Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающего, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.
Системы и виды производственного освещения.
Естественное освещение – создается прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода, меняется в зависимости от географической широты, время года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы.
Искусственное освещение – создается электрическими источниками света.
Совмещенное освещение – недостаточное по нормам естественное освещение, дополненное искусственным.
По конструктивному исполнению освещение делится на:
1. Естественное освещение:
а.) боковое (одно- и двухстороннее) – через световые проемы в наружных стенах;
б.) верхнее – через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях;
в. ) комбинированное – сочетание а) и б).
2. Искусственное освещение:
а.) общее, применяется там, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), администрационные, конторские и складские помещения. Различают: 1)общее равномерное освещение (световой поток, распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест), 2)общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест);
б.) местное – при выполнении точных зрительных работ (слесарных, токарных, контрольных), в местах, где оборудование создает глубокие резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально. Применение одного местного освещения не допускается, т. к. образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность травматизма;
в.) комбинированное: общее совместно с местным.
По функциональному назначению искусственное освещение делят на рабочее, аварийное, специальное (охранное, дежурное, эвакуационное, эритемное, бактерицидное и др.).
Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производства, прохода людей, движения транспорта и обязательно для всех производственных помещений.
Аварийное освещение – устанавливают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (например, при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования, может вызвать взрыв, пожар, отравление, людей, нарушение технологического процесса и т. д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5% от нормированной освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.
Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организовывается в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений и на ступеньках. При эвакуационном освещении освещенность должна быть не менее 0,5 лк, а на открытых территориях не менее 0,2 лк.
Охранное освещение устанавливают вдоль границ территорий, охраняемых спец. Персоналом, наименьшая освещенность в ночное – 0,5 лк.
Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон, оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.
Бактерицидное освещение (облучение) создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания (УФ лучи λ=0,754-,757 мкм).
Эритемное облучение – создается в производственных помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Maксимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с λ=0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.
Основные требования к освещению.
Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Также необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и открытых предметах, т. к. перевод глаз с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения и соответственно снижению производительности труда. Нежелательно и наличие резких теней, они искажают размеры и формы объектов различения и увеличивают утомляемость. Движущиеся тени могут привести к травмам.
Также должна отсутствовать прямая или отраженная блесткость. Блесткость – это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая ослепленность, т.е. ухудшение видимости объектов.
Должно быть обеспеченно постоянство освещенности во времени, необходимый спектральный состав светового потока.
Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопасности и они не должны быть причиной взрыва, пожара.
Нормирование освещения.
Искусственное и естественное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.
Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения (толщина линии, шкалы).
В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на 8 разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на 4 подразряда.
Искусственное освещение нормируется количественными (минимальная освещенность, Emin) и качественными показателями (показатели ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещения kE). Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения.
Естественное освещение характеризуется тем, что в создаваемая им освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина – коэффициент освещенности КЕО.
КЕО – это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Евн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженое в %, т.е. КЕО=100·Евн/Ен.
Принято раздельное нормирование ЕЕО для бокового и верхнего естественного освещения (для бокового освещения в точках наиболее удаленных от окна, при верхнем и комбинированном - по усредненным в пределах рабочей зоны).
Нормированное значение КЕО находится по формуле:
ен=КЕО·m·c,
где m - коэффициент светового климата, определяеый в зависимости от района расположения здания на территорий страны;
с - коэффициент солнечности климата, в зависимости от ориентации здания относительно сторон света.
Все значения определяют по таблицам СниП 23-05-95.
Источники света и осветительные приборы.
Применяемые для искусственного освещения источники света делят на 2 группы: лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГРЛ). Л.Н. относятся к источнику света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В ГРЛ излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере и инертных газов и паров металла, а также за счет явления люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.
При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение U(В), электрическая мощность лампы Р(Вт), световой поток, излучаемый лампой Ф(лм) (или max сила света J(кд)), световая отдача Ψ=Ф/Р (лм/Вт); срок службы и спектральный состав света.
Достоинства ЛН: удобство в эксплуатации, простота в изготовлении, низкая инерционность при включении, отсутствие дополнительных пусковых устройств, надежность работы при колебаниях напряжения и различных метеорологических условиях окружающей среды.
Недостатки ЛН: низкая световая отдача Ψ=7-20 лм/Вт, сравнительно маленький срок службы (до 2,5 тыс.ч.), преобладание в спектре желтых и красных лучей.
Достоинства ГРЛ: большая световая отдача Ψ=40-110 лм/Вт, значительно большой срок службы 8-12 тыс.ч., возможность подобрать спектральный состав в зависимости от типа лампы.
Недостаток ГРЛ: пульсация светового потока (стробоскопический эффект), приводящая к искажению зрительного восприятия. Могут быть видны несколько предметов вместо одного, искажается направление и скорость движения, что ведет к травмоопасности. Длительный период разгорания, необходимость специальных пусковых приспособлений, зависит от температуры окружающего воздуха, создание радиопомех.
Большое распространение получают галогеновые лампы – ЛН с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. свет световую отдачу лампы до 40 лм/Вт. Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3тыс.ч. Спектральное излучение галогеновой лампы более близко к естественному.
Эл.светильник – это совокупность источников света и осветительной арматуры , предназначенной для перераспределения излучаемого источником света светового потока в требуемом направлении, предохраняя глаза рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защита источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения.
По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света.
Конструкция светильника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и др. внешних факторов, обеспечивать электро - , пожаро - , взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям.
По конструктивному исполнению различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные, взрывобезопасные.
Расчет освещения.
Основной задачей светотехнических расчетов является: для естественного освещения определение необходимой площади световых проемов; для искусственного – требуемой мощности электроосветительной установки для создания заданной освещенности.
І) При естественном боковом освещении требуемая S светопроемов (м2):
где Sn – площадь пола помещения, м2;
εok – коэффициент световой активности оконного проема;
кзд – коэффициент, учитывающий затенения окон противостоящего здания
кз – коэффициент запаса (зависит от запыленности помещения, расположения стекол (наклонно, горизонтально, вертикально), периодичности очистки);
ρ – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света, определяется с учетом геометрических размеров помещения, светопроема и значения коэффициента отражения стен, потолка, пола;
τобщ– общий коэффициент светопропускания (определяется в зависимости от коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окон, слоя его загрязнения, наличия несущих солнцезащитных конструкций перед окнами).
При выбранных светопроемах действительное значение коэффициента естественного освещения для различных точек помещения рассчитывают с использованием графоаналитического метода Данилюка по СниП 23-05-95.
II) При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источников света, систему освещения, вид светильника, наметить целесообразную высоту установки светильников и размещение их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте и в заключении проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.
Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока. Световой поток (лм) одной лампы или группы люминенесцентных ламп одного светильника:
Фк=Ен·S·Z·kз/(n·ηн),
где Ен – нормированная минимальная освещенность по СниП 23-05-95, лк;
S – площадь освещаемого помещения, м2;
Z – коэффициент неравномерности освещения (1,1 – 1,2);
kз – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света (1,3 – 1,8);
n – число светильников в помещении;
ηн – коэффициент использования светового потока определяется по СниП 23-05-95, в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения:
i = A·B/[H(A+B)],
где А,В – длинна и ширина помещения на плане, м;
Н – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.
По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239-79 и ГОСТ 6825-91 выбираю ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую эл. мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10 – 20%.
Для поверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки наклонной поверхности при общем локализованном освещении применяют точный метод. В основу точного метода положено уравнение:
ЕА=Jα·cosα/r2,
где ЕА – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк;
Jα – сила света в направлении от источника к расчетной точке А, определяется по кривой распределения светового потока выбираемого светильника и источника света;
α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы света в точке А;
r – расстояние от светильника до точки А, м.
Учитывая, что r = H/ cosα и вводя коэффициент запаса kз , получим:
ЕА=Jα·cos3α /(Н·kз),
Критерием правильности расчета служит неравенство:
ЕА≥ЕН
| §2. Методы защиты от перегревания.< Предыдущая |
|---|