Глава 10. Освітлення виробничих приміщень

10.1. Значення світла для працездатності та здоров'я людини. Види освітлення

Правильно виконане раціональне освітлення промислових підприємств має важливе значення для виконання всіх видів робіт. Світло є важливим стимулятором не тільки зорового .аналізатора, але й організму в цілому. Для людини день і ніч, світло і темрява визначають біологічний ритм - бадьорість та сон. Отже, недостатня освітленість або її надмірна кількість знижує рівень збудженості центральної нервової системи і, природно, активність усіх життєвих процесів. Це і дозволяє стверджувати, що дорого коштує не добре, а погане освітлення Встановлено, що з усього обсягу інформації приблизно 80% люди одержують через зоровий канал, тобто її якість цілком залежить від освітлення.

Раціональне освітлення є важливим фактором загальної культури виробництва. Неможливо забезпечити чистоту та порядок у приміщенні, в якому напівтемрява, світильники брудні або в занедбаному стані.

Стан освітлення виробничих приміщень відіграє важливу роль і для попередження виробничих травм. Зарубіжними дослідниками встановлено, що більше ніж 20% нещасних випадків на виробництві відбувається через погане освітлення. Втрати від цього становлять щорічно, наприклад, її США понад 2,0 млрд.дол. на рік, хоча розрахунки свідчать, що достатньо 20% від цієї суми для забезпечення нормальної освітленості.

1. Таким чином, вимоги, які ставляться до раціонального освітлення:

2. Достатня освітленість робочого місця (нормована).

3. Рівномірне освітлення.

4. Відсутність тіней, особливо рухомих, на робочій поверхні.

5. Захист від сліпучої дії джерела світла.

6. Вірний вибір напрямку світла.

Все це сприяє підтримці високого рівня працездатності та зберігає здоров'я людини, скорочує травматизм.

За своєї природи світло - це видиме випромінювання електромагнітних хвиль довжиною від 380 до 780 нм (1 нм дорівнює 10^-9м). Видиме світло (біле) являє собою цілий ряд і які залежать від довжини електромагнітних хвиль: 390...450 нм; синій 450...510 нм; зелений 510...575 нм; жовтий 575...620 нм; червоний 620...750 нм. Випромінювання понад 780 нм називають інфрачервоним, нижче 380 нм - ультрафіолетовим.

В залежності від джерела світла виробниче освітлення може бути трьох видів:

1. Природне освітлення прямим або відбитим світлом сонця (небосхилу) через світлові прорізи в зовнішніх відгороджуючих конструкціях приміщень.

2. Штучне освітлення, призначене для освітлення в темні години доби або в приміщеннях, де немає природного світла. Здійснюється електричними джерелами світла (лампи розжарювання або газорозрядні).

3. Сполучене (суміщене) освітлення характеризується одночасним поєднанням природного та штучного освітлення в світлі години доби.

10.2. Основні світлотехнічні характеристики

Освітлення, або світло, характеризується кількісними та якісними показниками, при цьому застосовують стандартні одиниці та визначення.

Кількісні показники освітлення визначають світловий потік, силу світла, освітленість та яскравість (рис. 10.1).

Світловий потік Ф - потік променевої енергії, що сприймається органами зору як світло, тобто характеризує потужність променевої енергії.

Одиниця світлового потоку - люмен (лм) дорівнює потоку, який випромінюється до одиничного тілесного кута ω, рівного 1 стерадіану, точковим джерелом світла силою в 1 канделу. Стерадіан - одиничний тілесний кутω, який є частиною сфери радіусом 1 м та площею сферичної поверхні, основа якої дорівнює 1,0 м². Значенняω = S/R².

Джерела світла випромінюють світловий потік у різних напрямках неоднаково. Тому, щоб дати характеристику інтенсивності випромінювання, застосовуємо поняття "просторова або кутова щільність" світлового потоку, яку називають силою світла, тобто світловий потік, віднесений до тілесного кута в якому він випромінюється, кд:

I=Ф/ω. (10.1)

За одиницю сили світла - канделу (кд) приймають відношення Ф/ ω, яке дорівнює 1 лм/стер.

Рис. 10.1 Схема кількісних показників освітлення

Величину світлового потоку, що припадає на одиницю освітлювальної поверхні, називають освітленістю, лк:

Е=Ф/S (10.2)

Одиниця освітленості - люкс (лк) освітленість поверхні S = 1 м² при світловому потоціФ = 1 лм, який падає на неї.

Видимість предмета оком залежить від частини світлового потоку, відображеного освітлювальним предметом, і характеризується яскравістю і Яскравість залежить від сили світла, кута падіння світлового потоку та ряду інших факторів. За одиницю яскравості прийнято ніт - це яскравість 1 м²плоскої поверхні, яка відбиває у перпендикулярному напрямі силу світла в 1 канделу, кд/м²або ніт:

L = I/(S·cosα).(10.3)

До якісних показників відносяться фон, контраст об'єкта з фоном, видимість, показник освітленості, коефіцієнти відбиття і т.д.

Коефіцієнт відображення ρхарактеризує здатність поверхні відображати падаючий на неї світловий потік

ρ = Ф_від/Ф_пад. (10.4)

Фон - це поверхня, що прилягає до об'єкта розрізнення, на якій він розглядається. Фон вважається світлим при ρ > 0,4, середнім приρ =0.2...0,4і темним приρ < 0.2.

Контраст об'єкта з фоном К характеризується співвідношенням яскравостей розрізняльного об'єкта та фону:

К = (L_фон – L_об)/L_фон. (10.5)

Контраст вважається великим при К > 0,5; середнім приК = 0,2...0,5і малим приК < 0,2.

Видимість Vхарактеризує здатність ока сприймати об'єкт, залежить від освітленості, розміру об'єкта, контрасту та визначається числом порогових контрастів (тобто найменшим розрізняльним контрастом):

V = К/ К_норм. (10.6)

Показник осліпленості Р є критерієм оцінки сліпучої дії освітлювальної установки:

Р = (S - 1)1000, (10.7)

де коефіцієнт осліпленості S = V₁/V₂,причомуV₁- при екрануванні блискучих джерел;V₂ - коли вони у полі зору.

Об'єкт розрізнювання - це мінімальні окремі його частини, які необхідно розрізняти в процесі роботи.

Для вимірювання освітленості і світлотехнічних величин застосовують прилади - люксметри модифікації Ю-16, Ю-116, Ю-117. Всі вони працюють на використанні ефекту фотоелектричного явища. Світловий потік, потрапляючи на селеновий фотоелемент, перетворюється на електричну енергію, сила струму якої вимірюється міліамперметром, який проградуйований в люксах. Застосовують також вимірювачі видимості, фотометри та інші комплексні вимірювачі світлотехнічних величин.