7.5. Виробниче освітлення

Вимоги нормативних документів до систем виробничого освітлення

Виробниче освітлення - це система заходів і пристроїв, що забезпечують сприятливу роботу зорового аналізатора лю­дини та виключають шкідливий або небезпечний вплив світла на нього в процесі праці.

Освітлення у виробничих будинках і на відкритих пло­щадках здійснюється природним і штучним світлом. При недо­статності природного застосовують сполучене освітлення, при якому у світлий час доби використовується одночасно природ­не та штучне освітлення.

Нормуються всі види освітлення за характеристикою зо­рової роботи (ступеня її точності) відповідно до вимог СНиП ІІ-4-79 «Природне і штучне освітлення. Норми проектування», згі­дно з яким для створення нормальних умов роботи зорового аналізатора людини в процесі праці повинні виконуватися такі основні вимоги: освітленість на робочих місцях має відповідати характеру зорової роботи (забезпечення необхідної освітленості робочих поверхонь поліпшує умови бачення об'єктів, підвищує продуктивність праці); рівномірний розподіл яскравості на ро­бочій поверхні (при нерівномірній яскравості в процесі роботи око змушене переадаптуватися, що веде до стомлення зорового аналізатора); відсутність різких тіней на робочих поверхнях (у полі зору людини різкі тіні спотворюють розміри й форми об'єк­тів розрізнення, що додатково втомлює зір, а тіні, що рухаються, можуть призвести до травм); відсутність блисткості й засліпле-ності (блисткість викликає порушення зорових функцій, а заслі-пленість - призводить до швидкого стомлення зорового аналіза­тора і зниження працездатності людини); сталість освітленості в часі (коливання освітленості викликає переадаптацію ока, приз­водить до значного стомлення); правильна передача кольору (спектральний склад штучних джерел світла повинен бути мак­симально наближений до спектра природного освітлення); за­безпечення електро-, вибухо- і пожежонебезпечності; економіч­ність.

Основні світлотехнічні величини

Світло, а отже і зорова інформація про навколишній світ, що сприймається оком людини, передається по зоровому нерві в спеціальний відділ кори головного мозку, в якому формується суб'єктивний зоровий образ. У процесі праці людина через зоро­вий аналізатор сприймає виробничу обстановку, предмети праці, які називають об'єктами розрізнення.

Для того, щоб людина могла якісно виконувати зорову роботу, необхідні певні характеристики світлових приладів і си­стеми освітлення, що повинні відповідати параметрам об'єкта розрізнення і конкретним умовам праці.

Основними світлотехнічними величинами, що кількісно характеризують вплив світлового випромінювання на око люди­ни, є наступні:

Сила світла (I) — просторова щільність світлового пото­ку, що визначається відношенням світлового потоку (F) до тіле­сного кута (со), в якому він поширюється. За одиницю сили світ­ла прийнята кандела (кд). Кандела являє собою силу світла точ­кового джерела, що випускається в перпендикулярному напрям­ку з площі в 1/600000 м2 чорного тіла при температурі затвер­діння платини Т = 2042 К і атмосферному тиску Р = 101,325

КПа.

Світловий потік (F) — це потік випромінювання, що оці­нюється за його дією на очі людини. За одиницю світлового по­току прийнятий люмен (лм). Люмен відповідає світловому по­току, що випромінюється в одиничному тілесному куті точко­вим ізотропним джерелом із силою світла 1 кандела.

Освітленість (Е) — поверхнева щільність світлового по­току, перпендикулярного поверхні освітлення. Одиниця виміру — люкс (лк). За люкс прийнята освітленість поверхні площею 1 м2 світловим потоком 1 лм. Освітленість поверхні не залежить від її світлових властивостей. Якість виробничого освітлення прийнято характеризувати необхідною освітленістю робочих поверхонь і ділянок. Освітленість робочої зони вимірюють за допомогою приладів - люксметрів.

Тло — поверхня, що безпосередньо прилягає до об'єкта роз­різнення. Тло вважають світлим при р > 0,4, середнім при 0,4 > р > 0,2 і темним при р < 0,2, де р - коефіцієнт відбиття поверхні.

Основними показниками, що визначають працездатність зорового аналізатора людини, є: контрастність; гострота зору;

ймовірність розрізнення; час зорового сприйняття; поле зору; ступінь засліпленості.

Контрастність (К) об'єкта спостереження визначається як відношення різниці між яскравістю об'єкта розрізнення (Вп) і тла (Вф) до яскравості об'єкта розрізнення або тла:

Кпр = (Вф - Вп)/Вф або Кобр = (Вп - Вф)/Вп.

Контраст вважають великим (К > 0,5), якщо об'єкт і тло значно відрізняються за яскравістю; середнім (0,2 < К < 0,5), якщо різниця яскравості об'єкта розрізнення і тла досить поміт­на, і малим (К < 0,2), якщо різниця яскравості Вп і Вф ледь помі­тна.

При розробці системи виробничого освітлення необхідно обов'язково враховувати особливість процесу адаптації ока. При переході від високої яскравості до практичної темряви процес адаптації відбувається повільно і складає 60...90 хв. Зворотний процес відбувається швидше - 5...10 хв. У період процесу адап­тації око працює зі зниженою працездатністю, тому необхідно уникати створення умов, що вимагають частої й «глибокої» пе-реадаптації.

Розглянуті основні характеристики працездатності ока взаємозв' язані та взаємозалежні.

Одним з основних факторів сприятливого функціону­вання зору є достатня яскравість або освітленість робочих по­верхонь і їх ділянок. При незадовільних характеристиках освіт­леності виробниче освітлення може бути шкідливим чи небез­печним виробничим фактором.

При незадовільній освітленості погіршуються умови для здійснення зорових функцій і життєдіяльності організму: з'яв­ляються стомлення, очні хвороби, головні болі, що може бути непрямою причиною нещасних випадків. Погано освітлені небе­зпечні зони, прожектори і лампи, що засліплюють, відблиски від них, різкі тіні погіршують або можуть викликати втрату орієн­тації працюючих.

7.5.3. Природне освітлення

Природне освітлення, створюване денним світлом (небо­зводом), найбільш благотворно діє на людину, не вимагає ви­трат енергії.

Природне освітлення у виробничих приміщеннях зале­жить: від кліматичних і сезонних умов, часу доби; від напрямку надходження світлового потоку. При цьому воно може бути бі­чним, верхнім або комбінованим.

Бічне освітлення здійснюється через вікна у стінах, вер­хнє - через верхні світлові прорізи, скляні ліхтарі. Сполучення бічного й верхнього освітлення називають комбінованим. Верх­нє і комбіноване природне освітлення мають перевагу, тому що забезпечують більш рівномірне освітлення приміщень. Бічне освітлення створює значну нерівномірність в освітленні ділянок, розташованих поблизу вікон і віддалених від них.

Нормування природного освітлення

Оскільки природне освітлення постійно змінюється про­тягом дня залежно від погоди й інших факторів, то для його но­рмування, згідно із СНиП ІІ-4-79, прийнятий коефіцієнт приро­дної освітленості (КПО). Він виражається у відсотках і визнача­ється відношенням освітленості у певній точці приміщення Ев (лк) до одночасної зовнішньої освітленості горизонтальної по­верхні розсіяного світла небозводу Ен (лк).

Єн = КПО = (Ев/Ен) • 100, %.

КПО вказує, яка частина зовнішнього дифузійного світла небозводу (у відсотках) забезпечує освітлення у визначеній точ­ці всередині приміщення. При цьому, внутрішня освітленість (Ев) повинна вимірюватися в наступних точках виробничого приміщення (рис. 7.1). КПО нормується залежно від характеру зорової роботи, розташування світлових прорізів у приміщенні й номера світлового пояса, в якому розташоване приміщення. Те­риторія СНД умовно розділена на п'ять світлових поясів (геог­рафічних районів), розташованих з півночі на південь.

У діючому ДБН В.2.5-28-2006 «Природне і штучне осві­тлення» нормативні значення КПО наведені для середнього сві­тлового пояса, тому для приміщень, розташованих в І, ІІ світло­вих поясах КПОі (енфі) визначають з залученням наступної фор­мули:

ен.ф' = ен ' mi -N,

а б

Рис.7.1 - Графічне зображення розподілу природної освітленості в приміщенні: а - в приміщенні з одностороннім боковим освітленням; б - в приміщенні з двостороннім боковим освітленням;

Залежно від номера світлового пояса величину коефіціє­нту світлового клімату m визначають згідно даних табл. 4 ДБН В.2.5-28-2006. Алгоритм визначення КПО наведений на рис. 7.2.

Для забезпечення нормованої величини КПО необхідно реалізувати відповідну площу світлових прорізів (вікон) у при­міщенні. На практиці світлотехнічний розрахунок зводиться до визначення площі та конструкції світлових прорізів відповідно до нормативів, передбачених ДСН.

Сумарна площа світлових прорізів (S), що необхідна для забезпечення потрібного бічного освітлення, розраховується за наступною формулою:

S = Sп • ен.ф • Ппро • кбуд • кз / (100 • Тпро • уі),

де Su - площа приміщення; енф - нормативне значення КПО,


де ен - значення КПО за табл. 1 и 2; тг - коефіцієнт світлового клімату за табл. 4; N - номер групи забезпеченості природнім світлом за табл. 4. Номери таблиць вказані згідно з ДБН В.2.5-28-2006. Розрахункові значення КПО слід округляти до десятих долей.

з урахуванням значень коефіцієнтів m і N; Лпро - світлова ха­рактеристика віконних прорізів; kбуд - коефіцієнт, що враховує затінення вікон; кз - коефіцієнт запасу, що залежить від запи­лення приміщення, розташування вікон і періодичності їх очи­щення; Тоб - загальний коефіцієнт пропускання світла; у1 - кое­фіцієнт, що враховує світло, відбите сусідніми конструкціями.

Визначення найменшого розміру об'єкта розрізнення

Визначення розряду зорової роботи

Визначення величини КПО

Визначення величини коефіцієнта світлового клімату (гп')

Розрахунок КПОн ф - ен:т'-Аг

Рис. 7.2. Алгоритм визначення коефіцієнта природної освітленості (КПО)

У тому разі, якщо недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним, то така система освіт­лення називається сполученою. Сполучене освітлення, як і природне, також нормується за допомогою визначення КПО. Сполучене освітлення застосовують у виробничих при­міщеннях, де виконуються зорові роботи високої точності, а та­кож у приміщеннях, що характеризуються великою шириною.

7.5.4. Штучне освітлення

Класифікація систем штучного освітлення

За функціональним призначенням штучне освітлення

підрозділяється на такі типи: робоче, аварійне, евакуаційне,

охоронне.

Робоче освітлення створює необхідні умови для норма­льної трудової діяльності людини

Аварійне освітлення включають при виході з ладу робо­чого освітлення. Світильники аварійного освітлення живляться від автономного джерела й повинні забезпечувати освітленість не менше 5 % величини робочого освітлення, але не менше 2 лк на робочих поверхнях і не менше 1 лк на території підприємст­ва. Аварійне освітлення передбачається на підприємствах, де зупинка технологічних процесів може призвести до людських жертв або значних економічних втрат.

Охоронне освітлення передбачається для території під­приємств, а також включається в неробочий час для освітлення приміщень. З цією метою використовується частина світильни­ків робочого або аварійного освітлення.

Евакуаційне освітлення призначене для евакуації людей і матеріальних цінностей під час виникнення небезпеки. Воно передбачається у виробничих приміщеннях з кількістю працю­ючих більше 50 чол., а також у приміщеннях цивільних і допо­міжних будинків підприємств, якщо в них одночасно знаходить­ся більше 100 чол. Така система повинна забезпечувати освітле­ність на полу основних переходів не менше, ніж 0,5 лк, а на від­критих територіях - не менше 0,2 лк.

За розміщенням джерел світла штучне освітлення під­розділяється на загальне, місцеве й комбіноване.

При загальному освітленні світильники розташовують у верхній зоні приміщення. Загальне освітлення, у свою чергу, підрозділяється на рівномірне, коли світильники розташовані на однаковій відстані один від одного у верхній частині приміщен­ня, і локальне, коли щільність розміщення світильників неодна­кова й відповідає розташуванню устаткування в приміщенні.

При місцевому освітленні світильники розміщують без­посередньо над робочою поверхнею. При недостатньому рівні загального освітлення, місцева освітленість робочого місця й навколишнього простору значно відрізняються, що створює не­сприятливі умови праці й підвищує небезпеку травматизму. То­му на підприємствах використання тільки місцевого освітлення заборонено.

Поєднання системи місцевого й загального освітлення називається комбінованим освітленням.

Нормування штучної освітленості

Нормування штучної освітленості виконують в такий спосіб. Визначають точність виконуваної зорової роботи (за найменшим розміром об'єкта розрізнення); за цією характерис­тикою визначають розряд і підрозряд зорових робіт з урахуван­ням характеристик тла й контрасту об'єкта розрізнення з тлом. Сукупність цих характеристик дозволяє визначити величину но­рмативної освітленості (Ен).

Алгоритм визначення нормованої штучної освітленості наведений на рис. 7.3.

Визначення найменшого розміру об'єкта розрізнення

Визначення розряду зорової роботи

Визначення характеристики фона і контраста об'єкта розрізнення з фоном

Визначення підрозряду зорової роботи

Визначення величини нормативної освітленості Е н

Рис. 7.3 - Алгоритм визначення величини нормованої освітленості (Ен) при штучному освітленні

Розрахунок системи штучного освітлення

Розрахунок системи штучного освітлення зводиться до вибору системи освітлення, визначення типу й необхідної кіль­кості світлових приладів (ламп) та світильників.

Розрахунок освітлювальної установки може бути вико­наний різними способами, що базуються на двох основних ме­тодах: світлового потоку (коефіцієнта використання світлового потоку) і точкового.

Метод світлового потоку (коефіцієнта використання) за­стосовують для розрахунку системи загального рівномірного освітлення. Він дає змогу визначити світловий потік джерел сві­тла, необхідний для створення нормованого освітлення горизон­

тальної площі (S), з урахуванням прямого й відбитого потоків світла. Необхідний світловий потік Фр визначають за формулою:

Фр = Ен К- S -Z / (N • т • v),

де Ен - нормативна освітленість, лк (за СНиП ІІ-4-79); К = 1,2...2,0 - коефіцієнт запасу, що враховує запиленість примі­щення (і, як наслідок, - світильників) і зниження світлового по­току світлових приладів у процесі їх експлуатації; S - площа, що освітлюється, м2; Z = 1,0... 1,15 - коефіцієнт, що характеризує нерівномірність освітлення; N - прийнята кількість світильни­ків; v = 0,8 - коефіцієнт затінення (для приміщень з фіксованим розташуванням працюючих); т - коефіцієнт використання світ­лового потоку світильників на розрахунковій площі. Величину цього коефіцієнта визначають залежно від типу світильника, ко­ефіцієнтів відбиття полу, стін, стелі й індексу приміщення

1 = А • B/h(A + В),

де А та В - розміри приміщення в плані; h - висота підвісу сві­тильників над робочою поверхнею, м.

Обчислений світловий потік (Фр) світильника порівню­ють із світловими потоками існуючих світлових приладів (Ффакт) і приймають значення, найближче до розрахункової величини. При цьому допустиме відхилення Ффакт від Фр повинне складати не більше (-10...+ 20 %). У результаті цього етапу розрахунку системи освітлення здійснюють і вибір світлових приладів (ламп).

Питання для самоперевірки до розділу 7.5

Які основні вимоги ставляться до систем виробничого освітлення?

Наведіть основні світлотехнічні величини.

Які показники характеризують працездатність зорового аналізатора людини?

В чому виражається вплив незадовільної освітленості ро­бочого місця на людину?

Класифікація типів природного освітлення.

Методика нормування природного освітлення.

Наведіть методику розрахунку потрібної площі світлових прорізів у виробничому приміщенні.

Як нормується сумісне освітлення?

Класифікація систем штучного освітлення за функціо­нальним призначенням.

Класифікація штучного освітлення за типом розташу­вання джерел світла.

Як нормується штучна освітленість?

Навести методику розрахунку системи штучного освіт­лення методом коефіцієнта використання світлового потоку.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я