Освещение (работа 5)

1


1. ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Рациональное освещение помещении и рабочих мест - один важнейших элементов благоприятных условии труда. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость. При недостаточном освещении рабочий плохо видит окружающие предметы и плохо ориентируется в производственной обстановке. Успешное выполнение рабочих операций требует от него дополнительных усилий и большого зрительного напряжения. Не­правильное и недостаточное освещение может привести к созда­нию опасных ситуаций. Наилучшие условия для полного зри­тельного восприятия создает солнечный свет.

Для гигиенической оценки условий труда используются све­тотехнические единицы, принятые в физике.

Видимое излучение—участок спектра электромагнитных ко­лебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров (нм), воспринимаемый человеческим глазом.

Световой поток F—мощность лучистой энергии, оценивае­мой по сетевому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм). Све­товой поток, отнесенный к пространственной единице—телесно­му углу и, называется силой света:

l=dF/dw,

где l.- сила света под углом ): df— световой поток, равномерно распределяющий в пределах телесного угла d.

За единицу силы света принята кандела (кд). Одна кандела—сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/600000 м2 полного излучателя (государственный световой эта­лон) в перпендикулярном направлении при температуре затвер­девания платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па (760 мм рт. ст.». Освещенность Е — плотность светового потока на освещае­мой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк)

E=dF/dS,

где dS — площадь поверхности, на которую падает световой по­ток dF.

Яркость поверхности L, а данном направлении—отношение силы света, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикуляр­ную данному направлению. Единица яркости—кандела на квад­ратный метр (кд/м2)

L=dI/dScos

где dI —сила света, излучаемого поверхностью dS в направле­нии .

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев так­же от угла, под которым поверхность рассматривается.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффици­ентами отражения , пропускания  и поглощения . Эти коэф­фициенты безразмерные и измеряются в долях единицы (++ +=1) или в процентах:

=F/F; =F/F; =F/F

где F, F, F — соответственно отраженный, поглощенный и прошении через поверхность световой поток F — падающий на поверхность световой поток.

Требуемый уровень освещенности определяется степенью точности зрительных работ. Для рациональной организации ос­вещения необходимо не только обеспечить достаточную освещен­ность рабочих поверхностей, но и создать соответствующие качественные показатели освещения. К качественным характе­ристикам освещения относятся равномерность распределения светового потока, блескость, фон, контраст объекта с фоном и т. д.

Различают прямую блескость, возникшую от ярких источни­ков света и частей светильников, попадающих в поле зрения ра­ботающих, и отраженную блескость от поверхностей с зеркаль­ным отражением. Блескость в поле зрения вызывает чрезмерное раздражение и снижает чувствительность и работоспособность глаза. Такое изменение нормальных зрительных функций называ­ется слепимостью.

Слепящее действие зависит не только от блескостти поверхности, направленной к глазу, но и от контракта различения с фоном (К), который определяется отношением абсолютной раз­ности между яркостью объекта и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ослепленпость.

Контраст объекта различения с фоном (К) считается:

большим—при К>0,5;

средним—при К=0,2—0,5;

малым — при К<0,2.

Чтобы избежать слепящего действия света, необходимо под­вешивать лампы на определенной высоте, которую выбирают в зависимости от мощности лампы и защитного угла (угла паде­ния света на рабочее место) с учетом отражающих поверхно­стей. Для повышения видимости целесообразно увеличить кон­траст различаемых объектов, что более эффективно и экономич­но в сравнении с увеличением освещенности рабочей поверхно­сти. При повышении контраста следует учитывать цветность и коэффициенты отражения объектов и фона.

фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, фон ха­рактеризуется способностью отражать световой поток и счита­ется светлым при коэффициенте отражения поверхности >0,4, средним при =0,2—0,4 и темным при <0,2.

Для повышения равномерности распределения яркостей в поле зрения потолки, и стены рекомендуется окрашивать в свет­лые тона: салатовый, светло-желтый, кремовый, светло-зеленый или бирюзовый.

Производственное оборудование рекомендуется окрашивать в светло-зеленые тона, движущиеся части—светло-желтые, а от­крытые механизмы в ярко-красный цвет. Для измерения и контроля освещенности применяют люкс­метры Ю-116 и Ю-117, принцип действия которых основан на фотоэлектрическом эффекте. При освещении фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототек, обу­словливающий отклонение стрелки миллиамперметра, шкалу ко­торого градуируют в люксах. Для использования в люксметрах наиболее пригоден селеновый фотоэлемент, так как его спект­ральная чувствительность близка к спектральной чувствитель­ности глаза.

Освещенность в диапазоне от 0 до 100 лк измеряется откры­тым фотоэлементом без насадок. Использование насадок раз­личных типов, имеющих обозначение К, М, Р, Т значительно расширяет диапазон измерений освещенности, который доходит до 100000 лк.

Для измерения яркости используют фотометры, в которых яркость поля прибора сравнивается с яркостью исследуемой по­верхности.

Для освещения производственных, служебных, бытовых по­мещений используют естественный свет и свет от источников ис­кусственного освещения.

2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

Источник естественного (дневного) освещения—солнечная ра­диация, т. е. поток лучистой энергии солнца, доходящей до зем­ной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естествен­ное освещение является наиболее гигиеничным и предусматри­вается, как правило, для помещений, в которых постоянно пре­бывают люди. Если по условиям зрительной работы оно оказы­вается недостаточным, то используют совмещенное освещение.

Естественное освещение помещений подразделяется на боко­вое (через световые проемы в наружных стенах), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное—сочетание верхнего и бокового освещения.

Систему естественного освещения выбирают с учетом сле­дующих факторов:

назначения и принятого архитектурно-планировочного, объ­емно-пространственного и конструктивного решения зданий;

требований к естественному освещению помещений, выте­кающих из особенностей технологической и зрительной работы;

климатических и светоклиматических особенностей места строительства здании;

экономичности естественного освещения.

В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения

Таблица 1. Значения коэффициента естественной освещенности для производственных помещений

Разряд работ

Характеристика зрительной работы

Значение КЕО

Виды работы по степени точности

наименьший размер объ­екта различения, мм­

при верхнем или комби­нированном освещении

При боковом освещении в зоне с устойчивым снежным покро­вом на осталь ной территории СССР

I

Наивысшей точности

менее 0,15

10

2,8/3,5

II

Очень высокой точности

0,15—0,3

7

2,0/2,5

III

IV

Высокой точности Средней точности

0,3—0,5 0,5—1,0

5

4

1,6/2,0

1.2/1,5

V

Малой точности

1,0—5,0

3

0,8/1,0

VI

Грубая

более 5,0

2

0,4/0,5

VII

Работы со светящимися ма­териалами и изделиями в горячих цехах

более 0,5

3

0,8/1,0

VIII

Общее постоянное наблюдение за ходом производственного процесса

—

1

0,2/0,3

может резко изменяться за очень короткий промежуток време­ни в довольно широких пределах. Поэтому основной величи­ной для расчета и нормирования естественного освещения внут­ри помещений принят коэффициент естественной освещенности (КЕО) —отношение (в процентах освещенности) в данной точке помещения Евн к наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом Eнар.

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию КЕО, представлены в СНиП II-4—79. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь раз­рядов.

СНиП 11-4—79 устанавливают требуемую величину КЕО в зависимости от точности работ, вида освещения и географиче­ского расположения производства. В табл. 1. приведены зна­чения КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата (енIII).

Территория СССР делится на пять световых поясов, для ко­торых значения КЕО определяются по формуле:

где m и c коэффициенты светового и солнечного климата соответственно.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении—в раз­личных точках помещения с последующим усреднением; при бо­ковом— на наименее освещенных рабочих местах. Одновремен­но измеряют наружную освещенность и определенный расчет­ным путем К.ЕО сравнивают с нормативным.

Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов для помещения. Расчет ведут по следующим формулам:

при боковом освещении

при верхнем освещении

где So, 5ф—площадь окон и фонарей, м2; Sn—площадь пола, м2; eн—нор­мированное значение К.ЕО; Кз—коэффициент запаса (kз=1,2—2,0); o, ф— световая характеристики окна, фонаря; То—общий коэффициент светопропускания (учитывает оптические свойства стекла, потери света в переплетах, из-за загрязнения остекленной поверхности, в несущих конструкциях, солн­цезащитных устройствах); r1, r2—коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верхнем освещении; kзд—1—1,7—коэффициент, учиты­вающий затемнение окон противостоящими зданиями; kф—коэффициент, учи­тывающий тип фонаря.

Значения коэффициентов для расчета естественного освеще­ния принимают по таблицам СНиП 11-4—79.

3. ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев д аварий.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное. Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта. Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

Лампы накаливания. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания:

вакуумные (В), газонаполненные (Г) (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостаток этих ламп—малая световая отдача от 7 до 20 лм/Вт при большой яркости нити накала, низкий кпд, равный 10—13%; срок службы 800—1000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

Основные характеристики ламп—световая отдача, световой поток, средняя продолжительность службы — регламентированы ГОСТ 2239—79 «Лампы накаливания общего назначения. Технические условия» ГОСТ 19190—84 «Лампы электрические. Общие технические условия».

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества—люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение более благоприятное с гигиенической точки зрения.

К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т. е. они в 2,5-3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы (около5гр.С) делает лампу относительно пожаробезопасной.

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: пульсация светового поток, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различия—вместо одного предмета видны изображения нескольких, а также направления и скорости движения); дорогостоящая и относительно сложная схема включения, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели, стартеры); значительная отраженная блескость; чувстительность к колебаниям температуры окружающей среды (оптимальная температура 20— 25 °С) понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока. В зависимости от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов люминесцентных ламп:

ЛБ—лампы белого света, ЛД—лампы дневного света, ЛТБ — лампы тепло-белого света, ЛХБ—лампы холодного света, ЛДЦ—лампы дневного света правильной цветопередачи. Наиболее универсальны лампы ЛБ. Лампы ЛХБ, ЛД и особенно ЛДЦ применяются в случаях, когда выполняемая работа предполагает цветоразличение.

Характеристика люминесцентных ламп приведена в ГОСТ 6825—74. Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений в последнее время большое распространение получили дуговые люминесцентные ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Эти лампы в отличие от обычных люминесцентных ламп сосредотачивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Такие лампы выпускают мощностью от 80 до 1000 Вт. Лампы работают при любой температуре внешней среды. Кроме того, их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания.

К недостаткам ламп относится длительное, в течение 5— 7 мин, разгорание при включении. Ведутся разработки по созданию мощных ламп, дающих спектр, близкий к спектру естественного света. Такими источниками являются дуговая кварцевая лампа ДКсТ, выполненная из кварцевого стекла и наполненная ксеноном под большим давлением, галогенные (ДРИ) и натриевые лампы (ДНаТ).Эти лампы обладают высокой световой отдачей до 100 лМ/Вт, правильной цветопередачей, их мощность составляет 1—2 кВт. Такие лампы можно применять для освещения производственных помещений высотой более 10 м.

Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. В случае необходимости допускается использование ламп накаливания. Источники света выбирают с учетом рекомендаций СНиП 11-4—79.

Для искусственного освещения нормируемый параметр—освещенность. СНиП 11-4—79 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящего действия открытых источников света и освещенных поверхностей с чрезмерной яркостью (блескостью) нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

Нормы освещенности для I разряда зрительной работы даны в табл. 2. Деление разрядов на подразряды дает возможность более оптимально выбрать освещенность для каждой зрительной работы. Необходимый уровень освещенности тем выше, чем темнее фон, меньше объект различения и контраст объекта с фоном.

Нормы освещенности для ламп накаливания меньше, чем для газоразрядных, их следует снижать по шкале освещенности согласно СНиП 11-4—79.

Расчет электрического освещения выполняют при проектировании осветительных установок для определений общей установленной мощности и мощности каждой лампы или числа всех

светильников.

Существует несколько методов расчета освещения, наиболее простой — метод удельной мощности, но он менее точен и им пользуются только для ориентировочных расчетов.

Таблица 2. Hopмы освещенности рабочих поверхностей для газоразрядных источников света

Характери­стика зри­тельной ра­боты

Разряд работ

Под-разряд работ

Контраст объекта раз­личения с фоном

Характери­стика фона

Освещенность, лк

при комби­нированном освещении

при общем освещении

Наивысшей точности

а

Малый

темный

5000

1500

б

Малый

средний

4000

1250

I

Средний

темный

в

Малый

светлый

2500

750

Средний

средний

Большой

темный

г

Средний

светлый

1500

400

Большой

светлый

Большой

средний

Удельную мощность вычисляют по формуле

где n—число светильников; Р—мощность лампы, Вт; S—освещаемая площадь, м2.

Значение удельной мощности указано в таблицах справочни­ков по светотехнике в зависимости от типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой освещенности.

Обычно при расчете задаются всеми параметрами установки и числом светильников п, по таблице находят W и выбирают мощность лампы, ближайшей к определяемой из выражения W*S/n.

Основной метод расчета— по коэффициенту использования светового потока, которым определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженно­го стенами и потолком. Расчет выполняют по следующим фор­мулам:

для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНат

для люминесцентных ламп

где F—световой поток одной лампы, лм; Е—нормированная освещен­ность, лк; «S—площадь помещения, m2; г—поправочный коэффициент све­тильника (для стандартных светильников 1,1—1,3); k — коэффициент запася», учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (k=1,1—13) n -число светильников; и—коэффициент использования, зависящий от типа

Таблица 3. Световые и электрически параметры ламп накаливания

[по ГОСТ 2239—79)

и люминесцентных ламп (по ГОСТ 6815—74)

Лампы накаливания, 220 В

Люминесцентные лампы

Тип

Мощность, Вт

световой по­ ток, лм

тип лампы

Мощность, Вт

световой по ток, лм ­

В, Б

25

230

ЛДЦ (ЛБ)

15

600 (820)

Б (БК)

40

415 (460)

ЛДЦ (ЛД)

30

1500 (1800)

5 (БК)

60

715 (790)

ЛХБ (ЛТБ)

30

1940 (2020)

Б (БК)

75

950 (1020)

ЛБ

30

2180

Б (БК)

100

1350 (1450)

ЛДЦ (ЛД)

40

2200 (2500)

Б, Г

200

2920

ЛХБ (ЛБ)

40

3000 (3200)

Г

300

4610

ЛД (ЛБ)

65

4000 (4800)

Г

500

8300

ЛДЦ (ЛД)

80

3800 (4300)

Г

1000

18600

ЛХБ (ЛБ)

80

5040 (5400)

светильника, показателя (индекса) помещения, отраженности и т. д., находится в пределах 0,55—0,60, m—число люминесцентных ламп в светильнике.

После расчета светового потока по табл. 3 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной установки.

По окончании монтажа системы освещения обязательно проверяют освещенность. Если фактическая освещенность отличается от расчетной более чем на —10 и +20%, то изменяют схему расположения светильников или мощность ламп.

4. АВАРИЙНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Аварийное освещение предназначено для освещения производственных помещений при отключении рабочего освещения. Оно должно быть достаточным для безопасного выхода людей из помещения и продолжения работы в помещениях и на открытых пространствах в тех случаях, когда отключение рабочего освещения может вызвать пожар, взрыв, отравление газами (парами), длительное расстройство технологического процесса, нарушение работы важнейших объектов, таких, как водоснабжение электростанции, узлы радиопередачи и т. п.

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей при аварийном режиме должна составлять не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк на открытых площадках.

Аварийное освещение для эвакуации людей применяют в следующих случаях:

в производственных помещениях, где постоянно работает персонал, если при выключении рабочего освещения возникает опасность травматизма;

в основных проходах или на лестницах, служащих для эвакуации люден из производственных и общественных зданий, в которых находятся более 50 чел.;

в местах работ на открытых пространствах, если эвакуация работающих связана с повышенной опасностью травматизма;

в непроизводственных помещениях, в которых одновременно могут находиться более 100 чел. (аудитория, красные уголки, залы кино и т. п.).

Аварийное освещение должно создавать освещенность для эвакуации людей по линиям основных проходов на уровне пола (на земле) и на ступенях лестниц не менее 0,5 лк (в помещениях) и 0,2 лк (на открытых площадках).

Светильники аварийного освещения должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения; допускается питание от сети рабочего освещения с автоматическим переключением на независимые источники питания при аварийных ситуациях. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения типом, размером или иметь специальные знаки.

Для аварийного освещения разрешается применять как лам пы накаливания, так и люминесцентные лампы (последние при минимальной температуре воздуха не менее 10°С). Применение ламп типов ДРЛ, ДРИ и ксеноновых для этих целей запрещается.

Список использованной литературы:

Охрана труда в химической промышленности./ Г. В. Макаров, А. Я. Ясин. 1989г.

Содержание:

  1. ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ……………………… 1

2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ. НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ………2

  1. ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НОРМИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ …… 4

4. АВАРИЙНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ………………………………………………….. 8

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУЫ ……………………………. 9

6. СОДЕРЖАНИЕ ………………………………………………………………….. 9