Производственное освещение

Производственное освещение

Действие света на организм человека

Свет является одним из важнейших условий существования человека, так как влияет на состояние его организма. Правильно организованное освещение стимулирует процессы нервной деятельности и повышает работоспособность. При недостаточном освещении человек работает менее продуктивно, быстро устает, растет вероятность ошибочных действий, что может привести к травматизму. Согласно статистики, 5% производственных травм происходит из-за такого профессионального заболевания, как рабочая миопия (близорукость), которая возникает в результате недостаточного или нерационального освещения.

Спектральный состав света влияет на производительность труда. Исследования показывают, что если выработку человека при естественном освещении принять за 100%, то при красном и оранжевом освещении она составит лишь 76%.

Ощущение света при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные волны. Основными количественными показателями света являются световой поток, сила света, освещаемость и яркость.

Световым потоком Ф называется поток энергии электромагнитного излучения видимой части спектра (при длине волны 380…760 нм), оцениваемый глазом по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Сила света I – это пространственная плотность светового потока, которая характеризует неравномерность распределения светового потока в окружающем пространстве. Единицей силы света является кандела (кд) (в переводе «свеча»).

Кандела является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону. В качестве эталонного излучателя для установления единицы силы света взята платина при температуре затвердевания 2046,65К и давлении 101325 Па. Сила света, испускаемого с поверхности платины площадью 1/600000 м2, принята за единицу и названа кандела (кд).

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. Единицей освещенности является люкс (лк). Освещенность рассчитывается по формуле

Е= Ф,                                          (9)

    S

где S – площадь поверхности на которую падает световой поток, м2;

Ф – световой поток падающий на поверхность, лм.

Яркость поверхности Яп представляет собой поверхностную плотность света и определяется как отношение силы света I в данном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения.

За единицу яркости принята единица: кандела на квадратный метр (кд/м2). Некоторое представление о яркости можно получить, если представить себе, что лист белой бумаги, освещенный настольной лампой мощностью 60 Вт, имеет яркость 30…40 кд/м2.

Падающий на тело световой поток частично отражается им, частично поглощается, частично пропускается сквозь среду тела. Для характеристики этих свойств введены соответствующие коэффициенты.

Гигиенические требования к производственному освещению, основанные на психофизических особенностях восприятия света и его влиянии на организм человека, могут быть сведены к следующим:

      спектральный состав света, создаваемого искусственными источниками, должен приближаться к солнечному свету;

      уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам;

      должна быть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности на рабочем месте;

      освещение не должно создавать блесткости на рабочем месте. Блесткость – повышенная яркость светящихся поверхностей.

Виды производственного освещения

Освещение в производственных зданиях и на открытых площадках может осуществляется естественным и искусственным светом. При недостаточном естественном освещении используют совмещенное освещение, когда в светлое время суток применяются лампы искусственного освещения.

Естественное освещение может осуществляется через окна в боковых стенах (боковое), через верхние световые проемы (аэрационные фонари) или одновременно через фонари и окна (комбинированное).

Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенности (КЕО), выраженного в процентах:

Е = Евн·100% / Енар, (11)

где Евн – освещенность точки внутри помещения, лк;

Енар - освещенность точки вне помещения, лк.

Искусственное освещение проектируется из двух систем: общее и комбинированное. В последнем случае к общему освещению добавляется местное.

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения. Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей. Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещается.

В соответствии с СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» все зрительные работы делятся на 8 разрядов в зависимости от размера объекта различения и зрительной работы. Так к I разряду относятся зрительные работы наивысшей точности, и для них установлена наибольшая освещенность 5000 лк, а к VIII – работы, связанные с общим наблюдением за ходом производственного процесса, и для них установлена наименьшая освещенность 30 лк.

Источники искусственного освещения

В качестве источников искусственного света применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

В лампах накаливания источником света является раскаленная проволока из тугоплавкого металла (вольфрама). Лампы накаливания просты в изготовлении, надежны в эксплуатации. Их недостатки:

      малая световая отдача, не более 20 лм / Вт;

      небольшой срок службы, около 1000 часов;

      неблагоприятный спектральный состав, в котором преобладают желтые и красные цвета при недостатке синего и фиолетового по сравнению с естественным светом, что затрудняет цветоразличение.

По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные (НВ), газонаполненные (НГ), бесспиральные (НБ). Разновидностью лампы накаливания являются галогенные лампы, колбы которых наполнены парами галогена (например, йода). Это повышает температуру нити накала и практически исключает ее испарение. Галогенные лампы имеют большой срок службы (3000 ч) и повышенную светоотдачу до 30 лм / Вт.

В настоящее время большое применение на производстве находят газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, представляют собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем твердого кристаллического вещества – люминофора. Колба лампы наполнена дозированным количеством ртути и инертным газом (обычно аргоном) при давлении 400 Па (3 мм рт.ст.). В зависимости от люминофора люминесцентные лампы обладают различной цветностью:

      лампы дневного света ЛД;

      лампы белого цвета ЛБ;

      лампы тепло-белого цвета ЛТБ;

      лампы холодно-белого цвета ЛХБ;

      лампы с улучшенной цветопередачей ЛДЦ.

К газоразрядным лампам высокого (0,03…0,08 МПа) давления относятся дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ). В спектре этих ламп преобладают зеленые и голубые тона. Известны следующие виды газоразрядных ламп высокого давления:

      ртутные лампы высокого давления с добавкой йодидов металла ДРИ, их часто называют металлогалогенными;

      трубчатые ксеноновые газоразрядные лампы высокого давления ДКсТ, применяемые для наружного освещения в связи с опасностью ультрафиолетового облучения работающих в помещении;

      натриевые газоразрядные лампы высокого давления ДНаТ, используются только для наружного освещения.

Преимуществом газоразрядных ламп является:

      их экономичность;

      световая отдача 30…80 лм / Вт, что в 3 – 4 раза превышающая световую отдачу ламп накаливания;

      срок службы доходит до 10000 ч;

      возможность создания равномерного освещения;

      близость спектра их излучения к естественному.

К недостаткам газоразрядных ламп можно отнести:

                  пульсации светового потока;

                  слепящее действие;

                  сложность схемы включения;

                  шум дросселей;

                  невозможность использования при низких температурах;

                  чувствительность к снижению напряжения питающей сети.

Светильники

Для рационального перераспределения светового потока лампы и защиты глаз человека от чрезмерной яркости света источники искусственного освещения обычно устанавливаются в осветительной арматуре. Источник света вместе с осветительной арматурой принято называть светильником или осветительным прибором. Осветительный прибор дальнего действия называют прожектором.

Большое значение для ограничения ослепленности, создаваемой светильниками, имеет защитный угол (рис. 10), создаваемый отражателем, а в светильниках с люминесцентными лампами – планками экранирующей решетки. Защитный угол должен быть не больше 30.

                            а                                                                       б

Рис. 10. Схема к определению защитного угла светильника: а – светильник с лампой накаливания; б – светильник с люминесцентными лампами

Рис. 11. Светильники: 1 – «Универсаль»; 2 – «Глубокоизлучатель»; 3 – «Люцетта»; 4 – «Молочный шар»; 5 – типа ВЗГ; 6 – типа С-131; 7 – потолочный ПСХ; 8 – типа ПУ-100; 9 – типа ПУ-200; 10 – типа ОД; 11 – типа ПВЛ.