isk_osveshchenie-2012

УДК

Р е ц е н з е н т :

зав. кафедрой «Машиноведение, безопасность жизнедеятельности и методика преподавания безопасности жизнедеятельности» Волгоградского государственного социально-педагогического университета,

доцент Ю. Н. Кондауров

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

Кудашев, С. В.

Исследование искусственного освещения на рабочих местах: методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности» / С. В. Кудашев, В. Ф. Желтобрюхов. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2012.- 37 с.

Методические указания содержат теоретические основы и требования, предъявляемые к искусственному освещению на рабочих местах в производственных помещениях. Приведены методики расчета и особенности нормирования искусственного освещения.

Предназначены для студентов различных форм обучения всех специальностей, изучающих курс «Безопасность жизнедеятельности».

Ил. 6. Табл. 11. Библиогр.: 18 назв.

© Волгоградский государственный технический университет, 2012

___________________________________________

Составители:

Сергей Владимирович Кудашев Владимир Федорович Желтобрюхов

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Темплан 20___г., поз. №___.

Подписано в печать ___________. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,63.

Волгоградский государственный технический университет. 400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28.

РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131 Волгоград, ул. Советская, 35.

2

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.Освоение методики исследования и расчета искусственного освещения на рабочих местах, а также сравнительной оценки преимуществ и недостатков применения различных типов ламп (освещенность, коэффициент пульсации освещенности и стробоскопический эффект).

2.Изучение принципа действия, устройства и условий применения приборов для измерения искусственной освещенности и ее пульсации (люксметр и люксметр-пульсметр).

3.Установление соответствия полученных результатов требованиям, предъявляемым к искусственной освещенности на рабочих местах в производственных помещениях (СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»; Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»).

2.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1Основные светотехнические величины

Рациональное (оптимальное) производственное освещение – это освещение, отвечающее гигиеническим, эксплуатационным и экономическим требованиям (равномерное и достаточное освещение поверхности, равномерное распределение яркости, требуемый спектральный состав светового потока, обеспечение психологического комфорта, предупреждение развития зрительного и общего утомления, отсутствие слепимости и пульсации светового потока, безопасность работы при правильной эксплуатации световой установки, приемлемый срок службы светильника).

К к о л и ч е с т в е н н ы м светотехническим величинам (определяют достаточность освещения) относят световой поток, силу света, освещенность, яркость, видность, коэффициенты отражения, пропускания и поглощения, а к к а ч е с т в е н н ы м показателям (характеризуют условия видения объекта различения, т. е. комфортность зрения) – фон, контраст объекта с фоном, объект различения, блесткость, показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности и видимость (табл. 1).

При рассмотрении физических характеристик световой среды иногда вводится понятие видности излучения, максимальное значение которой при соответствующей длине волны λ ≈ 555 нм составляет Bmax = 683 лм/Вт. Также для количественной оценки используется величина освещенности. Физический смысл единицы измерения освещенности заключается в том, что 1 люкс (лк) – это уровень освещенности поверхности площадью 1 м2, на которую падает, равномерно распределяясь, световой поток в 1 лм. Таким образом, 1 лк = 1 лм/м2.

3

Яркость поверхности зависит от степени освещенности и угла, под которым рассматривается данная поверхность. Повышенная яркость или так называемая блесткость – частая причина снижения чувствительности и работоспособности глаза. Различают прямую (возникает от ярких источников света или конкретных элементов осветительной установки) и отраженную блесткость (возникает от поверхностей с зеркальным отражением). Уменьшение блесткости возможно достичь использованием матовых поверхностей, снижением яркости источника света, рациональным направлением светового потока осветительной установки на рабочую поверхность и увеличением высоты подвеса светильников.

Снижение нормальных зрительных функций из-за блесткости называется слепимостью. Для устранения слепящего действия источника света необходимо размещать лампы на определенной высоте, учитывая мощность осветительной установки, отражательные свойства поверхностей и величину защитного угла светильника. Показатель ослепленности светильников общего назначения может изменяться в пределах 20-60 в зависимости от характера и разряда зрительных работ. В свою очередь, величина коэффициента пульсации освещенности имеет зачастую значения 10-20 %.

Как видно из табл. 1, видимость связана с пороговым контрастом, представляющим собой наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект различения становится неразличимым. Яркость объекта и фона увеличивается за счет появления бликов (Вб), что способствует снижению видимости и показателя контрастности:

Световые свойства поверхности оцениваются безразмерными (в долях от единицы или %) коэффициентами отражения (изменяется в пределах 0,20-0,95 %), пропускания и поглощения, зависящими от цвета и фактуры поверхности, сумма которых соответственно составляет единицу.

Одними из важнейших качественных характеристик производственного освещения являются фон и контраст объекта с фоном. При коэффициенте отражения поверхности ρ > 0,4 фон считается светлым, при ρ = 0,2-0,4 – средним и, наконец, при ρ < 0,2 – темным. Контраст объекта с фоном считается большим, если К > 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К = 0,2-0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым, если К< 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

6

2.2 Классификация производственного освещения

Производственное освещение классифицируется по видам и по функциональному назначению, каждое из которых имеет ряд преимуществ и недостатков. Для создания оптимальных условий для зрительной работы в

искусственного света (электрические источники света: лампы накаливания, люминесцентные, галогенные (йодные), газоразрядные, энергоэкономичные лампы, электрические светильники и прожектора) и устраивается в помещениях, где не достаточно естественного света, или для освещения производственных помещений в часы суток, когда отсутствует естественная освещенность. Достоинствами искусственного освещения являются возможность обеспечения оптимального светового режима (в т. ч. и при отсутствии естественного освещения) и высокая светоотдача. Однако данный вид производственного освещения имеет ряд существенных недостатков: некоторое искажение восприятия человеком цветов по причине преобладания желтых и красных лучей в составе искусственного света, слепящее действие светильника, пульсация светового потока (стробоскопический эффект), сложность обеспечения требуемого спектрального состава источников искусственного света и, наконец, затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию светильников.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух видов:

1)общее – применяется в помещениях, в которых по всей площади выполняются однотипные работы, т. е. для освещения всего помещения, что достигается равномерным распределением светильников с лампами одинаковой мощностью;

1.1) общее равномерное искусственное освещение – светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно по площади без учета расположения рабочих мест;

1.2) общее локализованное искусственное освещение – светильники размещаются в верхней зоне помещения с учетом конкретного расположения рабочего места;

2)местное – дополняет при необходимости общее искусственное освещение и концентрирует светильники непосредственно над рабочими местами. Использование только местного освещения недопустимо, т. к. образуются резкие тени, приводящие к утомлению, что замедляет процесс работы и может стать причиной аварий и несчастных случаев (исключение составляет лишь

7

временное местное искусственное освещение, относящееся к разряду переносного, осуществляемое ручными светильниками); 3) комбинированное (совмещенное) – совокупность общего и местного искусственного освещения.

Классификация по функциональному назначению подразделяет производственное освещение на:

а) рабочее – является обязательным для всех производственных помещений и на освещаемых территориях с целью обеспечения оптимального выполнения производственного процесса, прохода людей и движения транспорта;

б) аварийное – предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении в случае внезапного отключения рабочего освещения (5 % от рабочей освещенности, но не менее 2 лк внутри здания и 1 лк на территории предприятия);

в) охранное – проектируется вдоль охраняемых границ производственных территорий (не менее 0,5 лк в ночное время);

г) эвакуационное – предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственных помещений при авариях и соответствующем отключении рабочего освещения (не менее 0,5 лк в помещении, а на открытых промышленных площадках – не менее 0,2 лк);

д) дежурное – включается во внерабочее время и необходимо для обеспечения нормальных условий для служб, выполняющих охранные и контрольные функции. Для обеспечения дежурного освещения могут быть частично задействованы рабочее, аварийное и эвакуационное освещение;

е) сигнальное – предусматривается для обозначения границ опасных зон с обязательным указанием на наличие определенной опасности или на безопасный путь эвакуации;

ж) специальное – устанавливается для решения определенных санитарногигиенических и медико-профилактических задач:

1) эритемное (ультрафиолетовое) искусственное освещение – создается в производственных помещениях в районах (зонах) с недостатком или отсутствием естественного освещения (подземные сооружения, районы Севера) для улучшения обмена веществ, кровообращения и дыхательных процессов. Максимальное эритемное воздействие происходит под влиянием электромагнитных волн с длиной волны λ = 297 нм;

1.1) эритемное освещение длительного действия – обеспечивается установкой общего ультрафиолетового освещения (облучения) совместно с рабочим с облучением работающих в течение всего рабочего дня;

1.2) эритемное освещение кратковременного действия – облучение работающих происходит эритемными лампами в течение 3-5 мин соответственно до и после смены;

8

2) бактерицидное искусственное освещение – обеспечивается ультрафиолетовыми лучами с длиной волны λ = 254-257 нм с целью обеззараживания воздуха, питьевой воды и продуктов питания.

III) к о м б и н и р о в а н н о е ( с о в м е щ е н н о е ) – вид производственного освещения, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

2.3 Виды источников искусственного света и их характеристики

В производственных помещениях в качестве источников искусственного света могут быть использованы лампы накаливания, газоразрядные и галогенные лампы, а также различные их модификации (табл. 2). Выбор того или иного источника света, как правило, основывается на сравнении их характеристик:

1) э л е к т р и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и – номинальное напряжение (рабочее напряжение на лампе и напряжение питания), сила тока и род тока (постоянный или переменный с определенной частотой), а также электрическая мощность лампы;

2) с в е т о т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и – световой поток, максимальная сила света, яркость и спектральный состав светового потока;

3) к о н с т р у к т и в н ы е х а р а к т е р и с т и к и – габаритные и присоединительные размеры, форма колбы лампы, высота светового центра, оптические свойства колбы (прозрачная, матированная, зеркальная), форма тела накала (прямолинейная, спиральная), конструкция ввода, газотехнические особенности ламп (наличие, состав и давление газа, заполняющего колбу);

4) э к с п л у а т а ц и о н н ы е х а р а к т е р и с т и к и – связаны с эффективностью, надежностью и экономичностью светильников:

а) эффективность источника света – определяется коэффициентом полезного действия (КПД, %), представляющего собой отношение светового потока светильника (Fсв) к световому потоку лампы, помещенный в светильник

(Fл):

КПД = Fсв ∙ 100 % . (14) Fл

Различают энергетический (учитывает преобразование электрической энергии в оптическое излучение) и эффективный (учитывает часть энергии оптического излучения, которая вызывает ощущение зрения) КПД светильника.

При оценке эффективности источника искусственного света вводят понятие световой отдачи лампы:

9

где ψ – световая отдача лампы, лм/Вт; F – световой поток, лм; Р – электрическая мощность лампы, Вт.

б) надежность источника света – характеризуется полным (τполн (ч),

суммарное время работы лампы от момента включения до перегорания) и полезным (τполез (ч), время экономически целесообразной эксплуатации лампы, т. е. время, за которое световой поток изменится не более чем на 20 %) сроками службы лампы;

в) экономичность источника света – стоимость эксплуатации лампы, отнесенная к 1 лм-ч.

К источникам искусственного света предъявляются следующие требования: освещение должно быть оптимальным по величине, стабильным (по изменению светотехнических характеристик в условиях эксплуатации), равномерно распределенным по площади производственного помещения, обеспечивать требуемую яркость в поле зрения и отвечать требованиям электро-, пожаро- и взывобезопасности; спектр искусственного света должен быть приближен к солнечному; светильники не должны создавать резких теней на рабочих поверхностях; световые установки должны исключать слепящее действие, соответствовать эстетическим требованиям, отличаться удобством монтажа и эксплуатации, а также быть долговечными.

В тоже время, как было показано в табл. 2, для газоразрядных ламп и их

частоты пульса света с частотой перемещения объекта и заключающийся в искажении зрительного восприятия объектов различения, когда вместо одного предмета видны изображения нескольких или искажается направление и скорость движения, а вращающиеся части машин кажутся неподвижными. Стробоскопический эффект приводит к сложностям выполнения производственных операций, что способствует повышению травматизма и доли несчастных случаев. Для ослабления указанного эффекта следует использовать специальные двухламповые схемы с искусственным сдвигом фаз, а также включать соседние лампы в разные фазы трехфазной сети.

Для освещения промышленных производств применяются газоразрядные лампы низкого и высокого давления, а также прожекторы. Светильники классифицируют как источники ближнего искусственного света, а прожекторы

– дальнего света. В общем случае при выборе источников искусственного света необходимо отдавать предпочтение газоразрядным лампам, являющихся более экономичными и обладающих большим сроком службы.

10