. В зданиях, имеющих отношение глубины помещения к высоте более восьми, возникает необходимость устройства световых фонарей (световые фонари — это остекленные надстройки, возводимые над проемами, устраиваемыми в покрытии здания).

Расчет естественного освещения

Расчет естественного освещения сводится к определению площади оконных проемов производственного помещения. Этот расчет должен определить правильное отношение площади оконных проемов к площади пола. Правильное соотношение этих площадей обеспечивает минимально допустимое значение коэффициента естественной освещенности на рабочем месте.

Расчет осуществляют по формуле

где S₀ - площадь оконных проемов, м²; S_П - площадь помещения, м²; e_N - нормируемый КЕО; К_З - коэффициент запаса – величина, принимаемая в зависимости от запыленности производственного помещения (при запыленности рабочей зоны свыше 5 мг/м³ К_З = 2,0; от 1,0 до 5,0 мг/м³ – К_З = 1,8; менее 1 мг/м³ – К_З = 1,5); ₀ - световая характеристика окна, равная площади светового проема в % от площади пола (принимают по таблицам СНиП 23 – 05 – 95); ₀ - общий коэффициент светопропускания (определяют по формуле ₀ = ₁  ₂  ₃, где ₁ – коэффициент светопропускания материала, ₂ – коэффициент, учитывающий потерю света в переплетах светопроема; ₃ – коэффициент, учитывающий потерю света в несущих конструкциях; r₁ - коэффициент, учитывающий повышение коэффициента естественной освещенности благодаря свету, отраженному от светлых поверхностей оборудования, стен и потолка помещения; К_ЗД – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями.

Коэффициент r₁ зависит от средневзвешенного коэффициента отражения поверхностей помещения Р_СР, %, который при боковом и верхнем освещении определяется по формуле

где Р_ПТ, Р_СТ, Р_ПП – коэффициент отражения потолка, стен, пола, %; S_ПТ, S_СТ, S_ПП – площади потолка, стен, пола, м²:

где В – ширина помещения, м; L – длина помещения – расстояние между стенами, перпендикулярными к наружной стене, м; Н – высота помещения, м.

Отношение площади окон к площади пола для производственных помещений обычно должно быть 1 : 4  1 : 6.

10