Определение минимальной освещенности рабочих мест в зависимости от разряда зрительной работы

Разряд зрительной работы	Отношение минимального размера объекта различения к расстоянию от этого объекта до глаз работающего	Минимальная осве­щенность в горизон­тальной плоскости, лк
ГХ	Менее 0,5 Ю"2	50
X	От0,5 10-2до110-2	30
XI	Свыше 110-2до2 10-2	20
XII	Свыше2 10-2до5 10-2	10
XIII	Свыше 5 Ю-2 до 10 10-2	5
XIV	Свыше 10 10-2	2

Нормирование естественного освещения осуществляется с помощью коэффициента естественной освещенности КЕО, %.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) е определя­ется как отношение освещенности естественным светом какой-нибудь точки внутри помещения к значению наружной освещенности гори­зонтальной поверхности, освещаемой диффузным светом полностью открытого небосвода (не прямым солнечным светом):

^с = №в„^нар)Ю0%, где е_ю — освещенность какой-либо точки внутри помещения; ■^нар — освещенность точки вне помещения.

Для зданий, расположенных в различных районах местности, нормированные значения КЕО или определяют по формуле

e_N=e_Hm_N,

где е_н — значения КЕО, приведенные в табл. СНБ 2.04.05—98; —

коэффициент светового климата для соответствующего номера группы районов; N — номер группы административного района стран СНГ по ресурсам светового климата. Коэффициенты m_N и N приведены в

прил. к СНБ 2.04.05—98.

Нормированное значение КЕО зависит от характера зритель­ной работы, вида освещения (естественное или совмещенное), устой­чивости снежного покрова и пояса светового климата, где расположе­но здание.

КЕО определяется геометрией оконных проемов, загрязненностью стекол, окраской стен помещений и т.д. Чем дальше от световых про­емов расположено рабочее место, тем меньше значение КЕО (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Схема распределения КЕО по разрезу помещения: о — одностороннее боковое освещение; б—двустороннее боковое освещение; в — верхнее освещение; г — комбинированное освещение; 1 — уровень рабочей плоскости

Минимально допустимая величина КЕО определяется разрядом работы: для I разряда при боковом естественном освещении мини­мально допустимое значение КЕО равно 2%, при верхнем — 6%, а для II и Ш разрядов работы — соответственно 1,2 и 3%.

Труд учащихся по характеристике зрительной работы можно от­нести ко II разряду работы, и при боковом естественном освещении в лабораториях на рабочих столах должен обеспечиваться КЕО = 1,5%.

Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов (окон и фонарей) в соответствии с норми­рованным значением КЕО. Все необходимые для расчета данные со­держатся в прил. 5 СНБ 2.04.05—98.

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками.

Нормирование искусственного освещения осуществляется в соответствии с СНБ 2.04.05—98 и оценивается непосредственно по освещенности рабочей поверхности Е, лк.

Систему комбинированного освещения следует применять, если в помещениях выполняются работы I—Ш, TVa, TV6, TVe, Va разрядов. Систему общего освещения допускается применять при отсутствии технической возможности или нецелесообразности устройства местно­го освещения. При наличии в одном помещении рабочих и вспомога­тельных зон следует предусматривать локализованное общее освеще­ние (при любой системе освещения) рабочих зон и менее интенсивное освещение вспомогательных зон, относя их к разряду Villa.

8.7.4. Искусственные источники света

Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов: лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГЛ).

Лампы накаливания относятся к тепловым источникам света. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. Лампы накаливания ши­роко используются в быту благодаря их надежности и удобству в экс­плуатации, относительно низкой стоимости. В значительно меньшей степени они используются на производстве из-за их низкой светоот­дачи, небольшим сроком службы, преобладанием в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав искусствен­ного света от солнечного. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г— газонаполненные, К— лампы с криптоновым наполнением, Б — биспиральные лампы.

В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в ре­зультате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют.люминесцентными, так как изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, излучаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем са­мым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет.

Газоразрядные лампы получили широкое распространение на производстве, в организациях и учреждениях из-за значительно большей светоотдачи (40...110 лм/Вт) и срока службы (8000...12 000 ч). В основном они применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров метал­лов, заполняющих колбы ламп, и люминоформа, можно получить свет практически любого спектрального диапазона — красный, зеленый, желтый и т.д.

Для освещения в помещениях наибольшее распространение по­лучили люминесцентные лампы дневного света, колба которых запол­нена парами ртути (свет близок по своему спектру к солнечному свету).

К газоразрядным относятся также: лампы белого света (ЛБ); лампы холодно-белого света (ЛХБ); лампы с улучшенной цветопере­дачей (ЛДЦ); лампы тепло-белого света (ЛТБ); лампы, близкие по спектру к солнечному свету (ЛЕ); лампы холодно-белого света улуч­шенной цветопередачи (ЛХБЦ).

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуго­вые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разря­да в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ); металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов.

Недостатки газоразрядных ламп: пульсация светового потока (искажает зрительное восприятие и отрицательно влияет на зрение); длительность их разгорания; зависимость их работоспособности от температуры окружающей среды, создание радиопомех; возможность возникновения стробоскопического эффекта (заключается в непра­вильном восприятии скорости движения предметов). Опасность стро­боскопического эффекта при использовании газоразрядных ламп состоит в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма.

8.7.5. Расчет искусственного освещения

Метод светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Световой по­ток лампы Ф_д, лм, при использовании ламп накаливания рассчиты­вают по формуле:

где е_и — нормированная минимальная освещенность, лк; s — площадь

освещаемого помещения, м²; К— коэффициент запаса; z— коэффи­циент минимальной освещенности, равный отношению ^_cp/^_mi_n

(для ламп накаливания z = 1,15, для люминесцентных ламп z = 1,1); N— число светильников в помещении; г|— коэффициент использо­вания светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распре­деления силы света светильника, геометрических параметров поме­щения, коэффициента отражения потолка и стен, а также высоты расположения светильников.

Коэффициент п вычислен в зависимости от показателя помеще­ния i, коэффициентов отражения стен р_ст, потолка р_п и рабочей по­верхности р_р и определяется по табл. СНБ 2.04.05—98:

i = АВ/Н_р(А + В), где А — длина помещения, м; В — ширина помещения, м; Н_р — рас­четная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

Я_р =h-H₀,

где Л — высота подвеса светильников; H_Q — высота рабочей поверхности.

При равномерном распределении светильников по всей площа­ди помещения число светильников N определяют по формуле:

где S_n — площадь помещения, м²; L — расстояние между светильни­ками, м.

По полученному в результате расчета световому потоку лампы подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электриче­скую мощность всей осветительной системы. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного допускается не более чем на -10. ..+20%. Если такое приближение не реализуется, то корректиру­ется число светильников.

В основу точечного метода положена фор­мула (схема на рис. 8.10)

Я_н</_асоз2у/Ш², где /_а — сила света в направлении от источни­ка света к расчетной точке А рабочей поверхно­сти, кд (определяется по светотехническим ха-Рис. 8.10. Схема рактеристикам источника света и светильника);

расчета точечным г

^г у — угол между нормалью к рабочей поверхности

методом

и направлением светового потока от источника. При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Должно выпол­няться условие Е_и < Е^.

8.7.6. Светильники

Арматура с лампой называется светильником. Для регулирова­ния светового потока в осветительной арматуре используются различ­ные методы, перечисленные ниже.

1. Ограничение светового потока при установке лампы в не­прозрачном корпусе только с одним отверстием для выхода света.

2. О тражение светового потока Использует отражающие поверхности, которые могут быть самыми разнооб­разными, от глубоко матовых до сильно отражающих или зеркальных (рис. 8.11).

3. Рассеяние светового потока (рис. 8.12). Лампа устанавливается в прозрачном материале, рассеивающем и создающем диффузный (рассеянный) световой поток.

_:ХУ:

4. Рефракция светового потока. Метод использует эффект преломления луча в призме (материал призмы— стек- ло или пластик), в результате световой поток меняет направление (рис. 8.13).

Диффузор

Рис. 8.12. Рассеяние светового потока

П о распределению света светиль­ники подразделяются на светильники прямого, рассеянного или отраженно­го света. Светильники прямого света направляют более 80% светового пото­ка в нижнюю полусферу за счет внут­ренней отражающей эмалевой или полированной поверхности («Глубоко-излучатель», «Универсаль», «Альфа» и др.). Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полу­сферы («Молочный шар», «Люцетта»).

Светильники отраженного света более 80% светового потока направля­ют вверх на потолок, а отражаемый от него свет вниз в рабочую зону. Несмотря на их гигиенические преимущества (равномерность, отсут­ствие блескости и др.), в производственных условиях они применяют­ся редко, так как для них требуется высокий коэффициент отражения потолка, что не всегда имеет место в условиях производства.

8.8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ (НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ)

Электромагнитное поле — область распространения электро­магнитных волн. Электромагнитное поле характеризуется частотой излучения f, Гц, или длиной волны X, м.

Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоро­стью света с = 300000 км/с, и связь между длиной и частотой электро­магнитной волны определяется зависимостью \=clf.

5

0 Гц—-

Статическое электричество

0^J

Рис. 8.14. Шкала электромагнитных волн

Электромагнитное поле как совокупность переменных электрического и магнитного полей оценивается векторами напряженностей— элек­трической Е, В/м, и магнитной Н, А/м.

Фазы колебания векторов Е и Н происхо­дят во взаимно-перпендикулярных плоскостях.

На рис. 8.14 представлен частотный спектр электромагнитных волн [2].

Энергия ЭМП определяется плотностью по­тока энергии ППЭ = ЕН, Вт/м², которая показы­вает, какое количество электромагнитной энергии передается за 1 с сквозь площадь в 1 м², перпен­дикулярную к направлению движения волны.

Переменное магнитное поле частотой 50 Гц (СанПиН 2.2.4.11—25—2003) и постоянное маг­нитное поле (СН 9—85 РБ 98) характеризуются следующими параметрами: магнитной индук­цией В, Тл (тесла); потоком магнитной индук­ции — Ф, Вб (вебер); напряженностью — Н, А/м (ампер на метр).

Магнитная индукция В, Тл— величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на проводник длиной в 1 м с проте­кающим по нему током в 1 А и определяется:

B = F/Il,

где F— сила, действующая на проводник с то­ком, А; /— сила тока в проводнике, А; I — дли­на проводника, м.

Поток магнитной индукции Ф, Вб — фи­зическая величина, характеризующая количест­во магнитной индукции, воздействующее на единицу площади поверхности: Ф = SB cos а, где S — площадь поверхности тела, м²; а — угол между направлением действия магнитной индук­ции и нормалью к поверхности.

Напряженность Н, А/м — физическая ве­личина, характеризующая магнитное поле и оп­ределяемая:

Я = В/ц_а,

где ц — абсолютная магнитная проницаемость.

Величина абсолютной магнитной проницаемости определяется:

где ц₀ — магнитная постоянная, Гн/м; и — магнитная проницаемость среды. Магнитная постоянная ц₀ = 4л Ю^-7 Гн/м.

8.8.1. Классификация электромагнитных полей

Электромагнитные поля классифицируются по частотным диа­пазонам или длине волны. Классификация волн, определяемая дли­ной (или частотой) волны, представлена в табл. 8.7.

Т аблица 8.7

Видимый свет (световые волны), инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излучение — это также электромагнитная волна. Эти виды коротковолнового излучения оказывают на человека спе­цифическое воздействие.

Электромагнитный спектр радиочастотного диапазона условно разделен на четыре частотных диапазона:

• низкие частоты (НЧ) — менее 30 кГц,

• высокие частоты (ВЧ) — 30 кГц...30 МГц,

• ультравысокие частоты (УВЧ) — 30...300 МГц,

• сверхвысокие частоты (СВЧ) — 300 МГц...750 ГГц.

Особой разновидностью электромагнитного излучения (ЭМИ) является лазерное излучение, генерируемое в диапазоне длин волн 0,1...1000 мкм. Особенностью ЛИ является его монохроматичность (строго одна длина волны), когерентность (все источники излучения испускают волны в одной фазе), острая направленность луча (малое расхождение луча).

Условно к неионизирующим излучениям (полям) можно отнести электростатические поля и магнитные поля (МП).

8.8.2. Источники электромагнитного поля на производстве

К источникам ЭМП на производстве относятся:

• изделия, специально созданные для излучения электромаг­нитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, ра­диолокационные установки, физиотерапевтические аппараты, систе­мы радиосвязи, технологические установки в промышленности;

• устройства, не предназначенные для излучения электромаг­нитной энергии в пространство, но в которых при работе протекает электрический ток: системы передачи и распределения электроэнер­гии (линии электропередачи, трансформаторные и распределитель­ные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электро­двигатели, электроплиты, холодильники, телевизоры и т.п.).

Электростатические поля создаются в энергетических установ­ках и при электротехнических процессах. В зависимости от источни­ков образования они могут существовать в виде собственно электро­статического поля (поля неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое псле постоянного тока).

В промышленности ЭСП широко используются для электрогазо­очистки, электростатической сепарации руд и материалов, электро­статического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов.

Статическое электричество образуется при изготовлении, транспортировке и хранении диэлектрических материалов, в помеще­ниях вычислительных центров, на участках множительной техники. Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам.

Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, ус­тановками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами и другими устройствами.

В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на раз­личных расстояниях от источника ЭМИ.

Первая зона — зона индукции (ближняя зона) охватывает про­межуток от источника излучения до расстояния, равного примерно Я/27Г »1/6А.. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформиро­вана и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.

Вторая зона — зона интерференции (промежуточная зона) рас­полагается на расстояниях примерно от А./2л до 2пК. В этой зоне происходит формирование электромагнитной волны и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие.

Третья зона — волновая зона (дальняя зона) располагается на расстояниях свыше 2л\. В этой зоне электромагнитная волна сфор­мирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На чело­века в этой зоне воздействует энергия волны.

8.8.3. Воздействие неионизирующих излучений на человека

Электромагнитные поля биологически активны — живые суще­ства реагируют на их действие. У человека нет специального органа чувств для определения ЭМП (за исключением оптического диапазона). Наиболее чувствительны к электромагнитным полям центральная нервная система, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктив­ная системы.

Длительное воздействие на человека электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, по­вышенную раздражительность, апатию, боли в сердце, нарушение ритма сердечных сокращений. Могут наблюдаться функциональные нарушения в центральной нервной системе, а также изменения в составе крови.

Воздействие электростатического тюля на человека связано с протеканием через него слабого тока, при этом электротравм никогда не наблюдается. Возможна механическая травма от удара о располо­женные рядом элементы конструкций, падение с высоты вследст­вие рефлекторной реакции на протекающий ток. К ЭСП наиболее чувствительны центральная нервная система, сердечно-сосудистая система. Люди, работающие в зоне действия ЭСП, жалуются на раз­дражительность, головную боль, нарушение сна.

При воздействии магнитных полей могут наблюдаться нару­шения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в составе крови. При локаль­ном действии магнитных полей (прежде всего на руки) появляется ощущение зуда, бледность и синюшность кожных покровов, отечность и уплотнение, а иногда ороговение кожи.

Воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывное, прерывистое, импульс­ное), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особен­ностями организма. Облучение глаз может привести к ожогам рогови­цы, а облучение ЭМИ СВЧ-диапазона — к помутнению хрусталика — катаракте. При длительном воздействии ЭМИ радиочастотного диа­пазона даже умеренной интенсивности могут произойти расстройства нервной системы, обменных процессов, изменения состава крови. Мо­гут также наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии нарушения носят обратимый характер, но в дальнейшем про­исходят необратимые изменения в состоянии здоровья, стойкое сни­жение работоспособности и жизненных сил.

Инфракрасное (тепловое) излучение, поглощаясь тканями, вы­зывает тепловой эффект. Наиболее поражаемые ИК-излучением — кожный покров и органы зрения (возможны ожоги, резкое расшире­ние капилляров, усиление пигментации кожи). При хроническом об­лучении появляется стойкое изменение пигментации, красный цвет лица, например у стеклодувов, сталеваров. Повышение температуры тела ухудшает самочувствие, снижает работоспособность человека.

Ультрафиолетовое излучение большого уровня может вызвать ожоги глаз вплоть до временной или полной потери зрения, острое вос­паление кожи с покраснением, иногда отеком и образование пузырей, при этом возможно повышение температуры, появление озноба, голов­ная боль. Острые поражения глаз называются электроофтальмией. УФИ умеренного уровня вызывает изменение пигментации кожи (за­гар), хронический конъюнктивит, воспаление век, помутнение хру­сталика. Длительное воздействие излучения приводит к старению кожи, развитию рака кожи. УФИ небольших уровней полезно и даже необходимо для человека. Но в производственных условиях УФИ, как правило, является вредным фактором.

Воздействие лазерного излучения на человека зависит от ин­тенсивности излучения (энергии лазерного луча), длины волны (ин­фракрасного, видимого или ультрафиолетового диапазона), характера излучения (непрерывное или импульсное), времени воздействия. Лазер­ное излучение действует избирательно на различные органы, выделя­ют локальное и общее повреждение организма. При облучении глаз легко повреждаются роговица и хрусталик, наиболее опасен видимый диапазон лазерного излучения, при котором поражается сетчатка глаза.

На рис. 8.15 представлены факторы, определяющие биологиче­ское действие лазерного излучения.

Б

| Bpei

иологические свойства ткани

мя экспозиции

функциональные

особенности облучаемой ткани

А