ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
1. Параметры и устройство освещения
Посредством зрения люди воспринимают до 90% необходимой для работы информации, свет необходим для нормальной жизнедеятельности человека. Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.
Зрение определяется остротой - способностью глаза различать мелкие предметы, скоростью зрительного восприятия - время которое необходимо чтобы рассмотреть предметы, временем ясного устойчивого видения - время в течение которого предмет не утрачивает четкости контуров, контрастной чувствительностью- способностью различать яркости различной интенсивности, зрительной адаптацией- приспосабливанием глаза к различным условиям освещенности, аккомодацией - способностью глаза видеть предметы, находящиеся на различном расстоянии от него. Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:
световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм); 1 люмен это световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в один стерадиан.
Характеристики светового потока- сила света J - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ,. исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dn, к величине этого угла; J = dФ/ dn; измеряется в канделах (кд);
освещенность Е - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно па¬дающего на освещаемую поверхность dS (м2), к- ее площади; Е = dФ/dS; измеряется в люксах (лк);
яркость В -это часть пространственной плотности светового потока исходящая от светящейся или освещаемой поверхности в сторону глаза. Она зависит от силы света угла падения светового потока на плоскость, цвета предмета. Чрезмерная яркость называется блесткостью. Измеряется в нитах, 1Нт=1 кд/м
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели, как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, видимость, показатель ослепленности, спектральный состав света.
Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения с) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотp к падающему на нее световому потоку Фпад, с = Фотр/Фпад. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,2...0,95; при с > 0,4 фон считается светлым; при с = 0,2...0,4 - средним и при с < 0,2 - темным.
Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (Воб - ВФ)/Воб (при Воб>ВФ) считается большим, если k>0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k=0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
Коэффициент пульсации освещенности kE - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока
kE = 100(Еmах - Еmin)/(2Еср), (1)
где Еmах, Emin, Еср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kE = 25...65. %, для обычных ламп накаливания kE = 7 %, для галогенных ламп накаливания kE = 1%.
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, I т. е. V = k/ kпор, где kпор - пороговый или наименьший различимый, I глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на этом фоне.
Показатель ослепленности Р0 - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,
Р0 = 1000(V1/V2 - 1), (2)
где V1 и V2 - видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.
Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.
При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.
Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое (одно- и двустороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; если расстояние до рабочего места от окна более 12м предусматривается двустороннее. Верхнее - через световые 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 цеха), 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 oxpaнным, 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 нежелательные последствия. 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. 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 л. = 0,254...0,257 мкм. Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с л. = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.
Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы, а также соответствовать требованиям:
Освещенность рабочей поверхности должна быть равномерной. Соотношение освещенностей рабочей поверхности и окружающего пространства не должно превышать 10\1. В поле зрения не должно быть блесткости (повышенной яркости светящихся предметов). Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Спектральный состав источников света должен обеспечивать правильную цветопередачу. Осветительная установка должна быть безопасной надежной и удобной в эксплуатации. освещение производственный помещение облучение
Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы - газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них происходит в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а так же за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.
При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U(В); электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф(лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача ш = Ф/Р(лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.
Лампы накаливания удобны в эксплуатации, просты в изготовлении, у них низкая инерционность при включении, отсутствие дополнительных пусковых устройств, надежность работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды они находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения", = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.
В последние годы все большее распространение получают галоидные лампы - лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. 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 3 тыс. ч. Спектр излучения галоидной лампы более близок к естественному.
Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную трубку внутренняя часть которой покрыта люминофором внутри инертный газ. Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40...110 лм/Вт. Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8.. .12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).
Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.