Системы и виды производственного освещения

 

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее –через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов – общее и комбинированное. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным, бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях – не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условно к производственному освещению относят бактерицидное и эритемное облучение помещений. Бактерицидное облучение («освещение») создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи с λ == 0,254...0,257мкм. Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с λ = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.

18.Основные требования к освещению, осветительная арматура

Зрение является самым информативным органом чувств человека. Около 90% информации человек получает через органы зрения. Свет оказывает положительное влияние на обмен веществ, сердечно-сосудистую систему, нервно-психическую сферу. Рациональное освещение способствует повышению производительности труда, его безопасности. При недостаточном освещении и плохом его качестве происходит быстрое утомление зрительных анализаторов, повышается травматичность. Слишком высокая яркость вызывает явление слепимости, нарушение функции глаза. Рациональное искусственное освещение должно обеспечивать нормальные условия для работы.

Естественное и искусственное освещение нормируется в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона контраста объекта с фоном. Объект различения– это рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

1. Спектральный состав искусственного освещения должен максимально приближенным к естественному свету.

2. Освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы.

3. Равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней.

4. Величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока).

5. Оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав.

6. Все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, элекгробезопасны.

Все зрительные работы делятся на 8 разрядов. К 1 разряду относятся зрительные работы наивысшей точности (минимальный размер объекта различения менее 0,15 мм), к 4 разряду относятся работы очень малой точности (более 5 мм). К 7 разряду отнесены работы со светящимися материалами и изделиями и к 8 разряду отнесены работы связанные с общим наблюдением за ходом производственного процесса с постоянным или периодическим присутствием людей. Для первых 4-х разрядов необходимо использовать комбинированную систему освещения.

Контроль за освещением должен проводиться каждый год, а также после каждой групповой замены светильников. Чистка светильников местного освещения должны проводиться при уборке рабочего места. Чистка стекол световых проемов и светильников общего освещения – не реже одного раза в месяц, в других произ­водственных помещениях с незначительным выделением пыли и копоти – не реже одного раза в 3 месяца. Техническое обслуживание ос­ветительных установок включает замену перегоревших ламп и дру­гих вышедших из строя комплектующих изделий.

Вышедшие из строя люминесцентные лампы и другие источ­ники света, содержащие ртуть, должны храниться упакованными в специальном помещении, и периодически вывозиться для дезакти­вации и уничтожения в специально отведенные места. Удаление из отработанных ламп ртути надо проводить в вы­тяжных шкафах, оснащенных фильтрами-поглотителями паров с само­стоятельной вентиляционной системой.

Светильник состоит из лампы и осветительной арматуры. Арматура служит для перераспределения светового потока лампы (или ламп), предохранения зрения от чрезмерной яркости, крепления и подключения лампы к системе питания, защиты ее от механических повреждений и изоляции от окружающей среды. Осветительная арматура газоразрядных ламп имеет устройство для зажигания и стабилизации их работы.

Предохранение зрения от чрезмерной яркости лампы перераспределением потока в нужном направлении осуществляют отражателями и рассеивателями, которыми снабжены светильники.
Осветительная арматура состоит из корпуса (металлического или пластмассового), отражателя, патрона (ламподержателя), рассеива- теля или защитного стекла, пускорегулирующего аппарата ПРА (для газоразрядных ламп), узлов подвески и подключения к системе питания.
Основными параметрами, характеризующими светильник, являются: класс светораспределения, кривая силы света, КПД, защитный угол, конструкция. Отношение светового потока, выходящего из светильника, к световому потоку лампы называют КПД светильника. Он колеблется в пределах 60—90 %.
Степень защиты глаз от блёсткости зависит от размера защитного угла.
По характеру светораспределения светильники подразделяют на следующие группы:
прямого света — световой поток не менее 80 % излучается в нижнюю полусферу; преимущественно прямого света — излучается 60—80 % \рассеянного света — излучается 40—60 %; преимущественно отраженного света — излучается 20—40%; отраженного света — в нижнюю полусферу излучается менее 20 % светового потока.
По степени защиты от воздействия внешней среды светильники классифицируют на:
открытые пыленезащищенные — токоведущие части и лампа не защищены от попадания пыли;
перекрытые пыленезащищенные— попадание пыли ограничивается неуплотненными светопропускающими оболочками;
полностью пылезащищенные — токоведущие части и лампа защищены от попадания пыли в количествах, которые могли бы повлиять на работу светильника;
частично пылезащищенные — токоведущие части защищены от попадания пыли; 4
полностью пыленепроницаемые — токоведущие части и колба лампы полностью защищены от попадания пыли;
частично пыленепроницаемые — токоведущие части полностью защищены от попадания пыли.
В зависимости от степени защиты от проникновения воды светильники подразделяют на водонезащищенные, брызгозащищенные, струезащищенные, водонепроницаемые, герметичные.
В зависимости от способа установки и назначения светильники классифицируют следующим образом: для промышленных зданий при нормальной среде используют светильники общего применения с лампами накаливания, ДРЛ и люминесцентные (ГС, Уз, ЛД, ЛОУ и др.);
при тяжелых условиях среды — специальные светильники УПН, УПД, ПВАМ;
во взрывоопасных зонах промышленных предприятий — светильники с лампами накаливания НОВ; Н4Б; РВЛ; В4А; ВЗГ и др.;
для общественных зданий общего применения при нормальной среде широко используют светильники с лампами накаливания и люминесцентными типа УСП; ПКР; ЛПР и др.;
для наружного освещения — светильники всех источников света типа СКЗЛ; СПО; СКЗПР и др.;
для бытовых помещений при нормальной среде — светильники с люминесцентными лампами УСП; БЛ; ШОД; ЛПР.

19. Характеристики источников света

Световой поток F

Силу света измеряют в канделах (в переводе с латинского - свеча). Кандела - это сила света обычной восковой свечи. Возникает вполне правомерный вопрос: почему силу света измеряют в канделах, а не Вт/стерадиан (Вт/ср)? Часто так и делают, но при использовании мощных светодиодов для освещения возникает следующее неудобство. Если включить зеленый, красный и синий светодиоды с одинаковой силой света, измеренной в Вт/ср, то яркость зеленого светодиода будет существенно выше. Это явление объясняет рассмотренные нами выше графики на рисунках 3 и 4, иллюстрирующие разную чувствительность глаза человека к разным длинам волн видимого спектра. Яркость красного светодиода нам казалась бы меньше, чем у зеленого, а свечение синего светодиода вообще оказалось бы очень тусклым. Чтобы устранить эти причины, силу света измеряют в канделах, а световой поток в люменах (см. рис. 1). При расчете освещенности именно люмен является наиболее подходящей единицей измерения для расчетов и сравнения разных источников света.

Сила света I

Сила света I - это пространственная плотность светового потока или отношение светового потока внутри телесного угла к величине этого телесного угла. Проще говоря, сила света показывает, какую часть светового потока излучает источник в рассматриваемом направлении. Сила света измеряется в канделах (кд). Для пересчета кандел в люмены применяют следующий метод: 1. Зная двойной угол половинной яркости светодиода q, взятый из документации производителя, вычисляем соответствующий телесный угол ? = 2p (1-cos(q/2)). 2. Определяем световой поток F = Ix?, где I - сила света светодиода.

Освещенность Е

Освещенность характеризует уровень освещения поверхности, создаваемый световым потоком, падающим на поверхность. В системе СИ измеряется в люксах. Рассчитывается по формуле E = F/S (1 люкс = 1 люмен/м2). Освещенность пропорциональна силе света. С увеличением дистанции от поверхности освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. При падении световых лучей наклонно к освещаемой поверхности освещенность падает пропорционально косинусу угла падения лучей.

Яркость L

В фотометрии термин «яркость» рассматривают применительно к поверхности. Хотя мы все часто употребляем термин «яркость светодиода», это некорректно. Более правильные термины - сила света и световой поток. В данном случае (см. рис. 5) речь идет о яркости поверхности, то есть отраженном от нее свете. Яркость L - это отношение силы света I элемента поверхности к площади его проекции, перпендикулярной рассматриваемому направлению или L = (I/S) x cosa. Из всех фотометрических величин яркость наиболее близко связана со зрительными ощущениями, так как освещенности изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональны именно яркости этих предметов.

Световая отдача

Световая отдача характеризует эффективность источника излучения, определяющая, какой вырабатывается световой поток на 1 Вт подведенной мощности. Единица измерения - лм/Вт. Теоретически максимально возможная световая отдача равна 683 лм/Вт у источника света с длиной волны 555 нм при преобразовании электрической энергии в свет без потерь. Из последнего предложения следует, что 1 люмен - это световой поток зеленого излучателя света без потерь с длиной волны 555 нм мощностью 1/683 Вт. Обычная лампа накаливания 60 Вт обеспечивает световой поток 500 лм (светоотдача - 8,33 лм/Вт). Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает световой поток около 1300 лм (13 лм/Вт). Люминесцентная лампа мощностью 26 Вт создает световой поток около 1600 лм (61,5 лм/Вт). Уличная натриевая газоразрядная лампа излучает 10000...20000 лм. Натриевые лампы низкого давления обеспечивают один из максимальных показателей эффективности - световая отдача около 200 лм/Вт.

20.Нормирование и расчет естественного освещения.

Естественное освещение создается прямыми солнечными лучами или рассеянным светом небосвода. Его следует предусматривать для всех производственных, складских, санитарно-бытовых и административных помещений.

Спектр естественного освещения наиболее благоприятен для глаз человека. Входящее в состав солнечного спектра ультрафиолетовое излучение имеет важное значение для здоровья человека, однако оно практически полностью задерживается при прохождении сквозь обычное стекло, поэтому не проникает внутрь помещений.

Естественное освещение не может быть единственным для большинства работ, так как резко меняется в зависимости от времени суток, сезона года и атмосферных условий. С учетом этого в качестве основной нормируемой величины принят коэффициент естественной освещенности е, представляющий собой отношение освещенности на рабочем месте Ер к наружной освещенности Ен, измеренной на открытой площадке, %:

е= 100Ер/Ен.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) не зависит от времени дня и других причин изменчивости естественного освещения. Гигиенические нормы, приведенные в СНиП, устанавливают требуемое значение КЕО в зависимости от точности работ и вида освещения (табл. 20.1).

В основу установления разряда работ по степени точности положен наименьший размер объекта различения, т. е. минимальная величина предмета, который должен различать глаз при данной трудовой деятельности, например расстояние между двумя соседними штрихами при пользовании измерительным инструментом, диаметр точки (знака препинания) самого мелкого шрифта при чтении и письме и т. п.

При боковом естественном освещении нормируют минимальное значение е, определяемое на наиболее удаленных от окон рабочих местах. При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируют среднее значение е, вычисляемое не менее чем для пяти равноудаленных одна от другой точек условной рабочей поверхности1:

ecp=(0,5e1+e2 + ... + 0,5en/(n-1),

где e1, e2,...,еn — значения КЕО в отдельных точках; л —число точек контроля оспешейности.

Кроме интенсивности естественного освещения нормируют его равномерность, которая в производственных помещениях для работ I, II, III и IV разрядов с верхним и комбинированным освещением должна быть не менее 0,3. Равномерность освещения характеризуется отношением минимального значения етiп к его максимальному етах на рабочей плоскости в пределах характерного разреза помещения. Характерным считают поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или продольной оси пролетов помещения (при верхнем освещении). Если в помещениях для работ I и II разрядов можно уменьшить расстояние между фонарями и увеличить их число, то равномерность освещения рекомендуется принимать не менее 0,5.

Расчет естественного освещения сводится к определению площади световых проемов. Наиболее простым является метод расчета с использованием светового коэффициента, равного отношению площади световых проемов 1^0 к площади пола помещения Sn: a. = ES0/Sn. В этом случае 2S0 вычисляют по известным значениям а, которые составляют для гаражей 0,10...0,12, для станочных и сборочных отделений мастерских 0,14...0,16, в помещениях для содержания крупного рогатого скота 0,10...0,05 и т.д. Следует отметить, что такой метод расчета применяют главным образом как проверочный.

Более точно требуемую площадь световых проемов, обеспечивающую нормированные значения КЕО, определяют по формулам.

Уровень естественной освещенности в производственных помещениях с течением времени снижается вследствие загрязнения остекленных поверхностей, стен и потолков. Поэтому следует регулярно чистить стекла, красить или белить стены и потолки. Такие мероприятия необходимо выполнять тем чаще, чем выше концентрация пыли или других взвешенных в воздухе веществ.

Слепящее действие прямых солнечных лучей на работающих и возникающую при этом блесткость предметов устраняют с помощью солнцезащитных козырьков, штор, жалюзи и экранов.

При низких (менее 0,5 %) значениях КЕО в помещениях для постоянного пребывания в них работающих (на предприятиях в северных районах страны, при ведении подземных работ, в заглубленных овощехранилищах, при выращивании грибов в подвальных помещениях и т. п.) следует предусматривать устройство оснащенных эритемными или ртутно-кварцевыми лампами фотариев для ультрафиолетового облучения работающих с целью повышения иммунобиологической сопротивляемости организма.

21.Нормирование и расчет искусственного освещения.

Освещенность, создаваемая искусственным освещением, нормируется СНиП П-4—79 в зависимости от характеристики зрительной работы, яркости фона, контраста объекта и фона, типа источника света и системы освещения.
Кроме абсолютного значения освещенности, нормируются качественные характеристики освещения: показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности.
Для обеспечения требуемой освещенности необходимо выбрать систему освещения, тип источника света, светильника, схему расположения светильников и выполнить светотехнический расчет.
Характеристики светильников, используемых на пищевых предприятиях, приведены в табл. 20.

 

 

Схема расположения светильников общего освещения в помещении (рис. 51) определяется высотой помещения (H); расстоянием от светильников до перекрытия (hс); высотой, на которой находится расчетная (рабочая) поверхность над полом (hр); расчетной высотой (h); расстоянием между соседними светильниками пли рядами люминесцентных светильников (L), расстоянием от крайних светильников или рядов светильников ДО стены l.
Основное требование при выборе высоты расположения светильников — доступность для- обслуживания. Обычно h определяется размерами помещения. Расстояние от крайних светильников до стены l= (0,3÷0,5) L.

 

 

Рис. 51. Расположение светильников:
a — в плане; б — в разрезе над освещаемой поверхностью по высоте подвески
При расчете общего равномерного люминесцентного освещения определяется необходимое число светильников по формуле

 

 

где E— заданная минимальная освещенность, лк; Kз — коэффициент запаса; S — освещаемая площадь, м2; Z — коэффициент неравномерности освещения (принимается 1,1 — 1,2); Ф — световой поток лампы, лм; n — количество ламп в светильнике, шт.; η — коэффициент использования светового потока, который определяется по светотехническим таблицам.
Делением общего числа светильников N на количество рядов определяется число светильников в каждом ряду.

 

 

Рис. 52. Изолюксы светильников: а - пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности светильников для ламп накаливания; б - линейные изолюксы светильников для люминисцентных ламп; в - определение координат графика линейных изолюкс

Для расчета локализованного и местного освещения горизонтальных и наклонных поверхностей применяется точечный метод. По точечному методу при круглосимметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток ламп) в каждом светильнике равен 1000 лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Ее величина зависит от светораспределения светильника и геометрических размеров; расстояние точки до проекции освещающего ее светильника d и высоты расположения светильника над уровнем освещаемой поверхности (li). Световой поток лампы в каждом светильнике (в лм):

 

 

где μ — коэффициент, учитывающий действие удаленных светильников (принимается 1,1—1,2); ∑Еу — суммарная условная освещенность в контрольной точке,
Еу отдельного светильника определяется по графикам пространственных изолюкс (рис. 52, а)*. В качестве контрольных выбираются точки, в которых ∑Еу имеет наименьшее значение.
По полученному световому потоку подбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (минус 10%, плюс 20%). При невозможности выбора лампы с допуском в этом диапазоне корректируется расположение светильника или выбираются другие светильники.
При расчете люминесцентных светильников, располагаемых рядами, принимается относительная освещенность е. т. е. освещенность, создаваемая светильниками при линейной плотности светового потока Ф'=1000 лм/м и высоте расположения светильников h=1 м. Необходимая линейная плотность потока (в лм):

 

 

где ∑е — суммарная относительная освещенность, создаваемая ближайшими рядами светильников.
Для определения в используются графики линейных изолюкс в функции параметров (рис, 52, б):

 

 

где L — габаритная длина линии; Р — расстояние точки А до проекции освещающей ее светящейся линии.
Умножая Ф' иа длину каждого ряда светильников, находят полный световой поток дамп ряда, на основании чего подбираются число и мощность ламп: Ф = Ф'L.
Если выбран тип светильников и известен световой поток Ф ламп, установленных в светильниках, расстояние между центрами соседних светильников в ряду (в м):

 

 

Если b оказывается меньше, чем длина светильника, следует применять светильники с большим числом ламп, или сдвоенные, или увеличить число рядов светильников. Ряды светильников могут рассматриваться при расчете как непрерывные с равномерно распределенным по их длине потоком при условии, что разрыв между соседними светильниками не превышает 0,5 расчетной высоты. При больших разрывах е' от каждого светильника следует находить отдельно. Контрольная точка выбирается с наименьшей освещенностью в пределах фактического расположения рабочих мест, т. е. обычно между рядами.

22.основные причины поражения электрическим током. Действие тока на организм человека.

Электронасыщенность современного производства формирует электрическую опасность, источником которой могут быть электрические сети, электрифицированное оборудование и инструмент, вычислительная и организационная техника, работающая на электричестве.

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60-70%) происходит при работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Это объясняется широким распространением таких установок и сравнительно низким уровнем подготовки лиц, эксплуатирующих их. Электроустановок напряжением свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше, и их обслуживает специально обученный персонал, что и обусловливает меньшее количество электротравм.

Технические причины электротравм – несоответствие электроустановок, средств защиты и приспособлений требованиям безопасности и условиям применения, связанное с дефектами конструкторской документации, изготовления, монтажа и ремонта; неисправности установок, средств защиты и приспособлений, возникающих в процессе эксплуатации.

Организационно-технические причины – несоблюдение технических мероприятий безопасности, которые должны осуществлять на стадии эксплуатации (обслуживания) электроустановок; несвоевременная замена исправного или устаревшего оборудования и использование установок, не принятых в эксплуатацию в предусмотренном порядке (в том числе самодельных).

Организационные причины – невыполнение или неправильное выполнение организационных мероприятий безопасности, несоответствие выполняемой работы заданию.

Организационно-социальные причины: работа в сверхурочное время (в том числе работа по ликвидации последствий аварий); несоответствие работы специальности; нарушение трудовой дисциплины; допуск к работе в электроустановках лиц моложе 18 лет; привлечение к работе лиц, не оформленных приказом о приеме на работу в организацию; допуск к работе лиц, имеющих медицинские противопоказания.

При рассмотрении причин необходимо учитывать так называемый человеческий фактор. Это как психофизиологические, личностные факторы (отсутствие у человека необходимых для данной работы индивидуальных качеств, нарушение его психологического состояния и проч.), таки социально-психологические (неудовлетворительный психологический климат в коллективе, условия жизни и проч.).