Меню

Исследование естественного освещения производственных помещений



Основные положения

Посредством зрения люди воспринимают до 90% необходимой для работы информации. Свет — ключевой элемент способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Такие элементы человеческого самочувствия, как душевное состояние или степень усталости, зависят от освещения и цвета окружающих предметов. С точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Очень много несчастных случаев происходит из-за неудовлетворительного освещения или из-за ошибок, сделанных рабочим, по причине трудности распознавания того или иного предмета или осознания степени риска, связанного с обслуживанием станков, конвейеров, транспортных средств. Свет создает нормальные условия для трудовой деятельности.

Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт, выражающийся в ощущении неудобства или напряженности. Длительное пребывание в условиях зрительного дискомфорта приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, зрительному и общему утомлению. Кроме создания зрительного комфорта свет оказывает на человека психологическое, физиологическое и эстетическое воздействие. Неудовлетворительная освещенность в рабочей зоне может являться причиной снижения производительности и качества труда, получения травм.

Производственное освещение — основной показатель гигиены труда, главный фактор качества информации о внешнем мире, поступающей через глаза и мозг человека. Рационально устроенное освещение обеспечивает психологический комфорт, снижает утомление, сохраняет работоспособность и высокую производительность труда, повышает безопасность выполнения производственных процессов.

1. Виды производственного освещения

По принципу организации производственное освещение подразделяется на: естественное – освещение помещений светом неба, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, искусственное – освещение, создаваемое источниками искусственного света, и совмещенное — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве весьма велика. За счет дневного света в помещении можно добиться высокого уровня освещенности и на рабочих местах. Причем без всяких затрат электроэнергии. В помещениях с рациональным естественным светом самочувствие людей намного лучше, чем в помещениях без естественного света.

Естественное освещение в зависимости от места расположения световых проемов подразделяется на боковое (одно-и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее — через световые фонари, проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное — сочетание верхнего и бокового естественного освещения. Достаточность естественного освещения в помещениях регламентируется нормами, которыми установлены значения коэффициентов естественной освещенности в зависимости от условий зрительной работы (СНиП 23-05- 95).

Искусственное освещение может быть двух систем – общее и комбинированное освещение. Общее освещение в зависимости от расположения производственного оборудования, может быть локализованным или равномерным. Если расстояние между светильниками одинаковое, то освещение считают равномерным, при размещении светильников ближе к оборудованию – локализованным.

Комбинированное освещение состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения всего помещения. Комбинированное освещение целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания определенного или изменяемого в процессе работы направления света.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.

Рабочее освещение — освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне здания.

Аварийное освещение – освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Наименьшая освещенность, создаваемая аварийным освещением должна составлять не менее 2лк внутри здания и не менее 1 лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение — освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Оно предусматривается в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующих более 50 человек; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования; в производственных помещениях без естественного света. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях – 0,5лк, на открытых территориях- 0,2лк.

Дежурное освещение — освещение в нерабочее время.

Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5лк на уровне земли.

Читайте также:  Настольное освещение для спальни

К производственному освещению предъявляют следующие санитарно- гигиенические требования: спектральный состав света должен быть близок к солнечному, уровень освещенности должен соответствовать гигиеническим нормам, свет должен быть равномерным и устойчивым, не создавать блескости, резких теней на рабочей поверхности, не вызывать утомления зрения.

Если освещение не отвечает санитарно- гигиеническим требованиям, его необходимо рационализировать. Для поддержания уровня освещенности в соответствии с нормами необходимы постоянный контроль, своевременный ремонт, обслуживание и чистка осветительной арматуры, окон и фонарей.

2. Нормирования искусственного освещения

Нормирования освещения осуществляется на основании строительных норм и правил СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», согласно которым принято раздельное нормирование естественного, искусственного и совмещенного освещения. Этот документ регламентирует минимально допустимые значения освещенности и не запрещает применять повышенную освещенность в случае, когда это целесообразно.

Более экономичные люминесцентные лампы позволяют получить при одинаковой мощности в несколько раз большую освещенность по сравнению с лампами накаливания. Комбинированное освещение экономичнее общего. Поэтому для люминесцентного и комбинированного освещения установлены более высокие нормы.

Освещенность для светильников общего назначения не должна выходить за пределы 500…150 лк для газоразрядных ламп и 100…50 лк для ламп накаливания. Освещенность проходов может быть меньше освещенности в рабочей зоне, но не менее 75 лк для газоразрядных ламп и 30 лк для ламп накаливания.

С целью облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы разбиты на 8 разрядов точности в зависимости от размеров объекта различения и условий зрительной работы. Наибольшая нормируемая освещенность составляет 5000 лк (разряд I а), наименьшая нормируемая освещенность -30 лк (разряд VIII в). Первый разряд – это разряд наивысшей точности, восьмой разряд- это разряд наименьшей точности.

3. Источники искусственного света

Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов – лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ЛГ). Лампы накаливая наиболее широко распространены в быту из-за своей простоты, надежности и удобства эксплуатации. Находят они применение на производстве: для аварийного и эвакуационного освещения в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение не более 42 В, в помещениях с кратковременным прибываем людей, для местного освещения. Основными их недостатками является низкая световая отдача от 7 до 20 лм/Вт, небольшим сроком службы — до 2500 часов; 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.

Газоразрядные лампы получили наибольшее распространение на производстве, в организациях и учреждениях прежде всего из-за большой светоотдачи 40-110 лм/Вт, срока службы (8000….12000 часов). Из-за этого газоразрядные лампы в основном применяют для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров металлов, заполняющих колбы ламп и люминофора, можно получить свет практически любого спектрального диапазона – красный, желтый, зеленый и т. д. Для освещения в помещениях наибольшее распространение получили люминесцентные лампы дневного света, колба которых заполнена парами ртути. Свет, излучаемый такими лампами, близок по своему спектру к солнечному свету.

Однако газоразрядные лампы наряду с преимуществами перед лампами накаливания обладают и существенными недостатками, которые пока ограничивают их распространение в быту. Это пульсация светового потока, которая искажает зрительное восприятие и отрицательно воздействует на зрение. При освещении газоразрядными лампами может возникнуть стробоскопический эффект, заключающийся в неправильном восприятии скорости движения предметов. К недостаткам газоразрядных ламп относится: длительность их разгорания, зависимость их температуры окружающей среды, создание радиопомех, вредность и опасность при их изготовлении.

К газоразрядным лампам низкого давления относятся: 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 света (ЛЕ) и другие. Лампы ЛЕ, ЛДЦ применяются в случаях, когда предъявляются высокие требования к определению цвета, в остальных случаях – лампы ЛБ, как наиболее экономичные.

К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуговые ртутные лампы (ДРЛ), ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах, натриевые высокого давления (ДНаТ), металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов. Лампы ДРЛ рекомендуются для производственных помещений, если работа не связана с различением цветов (в высоких цехах машиностроительных предприятий) и наружного освещения. Лампы ДРИ имеют высокую световую отдачу и улучшенную цветность, применяются для освещения помещений большой высоты (3- 5м) и площади.

Читайте также:  Второй плафон освещения салона рено логан

В 2009 году вышел Закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», исходя из которого с 2014 года дома и квартиры будут освещаться газоразрядными (люминесцентными) и светодиодными лампами.

Преимущество люминесцентных энергосберегающих ламп: экономия электроэнергии, длительный срок службы. Но надо помнить, что через год эксплуатации яркость ламп начинает уменьшаться. Это естественный процесс. Недостатком таких ламп является трудность утилизации (централизованный прием отработавших ламп до сих пор не налажен), эффект мерцания, дороговизна.

Светодиодные лампы лишены ряда недостатков люминесцентных ламп. Они еще более экономичны и долговечны, относительно ударо- и вибропрочные, не содержат ртуть. Лампы также имеют различные оттенки излучаемого света и нечувствительны к перепадам напряжения в электросети. Основной недостаток светодиодных ламп – цена.

4. Измерение освещенности рабочих мест в помещении

Для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом, согласно ГОСТ 24940 – 96 применяются люксметры Ю116, Ю117, АТТ1508. Области их применения: различные сферы производства, а также работы, проводимые в процессах наладки, ремонта, лабораторных исследований, проводимых в научных, конструкторских и проектных организациях.

Люксметр Ю116 (рисунок 1) состоит из измерителя и отдельного фотоэлемента с насадками. На передней панели измерителя расположены: отсчетное устройство и корректор прибора, кнопка переключателя, ручка установки нуля. Прибор магнитоэлектрической системы имеет две шкалы, градуированные в люксах: 0-100 и 0-30. На каждой из них отмечено начало диапазона измерений: на шкале 0-100 эта точка находится на уровне отметки 20, на шкале 0-30 на уровне отметки 5. На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для подключения селенового фотоэлемента, который находится в пластмассовом корпусе и присоединяется к измерителю шнуром с розеткой, обеспечивающей правильную полярность соединения.

Рис.1 — Люксметр Ю-116

1 – селеновый фотоэлемент в пластмассовом корпусе с насадками; 2, 6, 7 – насадки; 3 – миллиамперметр; 4, 5 – кнопки переключения диапазонов измерений.

Светочувствительность поверхности фотоэлемента составляет около 30 см 2 .

Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка К, которая надевается на фотоэлемент. Эта насадка применяется вместе с одной из трех других насадок, обозначенных буквами М, Р, Т. Каждая из них вместе с насадкой К образует три поглотителя с номинальным коэффициентом ослабления 10, 100, 1000 и предназначена для расширения диапазона измерения от 5 до 100000лк. Все насадки могут использоваться в определенном люксметре.

Отсчет производят с помощью измерителя, расположенного также горизонтально на некотором расстоянии от фотоэлемента, чтобы на него не попала тень от лица исследователя.

Прибор для определения освещенности АТТ1508 (рисунок 2) приводится в рабочее состояние при помощи выключателя. Проверяется качество батареи. Если в левом углу дисплея прибора появляется надпись LO BAT , то батарею следует заменить. Фотоэлемент разместить в местах, где необходимо провести замеры освещенности ..

Если фотоэлемент выключен, но показания на дисплее отличаются от нулевых значений, следует произвести настройку: при помощи отвертки поворачивать регулировочный винт 6 до тех пор, пока значения на дисплее не станут нулевыми.

Проверку люксметра согласно ГОСТ 8.014-72 необходимо осуществлять не реже одного раза в год. Необходимо оберегать прибор от ударов и сотрясений. С насадками и фотоэлементом следует обращаться как с оптическим прибором. Загрязненные насадки протирают ватным тампоном, смоченном в спирте, а поверхность фотоэлемента- сухим ватным тампоном. После эксплуатации люксметра при низкой температуре не следует открывать крышку футляра в течение 2-3 часов.

5. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством и правилами пользования люксметра Ю-116 и АТТ-1508.

2. Составить схему лаборатории и наметить точки замера освещенности. Точки желательно расположить по всей площади помещения на расстоянии 1м от стены. Точки пронумеровать.

3. Провести измерения освещенности в каждой точке на уровне рабочей поверхности, используя приборы. Измерение освещенности производится в горизонтальной плоскости внутри и снаружи помещения. Измерение освещенности внутри помещения производится в точке, расположенной на расстоянии 1м от стены, противоположной стене с окнами на уровне письменного стола.

Читайте также:  Какое спот освещение лучше

Для подготовки люксметра к работе следует установить его измерительную часть на поверхности рабочего места в горизонтальном положении и проверить находится ли стрелка прибора на нулевой отметки шкалы. Затем с помощью шнура соединить фотоэлемент с измерительной частью и установить на него светофильтр Т с рассеивателем К.

Фотоэлемент устанавливают также горизонтально на рабочем месте. Нажатием кнопки диапазона измерений 0. 100 включают прибор в работу и определяют положение стрелки. Если она находится между 0 и 20 делениями верхней шкалы, то следует перейти на диапазон 0. 30. Для этого включают левую кнопку и также определяют положение, занимаемое стрелкой. Если стрелка расположилась между 0 и 5 делениями нижней шкалы, то светофильтр Т необходимо заменить на поглотитель с меньшим коэффициентом ослабления (сначала Р, затем М) до получения достоверных показаний прибора. В том случае, когда при использовании насадок К, М и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до пятого деления по шкале 0. 30, то измерения проводят без насадок, т. е. открытым фотоэлементом.

Если стрелка остановилась на каком-либо значении (больше 20 на шкале 0. 100 или 5 на шкале 0. 30), то показания прибора являются достоверными. Их необходимо умножить на коэффициент ослабления установленного светофильтра (10,100,1000), получая при этом значение действительной освещенности.

Так как люксметр Ю-116 отградуирован для измерения освещенности создаваемой лампами накаливания, то при контроле естественной освещенности показания люксметра следует умножить на поправочный коэффициент К (таблица 1) в зависимости от источника света.

Провести замеры освещенности с помощью люксметра АТТ1508. В процессе измерений необходимо установить фотоэлемент горизонтально поверхности рабочего места, затем сдвинуть элемент управления удержания показаний вправо, при этом показания на дисплее «застынут». Сдвинуть движок влево, прибор снова будет показывать результат текущих измерений.

Если выбран диапазон измерений 1999 люкс, а измеряемое значение освещенности не более 200 люкс, необходимо при помощи переключателя выбора диапазона переключить прибор на более низкий диапазон с тем, чтобы достичь более высокой разрешающей способности и точности. То же самое и в отношении измерений в диапазоне 19990 люкс. Прибор АТТ1508 необходимо переключить на более низкий диапазон в том случае, если измеряемое значение освещенности не более 2000 люкс. Записать полученные значения освещенности в таблицу 6.

4. С помощью люксметра измерить уровень естественной освещенности вне помещения. Так как наружная освещенность определяется на горизонтальной плоскости, освещенной всей небесной полусферой, то измерять ее следует на открытой со всех сторон площадке, где небосклон не закрыт близко стоящими зданиями или деревьями. В случае невозможности определить точно наружную освещенность, фотоэлемент поместить снаружи окна в горизонтальном положении, показания люксметра удвоить, так как пластинку фотоэлемента освещает только половина небосвода.

5. Определить коэффициент естественной освещенности по формуле:

где Евн— естественная освещенность данной точки внутри помещения (лк);

Енар— естественная освещенность вне помещения (лк).

Полученное значение КЕО сравнить с нормативным значением, определяемым по формуле:

где е — расчетное давление КЕО;

ен –значение КЕО, взятое из таблицы 2.

m — световой коэффициент, зависящий от климатической зоны (таблица 3);

С- коэффициент солнечности климата (таблица 3).

6. Построить график изменения КЕО в лаборатории (по оси ординат отложить значение КЕО, по оси абсцисс – расстояние в метрах от окна до точки измерения).

7. В зависимости от величины КЕО с учетом освещения определить по таблице 3 характеристику и разряд зрительной работы, которую можно выполнять в каждой точке замера. Результаты занести в таблицу 6.

8. При отсутствии прибора для замера освещенности используют формулу расчетного светового коэффициента:

где So кн – площадь светового проема;

n – количество световых проемов;

S пол – площадь помещения.

9. Определить угол падения светового потока:

(4)

где H — высота светового проема;

L -расстояние от окна до рабочего места.

Значения угла α определить по таблице тангенсов 5.

10. Сделать вывод о возможности выполнения рукописных работ (наименьший размер объекта различения от 0,15 до 0,3м) в исследуемых точках лаборатории.

Источник