Лекции БЖД-Модуль 2

МОДУЛЬ 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1.ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

1.Основные светотехнические понятия и характеристики освещения

2.Виды и системы освещения

3.Нормирование производственного освещения. Основные требования к производственному освещению

3.1.Нормирование и требования к искусственному освещению

3.2.Нормирование естественного освещения

3.3.Требования к освещению при работе с видеодисплейными терминалами

4.Источники искусственного освещения

4.1.Основные характеристики искусственного освещения

4.2.Виды источников искусственного освещения

их характеристики и требования к эксплуатации 5. Расчет искусственного освещения

Через зрительный анализатор (ЗА) к нам поступает большая часть информации об окружающем мире. Зрительная работоспособность, производительность труда тесно связаны с рациональным производственным освещением. Свет оказывает влияние на эмоциональное состояние человека, обмен веществ, сердечно-сосудистую систему, нервно-психическую сферу. Свет – это не только важный стимулятор зрительного анализатора, но и организма в целом.

Недостаточная освещенность приводит к утомлению зрения, может создать опасную ситуацию, привести к травмам.

Слишком большая яркость источников света (блесткость) ведет к временному нарушению зрительной функции (ослепленность).

1.Основные светотехнические понятия

ихарактеристики освещения

Световой поток Ф – поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения.

1 лм – поток, создаваемый источником света силой в 1 кg в одном стерадиане

Сила света J – пространственная плотность светового потока в данном направлении.

J = ddФΩ [kg]

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

(Ω - величина телесного угла в стерадианах).

(1kд (кандела) – сила света, излучаемого в перпендикулярном

1

направлении абсолютном черным телом с площади м2 при t°

600000

затвердевания платины и давлении 101325 н/м2).

Освещенность Е = Ф[лк](S – площадь освещаемой поверхности)

S

измеряется в люксах.

1 люкс – освещенность поверхности площадью 1 м2 при Ф = 1 мм. Яркость L – (элемента поверхности dS под углом θ относительно нормали

этого элемента есть отношение светового потока к произведению телесного угла на площадь элемента излучающей поверхности и косинус угла θ между нормалью к поверхности и линией взгляда.

L =

d 2 Ф

d Ω d S C o s θ

Коэффициент отражения

ρ = Фотр ;

Блескость – повышенная яркость светящихся поверхностей в прямом и отраженном свете, вызывающая нарушение зрительных функций. Другим словами, это ощущение, связанное с наличием в поле зрения яркости, значительно превышающей яркость, к которой может адаптироваться глаз, и вызывающей раздражение, дискомфорт или потерю зрительной работоспособности и ухудшение видения. Блесткость можно классифицировать либо по воздействию (дискомфортная блесткость, слепящая блесткость) либо в зависимости от ее источника (прямая, отраженная). Отраженная блесткость может быть зеркальной или диффузной (также называется вуалированным

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

Рис.1 отражением). Примерами отраженной блескости являются отражения на

экранах видеотерминалы отражения от страниц книг (см. рис.1).

Блескость ведет к раздражению, дискомфорту, утомлению зрения. Иногда значительно ухудшается и работоспособность.

Важной характеристикой освещения является контрастность. Контрастность – это различие в яркости или цвете предметов.

Существенное значение имеет контраст объекта с фоном, который характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, трещина, риска, раковина и т.п.) и фона.

К = L Ф − L о при Lф > Lо

L Ф

L o − L ф при Lo > Lф

L o

При К > 0,5 контраст считается большим При 0,2 ≤ К ≤ 0,5 – средним При К < 0,2 – малым

Контрастность можно увеличить за счет увеличения освещенности (но не более, чем до 1000 лк), дальше это уже не эффективно, а необходимо улучшать качественные характеристики освещения.

Другой важной характеристикой, связанной со зрительной работой и освещением является видимость. Видимость – это способность глаза воспринимать объект

V = КпоК р , где Кпор – пороговый контраст

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

(Кпор = L ф о р L – нор – Lф – Lо)

LФ

Свидимостью связана величина показателя ослепленности, который является критерием оценки слепящего действия источника света. Здесь V2 – видимость объекта различения при наличии ярких источников в поле зрения, V1

–то же при экранировании этих источников. Экранирование осуществляемое с помощью щитков, козырьков и т.п.

ρ = ( V 1 − 1 ) 1000,

V 2

Коэффициент пульсации

Кл = 100 E m ax − E m in ,

2 Еср

где Еmax, Emin, Ecp – соответственно максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период и колебания.

Коэффициент пульсации является показателем качества освещения и, так же , как и показатель дискомфорта входит в число нормируемых параметров.

Показатель дискомфорта. Показатель зрительного дискомфорта характеризует ощущения зрительного дискомфорта, возникающее при неудовлетворительном распределении яркости в освещаемом пространстве.

Показатель зрительного дискомфорта от одиночного блеского источника:

ϖ 0.,5

М =

Lc

ρ La 0.,5

где Lс – яркость блеского источника, Lа – яркость окружающего поля адаптации, kg/м2, ϖ - телесный угол, в пределах которого находится блеский источник, Р – индекс позиции блеского источника относительно линии зрения.

2. Виды и системы освещения

По видам производственного освещения различают:

1)естественное освещение

2)искусственное освещение

3)совмещенное освещение Естественное освещение делится на

1)боковое,

2)верхнее,

3)комбинированное.

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

Триада Свет - ЗР - Глаз 1 - освещенность; 2 – яркость

Рис. 2. Триады зрительной работы

1.ЗР , при выполнении которых не требуется использование оптических приборов (самая многочисленная группа (см. рис. 2а)

2.ЗР с использованием оптических приборов (рис. 2б).

3.ЗР, связанные с восприятием информации с экрана (рис. 2в), предъявляющие особые требования к освещению, а также к объекту восприятия

(информация на экране), который в то же время является источником света.

Зрительные работы, выполняемые без оптических приборов.

Нормирование искусственного освещения осуществляется в соответствии со Строительными Нормами и Правилами СНиП 23.05.95 «Естественное и искусственное освещение» и Санитарными Правилами и нормами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

При нормировании искусственного освещения для зрительных работ 1-

го вида нормируемым параметром является освещенность Е[лк], Е = ƒ (объект различия, фон; контраст).

Освещенность в соответствии со СНиП 23.05.95 должна соответствовать характеру работы, определяющемуся 3-мя параметрами:

а) объект различения - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различать в процессе работы; при работе с приборами - толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах - толщина самой тонкой линии на чертеже.

б) фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения. Характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности ρ = 0,02 ÷ 0,95

ρ > 0,4 - светлый фон

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

3.1.Нормирование и требования к искусственному освещению

Помимо требования соответствия освещенности разряду зрительной работы, фону и контрасту к производственному освещению предъявляются следующие требования:

1.Необходимо достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства. (Чтобы избежать частой переадаптации глаза). Для этого - комбинированное освещение, светлая окраска потолка и стен.

2.Отсутствие резких теней на рабочей поверхности (переадаптация, искажение размеров и формы предметов, движения тени могут приводить к травмам). Для этого - светильники со светорасширяющими, молочными стеклами. На окнах - солнцезащитные устройства, жалюзи, козырьки.

3.В поле зрения должна отсутствовать прямая и отражающая блескость, которая приводит к ухудшению видимости. Показатель ослепленности

Р= ( V1 − 1)1000

V2

не должен превышать 20 80 ед. (в зависимости от разряда ЗР).

4. Освещенность должна быть постоянна по времени (Е = const). Колебания освещенности характерны для люминесцентных ламп. Они

связаны с изменением напряжения в цепи и вызывают переадаптацию глаза и утомление, а при работе с оборудованием, имеющим вращающиеся части, может вызвать стробоскопический эффект и привести к травмам. Постоянство освещенности достигается:

а) стабилизацией питающего напряжения б) жестким креплением светильников

в) специальными схемами включения (газоразрядных ламп).

Допустимые коэффициенты пульсаций для газоразрядных ламп Кп≤10 20% (в зависимости от разряда ЗР).

Пример: снижение Кп с 55% до 5% при трехфазном включении приводит к повышению производительности труда на 15%.

5. Оптимальная направленность светового потока (возможность рассмотреть внутренние поверхности деталей, рельеф поверхности и т.д.).

Необходимый спектральный состав света - для правильной цветопередачи, иногда – для усиления цветных контрастов.

7. Все элементы осветительных установок (светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети) должны быть долговечными, электробезопасными, пожаро- и взрывобезопасными.

С этой целью: зануление или заземление, ограничение напряжения для питания местных и переносных светильников (до 42В и ниже), выбор оборудования, защита элементов светильных сетей от механических

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

3.2. Нормирование естественного освещения

Для нормирования естественного освещения пользоваться количественной величиной нельзя, ведь естественное освещение характеризуется тем, что освещенность, создаваемая естественным освещением изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года, метеорологических факторов: облачности, отражающих свойств земного покрова.

В качестве нормируемой величины для естественного освещения принимается относительная величина - коэффициент естественного освещения

КЕО = Евн 100% ,

Енар

где Е вн., Е нар. - соответственно освещенности внутри здания и снаружи. (Енар. - наружная горизонтальная освещенность, создаваемая светом полностью открытого небосвода). Коэффициент естественного освещения остается постоянным для конкретной точки помещения в течение всего дня.

При боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО, при верхнем и комбинированном - среднее ( оно не должно быть меньше нормированного при боковом освещении для аналогичной зрительной работы).

Для каждого производственного помещения строится кривая значений КЕО в характерном сечении (поперечный разрез посередине помещения перпендикулярно плоскости световых проемов), которая характеризует светотехнические качества помещения.

Кроме количественного показателя КЕО нормируют качественную характеристику - неравномерность естественного освещения

ς= КЕОmin ≥ 0,3

КЕОmax

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

В многопролетных зданиях в северных широтах, для помещений, где требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (участки прецизионных металлообрабатывающих станков и т.п.), для выполнения работ I и II разрядов (наивысшей и очень высокой точности) допускается совмещенное освещение (при этом КЕО может несколько снижаться, но не ниже нормативов, а общее искусственное освещение обеспечивается газоразрядными лампами, а величина нормы освещенности должна повышаться на 1 ступень.

3.3.Требования к освещению при работе

свидеодисплейными терминалами (ВДТ)

Работа с ВДТ относится к 3-му виду зрительной работы (восприятие информации с экрана). Особенностью считывания информации с дисплея является, прежде всего, его самосветимость, т.е. здесь источник света и объект различения совмещены.

Зрительные работы, выполняемые на ВДТ, трудно свести к какому-либо одному разряду. Информация на экране может быть как буквенно-цифровой, так и графической. Считывания алфавитно-цифровой информации относится к II разряду зрительной работы (очень высокой точности). Работа с графикой, например, раскрой ткани в швейной промышленности с помощью компьютерных программ отнесена к IV разряду (точные работы). Но здесь надо учесть, что характер самой графической информации может быть различным (конструкторские работы с помощью графических пакетов, геоинформационные технологии и т.п.), а размер объекта различения варьироваться вплоть до одного пиксела. С повышением же разряда точности зрительных работ уровень напряжения зрительного аппарата возрастает более чем в линейной степени. Кроме того, особо напряженный характер ЗР при использовании ВДТ связан со следующими ее особенностями.

1. Обычно оператор работает одновременно с документацией на бумажном носителе и с информацией на экране. Поверхность дисплея вертикальна, либо отклонена от вертикали на небольшой угол. Линия зрения оператора при работе с экраном расположена, по крайней мере, на 20 ° выше, чем при работе с документацией на бумаге, лежащей на горизонтальной поверхности. Поэтому велика вероятность появления прямой блесткости от светильников и окон.

2.Любой уровень освещенности экрана уменьшает контраст между изображением (текст, графика) и фоном, т.к. яркость темных участков увеличивается сильнее, чем яркость светлых участков.

3.Экран ВДТ ранних конструкций был искривлен и имел высокий коэффициент отражения. В таких случаях экран играет роль зеркала, вызывая отраженную блескость, т.к. свет от ярких объектов, расположенных за оператором и над ним, отражается от экрана и попадает оператору в глаза.

Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс лекций.

Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г