Природне та штучне освітлення на робочому місці

Загальні положення

Відношення світлового потоку (F) до освітлюваної поверхні (S) характеризує освітленість даної площі (Е). Отже,

Е = F / S (8)

Освітленість виміряється в люксах.

Люкс - освітленість, що створюється світловим потоком в один люмен, рівномірно розподілений на площі в 1 м² [ 16, с. 184-200 ].

Освітлення поділяється на: природне, штучне та сумісне.

Найбільш доцільне природне освітлення, в разі нестачі воно доповнюється штучним.

Природне освітлення в залежності від напрямку світлового потоку буває бічне, верхнє та комбіноване (верхнє разом з бічним, наприклад, в теплицях).

Згідно з СНіПом П-4-79 усі виробничі приміщення за умов зорової роботи поділяються на 8 розрядів (додаток 10).

За критерій природної освітленості якоїсь точки в приміщенні прийнята величина - коефіцієнт природної освітленості (К.П.О.). К.П.О. - це відношення освітленості точки в приміщенні до одночасно заміряної освітленості зовнішньої точки. Ці дві точки знаходяться в одній горизонтальній площині, що освітлюється рівномірно розсіяним (дифузним) світлом всього небосхилу.

Е_вн

К.П.О.= ----- 100 %, (9)

Е_зов.

де Е_{вн –} освітленість точки в приміщенні, лк;

Е_зов. - освітленість зовнішньої точки, лк.

Освітлення приміщення природним світлом характеризується К.П.О. рядом точок, розміщених в перетині двох площин: вертикальної площини характерного розрізу приміщення (наприклад, посередині приміщення по осі вікон або між ними) і горизонтальної площини, що приймається за умовну робочу площину приміщення.

При бічному освітленні нормують мінімальне значення К.П.О.. (l_min) в межах робочої зони.

При верхньому і комбінованому освітленні нормують середнє значення К.П.О. (l _сер.) в межах робочої зони

L_сер. = (l₁/2 + l₂ + l₃ + …+ l_n/2) / n – 1 (10)

де l_1, l_2, l_3, - значення К.П.О. в окремих точках приміщення, які перебувають на рівних відстанях одна від одної; n - кількість точок, в яких визначається К.П.О. (таких точок береться не менш 5).

Штучне освітлення за системами освітлення поділяється на: загальне, місцеве та комбіноване.

Загальне освітлення досягається рівномірним розміщенням світильників одного типу та лампочок однакової потужності в одній площині.

Місцеве освітлення – це освітлення безпосередньо робочого місця.

Поєднання систем загального і місцевого освітлення дає комбіноване освітлення. Застосування тільки місцевого освітлення всередині приміщення не допускається. При цьому частка загального освітлення в комбінованому повинна бути не менше 10 відсотків, але не менше 100 лк при люмінесцентних лампах і 30 лк при лампах розжарювання. Комбіноване освітлення дозволяє створити потрібний рівень освітленості безпосередньо на робочому місці.

Штучне освітлення за видами поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, чергове та охоронне. Воно нормується згідно з СНіПом П-4-79 "Природне і штучне освітлення. Норми проектування".

Робоче – це освітлення робочих місць в робочий час. Аварійне – це негайна нестача робочого.

Евакуаційне – це освітлення найбільш небезпечних проходів, переходів.

Чергове – освітлення в неробочий час.

Охоронне – освітлення по периметру охоронного об’єкта.

Штучне освітлення вимірюється в п'яти рівномірно розміщених точках, приймається як середнє арифметичне і нормується згідно з відповідним розрядом залежно від фону та контрасту (табл.).

Для вимірювання освітленості використовується фотоелектричний люксметр типу Ю-116. Прилад складається з гальванометра та окремого фотоелементу, котрій з’єднується з гальванометром за допомогою шнура в 1,5 м. Гальванометр має дві шкали для вимірювання освітленості в межах від 0 до 30 лк та від 0 до 100 лк. При поглинаючих світлофільтрах М, Р, Т, які дають змогу збільшити межі вимірювання у 10, 100 і 1000 разів, ці показники відповідно збільшуються до 30000 лк та 100000 лк, в залежності від шкал [15, с. 8-10].

Вимірюючи освітленість від різних джерел, необхідно враховувати поправочні коефіцієнти (табл.1). Покази люксметра при цьому слід помножити на коефіцієнт К.

Таблиця 1

Значення поправного коефіцієнта для різних джерел освітлення

Джерело освітлення	Коефіцієнт, К
Лампи: розжарювання	1
люмінесцентні (ДС)	0,9
люмінесцентні (БС)	1,1

Рис. 8. Люксметр та світлопоглиначи до нього для виміру освітленя:

1 – фотоэлемент; 2 – світлофільтр; 3 – гальванометр;

Фон та контраст нормується величиною, яка називається коефіцієнтом відбиття (Р). Це відношення відбитого освітлення до падаючого.

Р = Е_від / Е_пад (11)

де Е_від – відбита освітленість, залежно від кольору поверхні, лк;

Е_пад – падаюча освітленість, лк.

Фон (ступінь освітленості) – це поверхня, на якій розглядається об’єкт. При коефіцієнті відбиття менш 0,2 - фон вважається темним, від 0,2 до 0,4 - середній і більше -0,4 - світлим.

Контраст об’єкта розрізняється з фоном і визначається як

К = (Р_ф – Р_об) / Р_ф (12)

де К - контраст об’єкта

Р_ф – коефіцієнт відбиття фону;

Р_об - коефіцієнт відбиття об’єкта.

Якщо К менше 0,2 то контраст вважається малим, від 0,2 до 0,5 – середнім і більші 0,5 - великим .

Доповнення природного освітлення штучним дає сумісне. Воно нормується, як і природне освітлення.

Порядок виконання роботи

І. Вимірювання природної освітленості.

Для нормування природної освітленості знаходимо коефіцієнт природної освітленості (К.П.О.) Для цього люксметром заміряємо освітлення на підвіконні приміщення (Е_з)- зовнішню освітленість, так, як це буде значення півсфери, а щоб була сфера – покази за люксметром помножуємо на 2, потім в одній і тій же площині заміряємо освітлення в п’яти точках (Е_в), на відстані 1 м одна від іншої по діагоналі приміщення, освітленість останньої точки визначаємо в куту приміщення. Дані заносимо в табл. і нормуємо згідно з додатком.

аблиця 2

Нормування природного освітлення

Точка вимі ру	Освітленість, лк		Коефіцієнт природного освітлення, %	Роз ряд робо ти	Характер ристика роботи	Розмір об’єкта, мм
	Зовні ня	Внут ріш ня

Нормування штучного освітлення приміщення

В п’яти рівномірно розміщених точках на робочій поверхні (конверт) люксметром Ю-116 визначаємо освітлення і розраховуємо середню величину. Дані заміру заносимо в табл.

Таблиця 3

Нормування штучного освітлення

Середня освітленість, (Есер)	Розряд роботи	Характеристика роботи	Розмір об’єкта, мм

Розряд роботи, її характеристика та розмір об’єкта визначаються з додатку

Визначення фону та контрасту

Покласти аркуш білого паперу під фотоелемент люксметра, встановити в затискач на штативі світлочутливою стороною вверх і, змінюючи висоту на штативі, добитися падаючої освітленості 200...300 лк. Повернути фотоелемент світлочутливою стороною вниз і, не змінюючи його положення, підкладаючи під фотоелемент по черзі аркуш паперу різних кольорів, заміряти відбиту освітленість від пофарбованих поверхонь. Одержані дані занести в табл. 11 і за формулами (21)та (22) визначити фон і контраст.

Таблиця 4

Дослідження фону та контрасту

Колір поверхні	Падаюча освітленість (Епад), лк	Відбита освітленість (Евід), лк	Фон	Контраст
Білий
Зелений
Червоний
Синій
Жовтий

Дослідження залежності освітленості від висоти підвісу світильника

При напрузі 220 В виміряти і записати в табл. зміну освітленості в залежності від, висоти підвісу світильника над робочою поверхнею.

Таблиця 5

Залежність освітленості від висоти підвісу світильника

Висота підвісу, см
Освітленість, лк

Побудувати графік залежності освітленості (Е ) від висоти (Н) підвісу світильника.

На графіку відмітити точку, яка відповідає нормі освітленості згідно з СНІП ІІ-4-79.

У звіті подати:

Загальні відомості з теоретичної частини.

Результати вимірювань у табл. 9, 10, 11, 12.

Висновки.

Контрольні запитання

1. Назвати типи джерел світла.

2. Які існують методи розрахунку освітленості на робочому місці?

3. Від яких факторів залежить освітленість?

4. За якими факторами нормується освітленість?

5. Що таке фон? Чим оцінюється його характер?

6. Які існують види штучного освітлення?

7. Назвіть види природного освітлення.

8. Від чого залежить норма освітленості на робочому місці?

Завдання для самостійної роботи

І. На основі визначених коефіцієнтів відбиття підрахувати контраст синього предмета на білому фоні, зеленого - на червоному, жовтого - на зеленому (СНІП ІІ-4-79) [15, с. 29].

2. Визначити кількість світильників для приміщення висотою 4 м, шириною 10 м, довжиною 20 м при нормі освітленості 100 лк [16, с. 197-200].

Додаток 5

Нормоване значення освітленості виробничих приміщень

Характеристика роботи	Роз ряд ро боти	Розмір об’єкта мм	Під роз діл	Контраст	Фон	Штучне освітлення (лк)		Значення К.П.О. (природне освітлення)		Сумісне % к.п.о.
						комбіноване	загальне	за верх-нього та комбінова-ного	за бічно- го	комбінована	бічна
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Особливо точна	І	0,15 і менше	а	малий	темний	5000	1500	10	3,5	6	2
			б	середній	середній	4000	1250
					світлий
			в	малий	світлий	2500	750
				середній	середній
				великий	темний
			г	середній	світлий	1500	400
				великий	світлий
				великий	середній
Інші високої точності	ІІ	0,15 – 0,3	а	малий	темний	4000	1250	7	2,5	4,2	1,5
			б	малий	середній	3000	750
				середній	темний
			в	малий	світлий	2000	500
				середній	середній
				великий	темний
			г	середній	світлий	1000	300
				великий	світлий
				великий	середній
Висока точність (верстатне, слюсарне, складаль-не, електроре монтне, мідницьке, столярне відділення в с.-г. ремонтних майстернях)	ІІІ	0,3 -0,5	а	малий	темний	2000	500	5	2	3	1,2
			б	малий	середній	1000	300
				середній	темний
			в	малий	світлий	750	300
				середній	середній
				великий	темний
			г	середній	світлий	400	200
				великий	світлий
				великий	середній
Середня точність	ІV	0,5 – 1,0	а	малий	темний	750	300	4	1,5	2,4	0,9
			б	малий	середній	500	200
				середній	темний
			в	малий	світлий	400	200
				середній	середній
				великий	темний
			г	великий	світлий	300	150
				середній	світлий
				великий	середній
Мала точність	V	1 – 5	а	малий	темний	300	200	3	1	1,8	0,6
				малий	середній
			б	середній	темний	200	150
			в	малий	світлий	-	150
				середній	середній
				великий	темний
			г	середній	світлий	-	100
				великий	світлий
				великий	середній
Груба (дуже низької точності)	VI	Більше 5	-	Незалежно від фону та контрасту		-	150	2	0,5	1,2	0,8
Робота з пред-метами та матеріала-ми, що самі світяться	УІІ	Більше 5	-	Незалежно від фону та контрасту		-	200	3	1	1,8	0,6
Вимагає загального спостере-ження за ходом виробничого процесу: постійно	VIII	Більше 5	а	Незалежно від фону та контрасту		-	75	1	0,3	0,7	0,2
періодично, при постійному перебуванні людей у приміщенні			б			-	50	0,7	0,2	0,5	0,2
періодично, при періодичному перебуванні людей у приміщен-ні			в			-	30	0,5	0,1	0,3	0,1