4.1. Классификация видов производственного освещения

У л ь т р а ф и о л о т о в ы е и з л у ч е н и я (УФ) оказы­вают биологически положительное воздействие на организм чело­века, одновременно вызывая потемнение кожи (загар). При высо­ких интенсивностях УФ дают ожоги кожи, а проникая в глаза и фокусируясь хрусталиком на светочувствительной оболочке глаза (сетчатке), могут вызвать ее ожог, что ведет к частичной потере, а в тяжелых случаях к полной потере зрения.

Ультрафиолетовые излучения возникают при работе кварцевых ламп, электрической дуги высокой интенсивности, лазерных уста­новок, при получении высокотемпературных расплавов, электро-и газовой сварке.

Защита от ультрафиолетовых излучений осуществляется доста­точно просто – их не пропускают ткань обычной одежды и очки с простым стеклом.

И н ф р а к р а с н ы е и з л у ч е н и я проявляются в ос­новном от теплового воздействия

В и д и м ы е лучи, занимающие интервал спектра от 0,38 до 0,78 нм, при большой интенсивности вызывают ослепленность и снижение остроты зрения.

Для оценки условий освещения пользуются понятием осве­щенности Е, лк. Освещенность измеряют люксметрами.

Естественное освещение положительно влияет не только на зрение, но также тонизирует организм человека в целом и оказы­вает благоприятное психологическое воздействие. В связи с этим все помещения в соответствии с санитарными нормами и прави­лами должны иметь естественное освещение. Исключение соста­вляют производства, где естественное освещение нарушает тех­нологический процесс (фотолаборатории и т. п.).

Естественное освещение помещений осуществляется боко­вым светом — через световые проемы в наружных стенах или через прозрачные части стен, выполненные из пустотелых стеклянных блоков; верх н и м — через световые проемы, уст­раиваемые в перекрытии, или через прозрачные части перекрытий; к о м б н н и р о в а н н ы м — через световые проемы в перекрытии и стенах или через прозрачные ограждения покрытий и стен.

Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенно­сти, или сокращенно «к. е. о.»:

где е – коэффициент естественной освещенности,

Е_в — освещенность внутри помещения, лк; Е_н — одновременная освещен­ность рассеянным светом снаружи, лк.

Освещенность помещения естественным светом характери­зуется коэффициентами естественной освещенности ряда точек, расположенных в пересечении вертикальной плоскости характер­ного разреза помещения и горизонтальной плоскости, находя-

Рис. 4.1. Схема распределения коэффициентов естественной освещенности

по разрезу помещения.

а – при боковом одностороннем освещении; б) при боковом двухстороннем освещении в –при верхнем; г — при верхнем и боковом.

щиеся на расстоянии 1 м над уровнем пола и принимаемой за ус­ловную рабочую поверхность (рис. 2-Минимальный к. е. о. е_мин в зависимости от точности работы при верхнем и комбинированном освещении нормируется в пре­делах от 10 до 2, а при одном боковом освещении от 3,5 до 0,5.

Нормирование заначений КЕО определяются „Строительными нормами и правилами (СНиП П-4-79)”.

Недостатки – непостоянное в различные периоды суток, поры года и погоды и неравномерное распределение по площади производственного помещения освещение, которое при неудовлетворительной его организации может привести к ухудшению органов зрения.

Принцип расчета естественного освещения. Расчет освещенности помещения естественным светом про­изводится путем определения коэффициентов естественной осве­щенности в различных точках характерного разреза помещения. Учитывается световой поток прямого диффузного света от небо­свода, а также отраженного от внутренних поверхностей поме­щения и от противостоящих зданий. В результате расчета опреде­ляются площади световых проемов для помещений. Поэтому для расчета естественного освещения необходимо иметь следующие данные:

длину и ширину помещения, количество пролетов; зна­чение коэффициентов отражения стен и потолков, коэффициен­тов светопропускания и затенения окон противостоящими зда­ниями, а также степень точности выполняемой работы. Опре­делив площадь остекления S_ост и зная площадь окон S_окон, определяют количество окон:

n= S_ост/ S_окон ^,

Искусственное освещение. Искусственное освещение приме­няют в тех случаях, когда естественного света в помещении недо­статочно, или он отсутствует, или неприемлем по технологиче­ским соображениям.

Нормирование искусственного о с в е щ е н и я. Для обеспечения наиболее благоприятных условий зри­тельной работы в Украине принято нормировать наименьшую осве­щенность на рабочих поверхностях в производственных помеще­ниях в соответствии со „Строительными нормами и правилами (СНиП П-4-79)”.

.

При выборе соотношений нормируемых значений освещенно­сти но разрядам точности и напряженности зрительной работы необходимо принимать во внимание следующие показатели:

1) точность зрительной работы и коэффициент отражения рабочей поверхности;

2) продолжительность напряженной зрительной работы в об­щем объеме рабочего времени;

3) характеристики качества освещения;

4) технико-экономические показатели применяемой системы освещения;

5) требования обеспечения безопасности работы. Классификация зрительных работ по точности определяется угловым размером и яркостным контрастом объекта наблюдения с фоном. Объектом наблюдения принято называть деталь рассмат­риваемого предмета, которую требуется различать в процессе ра­боты (например, риска, трещина, точка, линия на листе чертежа и пр.). В табл. 2-1 представлена наименьшая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях по нормам СНиП П-А.9-71 для первого разряда (из девяти).

Нормирование освещенности осуществляется по трем характерным признакам:

–точность зрительной работы, контраст объекта с фоном и коэффициент отражения рабочей поверхно­сти

Если робота связана с повышенной опасностью травматизма, размещением деталей на движущихся поверхностях, если напря­женная зрительная работа производится непрерывно в течение более половины рабочего дня или различаемые объекты расположены от глаз далее, чем на 0,5 м, нормы освещенности повышаются на одну ступень согласно специальной шкале освещенностей. Наряду с количественными нормируются и качественные показа­тели освещения.

Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зрительно обнаруживается и распознается, классифици­руются по коэффициенту их отражения р на три группы: темные (р < 0,2), средине (0,2 -0,4) и светлые (р > 0,4).

Таблиця 4.2

Нормы искуственного и естественного освещения производственных помещений

Характеристика зрительной рыботы	Найме-нший розмер объекта и его распосзнания	Раз-ряд зрительной работы	Искусственное освещение		Природное освещение		Совместное освещение
			освещенность, лк		КЕО, %
			комбинированное	общее	верхнее комби нир. освещ.	бо-ковое.	верхне комби нир. освещ..	бо-ковое.
Высокая точность	0,3-0,5	ІІІ	2000-400	500-200	5	2	3	1,2
средняя точность	0,5-1,0	ІV	750-300	300-150	4	1.5	2,4	0,9
малая точность	1-5	V	300-200**	200-100	3	1	1,8	0,6
Общее наблю-дение за технологическим про- цессом	-	VIII	-	75-30	1*	0.3*	0,7*	0,2*

*При постоянном наблюдении за процессом.

**Норматив относится к работам при середнем контрасте объекта с фоном темным фоном

Качественные показатели о с в е щ е и и я. В реальных условиях работы, глаза при яркости отдельных участков поля зрения неодинакова из-за различия коэффициентов отра­жения, распределения светового потока по освещаемым поверх­ностям и наличия в поле зрения световых приборов. В результате наличия в поле зрения световых пятен с яркостью, значительно превышающей яркость адаптации наблюдателя, возникает ощу­щение неудобства или напряженности – зрительный дискомфорт. Зрительный дискомфорт вызывает отвлечение внимания и умень­шение сосредоточенности, а также может привести к зрительному и общему утомлению. Утомляют также неправильная передача цвета освещаемых предметов и пульсация яркости рабочих по­верхностей во времени. В связи с этим нормируются и качест­венные показатели освещения: показатели ослепленности и диском­форта, пульсация и спектр излучения.

1. Показатель ослепленности

s = (S – 1)10³

Здесь коэффициент ослепленности

где ΔВ_пор – пороговая разность яркостей объекта на фоне рав­номерной яркости; (ΔВ_пор)_s – то же, но замеренная на объекте при наличии в поле зрения источника блеска.

Нормируемые значения показателей ослепленности не должны превышать s = 20 для точных зрительных работ и s = 40 для работы меньшей точно­сти.

2. Показатель дискомфорта М оп­ределяется эффектом потемнения фона при появлении яркого пятна. Критерий дискомфортности определяется яркостью слепящего пятна телесным углом ω, в пределах которого видно яркое пятно, и углом смещения этого пятна относительно линии зрения наблюдения θ. Основными параметрами осветительной уста­новки, определяющими уровень предельно допустимой яркости по дискомфорту, являются яркость адаптации и расположение све­товых приборов в поле зрения.

3. Пульсация излучения.Пульсация яркости рабочих поверх­ностей во времени вызывает зрительное утомление и снижение производительности труда. Для количественной оценки глубины пульсации газоразрядных источников света пользуются понятием коэффициента пульсации:

где Е_макс и Е_мин — максимальное и минимальное значения осве­щенности во времени; Е_ср — среднее значение освещенности за полный период времени (Т = 0,02 с при f = 50 Гц).

Для уменьшения коэффициента пульсации принято пользо­ваться следующими методами:

– включением смежных ламп в различные фазы электрической сети (рис. 4.2); питанием установок током повышенной частоты;

–применением двухламповых светильников с емкостным и индуктивным балластами.

Максимально допустимое значение коэф­фициента пульсации при системе общего ос­вещения для I и II разрядов работы равно 10.

4. Спектр излучения современных источ­ников света очень разнообразен. Для обе­спечения более пра-

Рис. 4.2.

вильной передачи цвета освещаемых объектов целесообразно приме­нять лампы с улучшенной цветопередачей типов ЛБЦ, ЛДЦ и ЛХБЦ (соответственно лампы белого, дневного и холодно-белого цвета). Буква Ц в индексах этих ламп обозначает применение люминофоров, цвет излучения которых обеспечивает улучшенную цветопередачу.

Бесперебойность действия осветитель­ных установок. Внезап­ное прекращение освещения в производственном помещении может привести к длительному нарушению технологического процесса (цехи горячей обра­ботки металлов, химические производства), к взрывам и по­жарам па электрических стан­циях или узлах водоснабжения, к прекращению электроснабже­ния потребителей и т. п. Даже в том случае, когда внезапное прекращение освещения не влечет за собой тяжелых последствий, могут иметь место недовыпуск и брак продукции.

Бесперебойность действия осветительной установки обеспе­чивает устройство одновременно двух видов освещения – рабо­чего и аварийного. Рабочее освещение предназначено для созда­ния необходимых условий работы и нормальной эксплуатации здания или территории. Аварийное освещение должно обеспечи­вать при прекращении рабочего освещения условия для времен­ного продолжения работы или безопасной эвакуации людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должно быть предусмотрено во всех случаях, если действия людей в темноте могут явиться причиной взрыва, по­жара, отравления людей, массового травматизма, привести к дли­тельному расстройству технологического процесса или наруше­нию снабжения потребителей. Светильники такого освещения должны создавать на рабочих поверхностях не менее 10% осве­щенности, нормированной для данного вида работ при системе общего освещения.

Питание светильников аварийного освещенияосуществляется независимыми источниками питания (трансформаторы, питаемые от разных электрических сетей, генераторы с самостоятельным первичным двигателем, аккумуляторные батареи).

Аварийное освещениедля эвакуации лю­дей устраивается при наличии опасности возникновения трав­матизма. Светильники такого освещения должны обеспечивать по линии основных проходов в помещениях освещенность не ме­нее 0,5 лк и получать питание по электрическим сетям, не зави­симым от сетей рабочего освещения начиная от шин подстанции, а для небольших зданий, имеющих только один ввод, – начиная от этого ввода.

Принцип расчета искусственного освещения. При проекти­ровании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы: выбрать систему освещения, тип источника света, норму освещенности, тип светильников, произвести раз­мещение светильников, рассчитать освещенность в интересующих нас точках, уточнить после этого размещение и число светильников и определить единичную мощность светильников и ламп.

1. Освещение внутри помещений осуществляется либо систе­мой общего освещения, либо системой комбинированного освеще­ния.

2. Выбор источников света определяется их основными харак­теристиками: электрическими (напряжение, мощность), свето­выми (световая отдача, срок службы, яркость), цветовыми (спект­ральный состав, цветность излучения), размером и формой колбы, экономичностью. В настоящее время используют три типа ис­точников света: лампы накаливания, люминесцентные лампы и лампы ДРЛ (ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветно­стью).

3. Для облегчения задачи выбора освещенности в проектной практике составлены отраслевые нормы, представляющие собой расписание значений освещенности для основных помещений и рабочих мест по отраслям промышленности

4. Светильники выбирают по характеристикам светораспределения, блескости, экономичным показателям и по условиям среды помещения. Во взрыво- и пожароопасных помещениях применяют светильники специального исполнения.

5. Выбор размещения светильников связан с формой кривой силы света светильника и определяется заданным распределением освещенности или наименьшей удельной мощностью.

6. Заключительным этапом разработки светотехнической части проекта является расчет мощности осветительной установки в целом и каждого осветительного прибора в отдельности, обеспе­чивающий минимальную освещенность. Расчет производится по световому потоку либо по силе света. Наиболее прост прибли­женный метод удельной мощности. Под удельной мощностью пони­мается отношение суммарной мощности источников света к пло­щади освещаемой поверхности.

Для расчета методом удельной мощности составлены таблицы, которые приводятся в справочниках для различных сочетаний коэффициентов отражения потолка, стен и пола помещения и зна­чений коэффициентов запаса для светильников с лампами накали­вания и люминесцентными лампами.

Найденная из таблиц величина удельной мощности, будучи умноженной на площадь помещения, дает величину общей уста­новленной мощности. В свою очередь общая установленная мощ­ность, деленная на число светильников, определяет мощность каждой лампы.

Установленная мощность равна

Р_у =рS.

р – удельная мощность; S–площадь помещения