2.40. Характерні типи світильників:

а – глибоко випромінювальний; б – широко випромінювальний;

в – вибухонебезпечний; г – люмінесцентний

Світильники відрізняються цілою низкою світлотехнічних та конструктивних характеристик. Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподілення, крива сили світла, коефіцієнт корисної дії та захисний кут.

За світлорозподіденням, що визначається відношенням потоку випромінюваного світильником в нижню півсферу до повного світлового світильники поділяються на п ять класів: прямого потоку світла (> 80%); переважно прямого світла (60 % < 80 %); розсіяного світла (40 % < 60 %) переважно відбитого світла (20 % < 40 %); відбитого світла (< 20 %).

Криві сили світла (КСС) світильників можуть мати різну форму в просторі навколо світлового приладу: концентровану (К), глибоку (Г), косинусну (Д), напівшироку (Л), широку (Ш), рівномірну (М), синусну (С).

Захисний кут світильника – кут, утворений горизонталлю, що проходить через нитку розжарювання лампи (поверхню люмінесцентної лампи) та лінією, яка з'єднує нитку розжарювання (поверхню лампи) з протилежним краєм освітлювальної арматури. Захисний кут визначає ступінь захисту очей від впливу яскравих частин джерела світла, тому його величину враховують з-поміж інших чинників при визначенні місця та висоти розташування освітлювальних приладів.

Методи розрахунку штучного освітлення

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлового потоку (коефіцієнту використання), точковий та питомої потужності.

Рис. 2.41. Люксметр Ю 117

Експлуатація освітлювальних установок. Забруднення скла світлових отворів, ламп та світильників може знизити освітленість приміщень в 1,5 - 2 рази. Тому вікна необхідно мити не рідше двох разів у рік для приміщень з незначним виділенням пилу і не рідша чотирьох разів – при значному виділенні пилу. Періодичність чищення світильників – 4 - 12 разів на рік (залежно від характеру запиленості виробничих приміщень). Періодично, не рідше одного разу на рік, необхідно перевіряти рівень освітленості в контрольних місцях виробничого приміщення. Основний прилад для вимірювання освітленості - люксметр (рис.2.41).

2.9. Шум і вібрація

Шум – це коливання звукової хвилі в звуковому діапазоні, що характеризується змінною частотою і амплітудою, непостійні в часі, які не несуть корисної інформації людині. Зазвичай шум створюється при хаотичному чергуванні звуків різної частоти та інтенсивності.

Звук – це розповсюдження звукової хвилі в пружному середовищі. Він характеризується частотою звукових коливань, амплітудою та часовими змінами коливань. Звуковий спектр поділяється на інфразвук, частота коливань звукової хвилі якого знаходиться в межах від 0 до 20 Гц - людина цих звуків не відчуває. Звуки з частотою від 20 до 20 000 Гц - звуковий діапазон, який людина чує. Частота від 20 000 Гц до 10 ⁹ Гц - ультразвук, від 10 ⁹ і вище – гіперзвук.

Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю звуку с м/с частотою f, Гц; звуковим тиском р, Па; інтенсивністю I, Вт/м².

Швидкість звуку залежить від характеристики середовища, в якому поширюється звукова хвиля. В газоподібному середовищі швидкість звуку рівна:

де х – показник адіабати (х = 1,44); Р, – тиск та густина газу (відповідно).

При нормальних атмосферних умовах (Т = 293 К та Р = 1034 ГПа) швидкість звуку в повітрі дорівнює с = 344 м/с.

Частота звуку визначається кількістю коливань пружного середовища за одиницю часу і вимірюється в герцах (1 Гц – це одне коливання за секунду). За частотою звукові (акустичні) коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові, з частотою коливання менше ніж 20 Гц; звукові (сприймаються органом слуху людини) – від 20 до 20 000 Гц; ультразвукові – більше ніж 20 000 Гц. В свою чергу звуковий діапазон прийнято підрозділяти на низькочастотний – до 400 Гц, середньочастотний – 400 - 1000 Гц, високочастотний – більше 1000 Гц.

В залежностi вiд характеру спектру, шуми бувають тональнi та широкополоснi. За часовим характеристикам їх прийнято дiлити на постiйнi та непостiйнi.

Дiя шуму на людину залежить вiд його частоти, рiвня звукового тиску, часу дiї та характеру шуму. На рис.2.42 приведена зона рiвнiв звукового тиску, що сприймаються людиною. Вона обмежена зверху порогом больових вiдчуттiв, перевищення якого може привести до пошкодження органiв слуху, а знизу – порогом чутливостi

Рис.2.42. Слухове вiдчуття людини

Шум, навiть при вiдносно незначних рiвнях (50 - 60 дБА), підвищує навантаження на нервову систему людини, що дуже вiдчутно за умов зайняття розумовою дiяльнiстю. Вiн збуджує нервову систему, пiдвищує тиск кровi, веде до передчасної втоми, викликає головний бiль. Доказано, що ряд захворювань (гiпертонiчна та виразкова хвороби, неврози, шлунково-кишкові i шкiрянi захворювання) пов'язанi з перенапруженням нервової системи в процесi працi та вiдпочинку. Вiдсутнiсть необхiдної тишi, особливо в нiчний час, веде до передчасної втоми, а часто i до згаданих захворювань. Рiвень шуму понад 70 дБА здатний проявляти фiзiологiчну дiю на людину, що приводить до вiдчутних змiн в її органiзмi. Так, дiя шуму 90 дБА i вище веде до зниження чутливостi слухових органiв, а iнодi, в особливо незадовiльних умовах на промислових пiдприємствах, до виникнення професiйного захворювання - сенсоневральної приглухуватості. Дiя шуму дуже високих рiвнiв (бiльше нiж 145 дБ) може привести до пошкодження барабанної перетинки. Крiм того, посилюючи втому, шум знижує увагу та уповiльнює психiчнi реакцiї, що сприяє виникненню травматизму, тому, що на фонi шуму не чути сигналiв транспортних засобiв та iнших машин.

Основними джерелами шуму є транспортнi засоби та рiзноманiтне промислове устаткування: машини та механiзми (механiчний шум), трансформатори та дроселi (електромагнiтний шум), вентилятори та насоси (гiдравлiчний шум) тощо.

Вібрація – це механічні коливання, що призводять до розладу життєвих функцій людини, шкідливо впливають на роботу обладнання та руйнують будівельні конструкції.

Основними характеристиками звукових коливань є інтенсивність (сила), частота і форма звукової хвилі. Інтенсивність визначається енергією, що переноситься за звуковою хвилею через поверхню площею 1 м², яка перпендикулярна напрямку розповсюдження звукової хвилі. (Вт/м²).

Інтенсивність звуку можна визначити через звуковий тиск, який являє собою різницю між миттєвим значенням тиску в даній точці середовища при проходженні через неї звукових хвиль і середнім значенням тиску, яке існує в тій точці при відсутності звуку (Па).

Діапазон тисків, що сприймає вухо людини, дуже широкий (10^-12 Вт/м² – мінімальна границя, поріг чутливості і 10² Вт/м² – поріг больового відчуття, верхня межа), тому інтенсивність звуку виражають у логарифмічних характеристиках, використовуючи при цьому параметр, який називають рівень звукового тиску – децибел (дБ) і визначається за формулою

, дБ

де Р – среднеквадратичне значення звукового тиску в точці виміру, Па; Р₀ – порогове значення звукового тиску (10^-12 Вт/м²).

Рівнями інтенсивності шуму зазвичай оперують при виконанні акустичних розрахунків, а рівнями звукового тиску - при вимірюванні шуму та оцінки його впливу на людину, тому що людський слуховий орган чутливий не до інтенсивності звуку, а до середньоквадратичного тиску.

Таблиця 2.14

Значення рівня звукового тиску різних джерел шуму

Джерело шуму	Звуковий тиск, Па	Інтенсивність звуку, дБ
Шум зимового лісу в тиху погоду		2 - 4
Шепіт на відстані 1 м		40
Розмова середньої гучності на відстані їм		60 - 74
Робота верстатів, що створюють значний шум (робоче місце біля верстата)		80 - 100
Робота пневмокомпресора, штампувального преса на відстані 1 м		120
Шум ракетного двигуна літака на відстані 2-3 м		130 - 140

Спектр шуму – залежність рівнів звукового тиску від частоти. Розрізняють спектри: вузькосмугові, в яких окремі синусоїдальні складові розділені частотними проміжками без коливань і широкосмугові, які складаються з синусоїдальних складових, безперервно розподілених на шкалі частот і тональні, які утворюються окремими звуками, що мають фіксовані частоти.

Гучність – сила слухового відчуття, яка залежить від звукового тиску і частоти звуку. Для порівняння між собою різних звуків за гучністю використовують поняття – рівень гучності, одиницею якого є фон, що чисельно дорівнює звуковому тиску в 1 дБ для чистого тону частотою в 1 к Гц, що сприймається, як рівногучний з даним звуком.

Для вимірювання шуму використовують шумоміри з відповідними фільтрами і частотними аналізаторами (рис. 2.43), які дозволяють виміряти рівні звукового тиску шуму в октавних смугах, а також оцінити за шкалою „А” загальний рівень шуму, що називається рівнем звуку.

а)	б)
2.43. Прибори для контролю шуму і вібрації: а) шумомір ШІ-01; б) віброграф ручний ВР-1

Коливання елементiв машин та механiзмiв можуть передаватися через грунт, пiдлогу, елементи будiвель та споруд i дiяти на органiзм людини через її руки, ноги чи iншi частини тiла. В цьому разi коливання сприймаються як вiбрацiя. Основними параметрами, характеризують дiю вiбрацiї на людину, є амплiтуда вiброперемiщень, вiброшвидкiсть, вiброприскорення та частота колихань.

Вiбрацiя буває загальна та локальна. Загальна вiбрацiя дiє на органiзм людини в цiлому, а локальна – на окремi частини тiла. Наприклад, загальна вiбрацiя дiє при користуваннi транспортними засобами, а локальна - на робiтникiв, що працюють з електричним та пневматичним ручним iнструментом.

В залежностi вiд джерела виникнення вiбрацiю дiлять на транспортну (виникає в результатi руху машин шляхами та на мiсцевостi), транспортно-технологiчну (рух машин, що виконують технологiчнi операцiї) та технологiчну (робота стацiонарних машин). За напрямком дiї загальна вiбрацiя буває вертикальною та горизонтальною (по лiнiї плечей та перпендикулярно їй). Видiляють також три напрямки дiї локальної вiбрацiї (рис. 2.44).

При дії вібрації на організм людини спостерігаються зміни в діяльності серцевої та нервової систем, спазм судин, зміни у суглобах, що призводить до обмеження їх рухомості. При нетривалій дії вібрації працівник передчасно втомлюється, при цьому його продуктивність праці знижується. Тривала дія вібрації може спричинити професійне захворювання – вібраційну хворобу. Під час розвитку цієї хвороби з'являється оніміння, відчуття повзання мурашок, біль у суглобах тощо. Слід зазначити, що ефективне лікування вібраційної хвороби можливе лише на ранній стадії її розвитку. Особливо небезпечна вібрація робочих місць з частотою, яка є резонанс­ною з частотою коливання окремих органів чи частин тіла людини, що може призвести до їх механічного пошкодження. Для більшості внутрішніх органів людини частота власних коливань становить 6 - 12 Гц. Ступінь та характер впливу вібрації на організм людини залежить не лише від виду та параметрів, а також і від напрямку її дії. Тому вібрація поділяється залежно від осей ортогональної системи координат X, Y, Z, вздовж яких вона діє (рис.2.44). Особливо чутливий організм людини до вертикальної загальної вібрації (вздовж осі Z), коли коливання переда­ються від ніг до голови.

Систематична дiя загальної вiбрацiї, за умов високого значення величини вiброшвидкостi, може привести до виникнення вiбраційної хвороби - стiйких порушень фiзiологiчних функцiй органiзму, що обумовлено переважною дiєю вiбрацiї на центральну нервову систему. Цi порушення ведуть до головної болі, зниження працездатностi, погіршення самопочуття, порушень в роботi серця. Локальна вiбрацiя викликає спазми судин, якi виникають спочатку в фалангах пальцiв а потiм розповсюджуються на всю руку. Внаслiдок цього погiршується її кровопостачання. Одночасно протiкають змiни в нервовiй системi, вiдкладення солi в суглобах, що веде до

болі, деформацiї рук та зниження рухомостi в суглобах. Ефективне лiкування вiбраційної хвороби можливе тiльки на початковiй стадiї її розвитку, крім того, вiдновлення порушених функцiй органiзму протiкає дуже повiльно.

Рис. 2.44. Напрямок координатних осей при дії загальної (а, б) та локальної (в) вібрації: а) положення стоячи; б) положення сидячи

.