Производственное освещение

Производственное освещение характеризуется следующими количественными показателями: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Световым потоком Ф называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм) — световой поток, излучаемый точечным источником света силой в 1 кд, помещенным в вершине телесного угла в 1 ср. Световой поток не может служить исчерпывающей характеристикой источника излучения.

Силой светаІ называют пространственную плотность светового потока. За ее единицу принята кандела (кд) — сила света точечного источника, испускающего световой поток в 1 лм, равномерно распределенный внутри телесного угла в 1 ср. Кандела — основная светотехническая единица, устанавливаемая по специальному эталону.

Освещенность Е характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока Ф, падающего на поверхность, к ее площади S:

Е = Ф/S.

Освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности (цвета, формы и т.д.). Одинаковый световой поток создает равную освещенность на темных и светлых поверхностях (при условии равенства площадей). За единицу освещенности принят люкс (лк), равный освещенности поверхности площадью 1 м², по которой равномерно распределен световой поток, равный 1 лм. Освещенность в 1 лк не позволяет выполнять большинство видов работ (для сравнения: освещенность поверхности земли в лунную ночь составляет примерно 0,2 лк, а в солнечный день достигает 100 000 лк).

Основное значение для зрения имеет не освещенность поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности и попадающий на зрачок, так как уровень ощущения света глазом зависит от плотности светового потока на сетчатке глаза. В связи с этим введено понятие яркости. Различная яркость предметов позволяет человеку их различать.

Яркостью Я называют отношение силы света І, излучаемого элементом поверхности в данном направлении, к площади S проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению, т.е. Я = I/(Scosα) (где α —угол к нормали светящейся поверхности).

Единица измерения яркости — нит (нт): 1 нт = 1 кд/м².

Световой поток, падающий на предмет, частично отражается, частично поглощается, а частично пропускается сквозь тела. Эти свойства характеризуются коэффициентами отражения, поглощения, пропускания, которые представляют собой отношения соответственно отраженного Ф₀, поглощенного Ф_П и пропущенного Ф_пр предметом светового потока к падающему световому потоку Ф т. е α_о = Фо/Ф, α_п = Ф_п/Ф и α_пр = Ф_пр/Ф.

Значения указанных коэффициентов для некоторых цветных поверхностей и материалов приведены ниже: зеркало — соответственно 0,85; 0,15; 0,0; оконное стекло —0,08; 0,02; 0,9; черная поверхность — 0,05; 0,995; 0,0; белая поверхность — 0,8; 0,2; 0,0; синяя поверхность —0,1; 0,9; 0,0.

Влияние освещения на работоспособность человека. Связь с внешним миром через глаз осуществляется посредством электромагнитных волн оптического диапазона, расположенного между областями рентгеновских излучения и радиоизлучений. Видимая часть оптических излучений лежит в диапазоне длин волн от 380 до 760 нм; с одной стороны к ией примыкает область инфракрасных излучений, а с другой — область ультрафиолетовых. В видимой области излучения каждой длине волны соответствует определенный цвет: фиолетовый (380...430 нм), синий (430...470), сине-зеленый (470...50J), зеленый (500...550), желто-зеленый (550...560), желтый (560..590), оранжевый (590...620), красный (620...760 нм).

На производстве приходится иметь дело со светом сложного спектрального состава, состоящим из волн различной длины. Органы зрения человека способны приспосабливаться к различной яркости света. Процесс привыкания глаза к определенному уровню освещенности называют адаптацией, время переадаптации (обычно 1...3с) зависит от освещенности. Резкая граница яркости поверхности изделия и общего окружающего фона приводит к увеличению контрастной чувствительности глаз. Присутствие резких теней в рабочей зоне нарушает адаптацию и ведет к утомлению зрения, повышая вероятность травмирования. Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на котором он расположен. Фон характеризуется способностью отражать световой поток и считается светлым при α_о > 0,4, серым при α_о = 0,2...0,4, темным при α_о < 0,2.

Свет — естественное условие нашего существования, поскольку он влияет на состояние высших психических функций и протекание физиологических процессов в организме. Хорошее освещение способствует нормальному протеканию основных процессов высшей нервной деятельности.

Отдельные функции зрения выполняют глазные мышцы (двигают глазное яблоко или фиксируют взгляд на рассматриваемом объекте), хрусталик (фиксирует изображение, изменяя свою кривизну благодаря натяжению или ослаблению аккомодационных мышц), зрачок (отверстие в радужной оболочке, размеры которого изменяются в зависимости от яркости света), зрительные нервы (служат для передачи раздражений к коре головного мозга).

В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать ощущение теплоты (оранжево-красный) или прохлады (сине-фиолетовый), а также действовать успокаивающе (желто-зеленый). Исследования подтверждают влияние освещенности рабочих поверхностей на производительность труда (последняя возрастает до 15,5 % при оптимизации освещения). Улучшению работоспособности способствует увеличение освещенности даже в тех случаях, когда процесс труда слабо зависит от зрительного восприятия. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее продуктивно, чаще совершает ошибочные действия, в результате чего возрастает потенциальная опасность несчастных случаев. До 5 % травм связано с недостаточным или нерациональным освещением; в 20 % случаев указанные обстоятельства способствуют возникновению травм. Плохое освещение может привести к профессиональным заболеваниям: миопии (близорукость), спазмам, аккомодации. У лиц, частично или полностью лишенных естественного света, может возникнуть свеовое голодание.

Гигиенические требования к производственному освещению, основанные на психофизических особенностях восприятия света и его влиянии на организм человека, сводятся к следующему: создаваемый искусственными источниками спектральный состав света должен приближаться к солнечному; уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия зрительной работы; освещение не должно создавать блесткости как самих источников света, так и других предметов в пределах рабочей зоны; освещенность в помещении (во избежание частой переадаптации и утомления зрения) должна быть равномерной и устойчивой.

Рабочие места могут быть освещены естественным и искусственным светом. Часто используют совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение — освещение помещений рассеянным светом небосвода (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение может быть боковым (через световые проемы в наружных стенах), верхним (сквозь световые фонари, световые проемы в покрытиях, а также через проемы в стенах) и комбинированным (боковое освещение в сочетании с верхним). Нормирование естественного освещения осуществляют по коэффициенту естественной освещенности КЕО, который представляет собой отношение естественной освещенности Е_в в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения к освещенности Е_н снаружи помещения при полностью открытом небосводе и выражается в процентах, т. е.

Гигиенические нормы установлены СНиП 11-4—79 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения и разряда зрительной работы.

Освещенность сельскохозяйственных объектов нормируется Отраслевыми нормами освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий, сооружений.

Данные, необходимые для расчета, приведены в приложении СНиП 11-4-79.

В процессе эксплуатации зданий уровень естественной освещенности значительно понижается в связи с загрязнением остекленных поверхностей световых проемов, а также загрязнением стен и потолков, поэтому стекла следует очищать не реже 2...4 раз в год и проводить регулярную побелку стен и потолков.

Искусственное освещение используют при недостаточном естественном освещении, а также для освещения рабочих поверхностей в темное время суток. Искусственное освещение может быть общим, местным и комбинированным (к общему добавляется местное).

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения и делится на равномерное и локализованное.

При общем равномерном освещении создаются условия для выполнения работы в любом месте освещаемого пространства. Общее локализованное освещение предусматривает размещение светильников в соответствии с расположением оборудования.

Местное освещение используют для освещения только рабочих поверхностей, его выполняют стационарным и переносным. Установка только местного освещения в производственных помещениях запрещается.

Комбинированное освещение достигается добавлением местного освещения к общему. Его устраивают при выполнении работ высокой точности, а также при необходимости создания определенного или изменяемого в процессе работы направления света.

Нормы регламентируют показатель ослепленности Р (%), который оценивает слепящее действие осветительной установки. Для светильников общего освещения в зависимости от разряда зрительных работ он не должен превышать 20...60 %, а при периодическом пребывании людей в помещении — 60...80 %. В ряде случаев показатель ослепленности не регламентируют.

При использовании газоразрядных ламп качество освещенности оценивают также коэффициентом пульсации освещенности Кпо, который характеризует амплитуду колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании переменным током и выражается в процентах:

К_п.о.=(Е_max-Е_min/2Е_ср) *100

где Е_max,Е_min – максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, Е_ср- среднее значение освещенности за тот же период.

Кроме рабочего освещения нормами предусмотрено также устройство аварийного, эвакуационного и охранного освещения.

Аварийное освещение (в помещениях и на местах проведения нормируемых работ) предусматривают в случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования могут привести к взрыву, пожару, длительному нарушению технологического процесса. Минимальная освещенность, создаваемая аварийным освещением, должна составлять 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2лк внутри здания и не менее 1 лк на территории предприятий.

Эвакуационное освещение предусматривают: в местах, опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, если их больше 50; по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек; в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход их из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травмирования из-за продолжения работы производственного оборудования; в помещениях общественных и вспомогательных зданий, если в них могут одновременно находиться более 100 человек (это освещение должно, обеспечивать на полу основных проходов, на земле и на ступенях лестниц освещенность 0,5 лк в помещении и 0,2 лк на открытых территориях).

Охранное освещение предусматривают вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время; оно должно создавать освещенность 0,5 лк на уровне земли.

Источники искусственного освещения — лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания дают непрерывный спектр излучения с преобладанием желто-красных лучей по сравнению с естественным светом. Источником света в них является раскаленная проволока из вольфрама. Выпускаются лампы: вакуумные (НВ), бесспиральные (НБ), газонаполненные (НГ), бесспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением (НКБ). Встречаются зеркальные лампы, которые представляют собой лампы-светильники. Недостаток ламп накаливания — небольшой срок службы (около 1000 ч) и малый коэффициент полезного действия.

Выпускают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давлений.

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем твердого кристаллического вещества — люминофора. Колба лампы наполнена дозированным количеством ртути (30...80 мг) и инертным газом (обычно аргоном) при давлении около 400 Па. По концам трубки укреплены электроды, по которым при включении лампы протекает ток, вызывая в парах ртути электрический разряд. сопровожающийся излучением (электролюминесценция). Последнее, воздействуя на люминофор, преобразуется в световое излучение (фотолюминесценция).

Люминесцентные лампы в зависимости от состава люминофора обладают различной цветностью. Из выпускаемых типов люминесцентных ламп, различающихся по цветности, наибольшее распространение получили лампы дневного света (ЛД), лампы дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), лампы, свет которых наиболее близок к естественному (ЛЕ), лампы белого цвета (ЛБ), лампы темно-белого цвета (ЛТБ), лампы холодно-белого цвета (ЛХБ) и др.

К газоразрядным лампам высокого (0,03...0,08 МПа) и сверхвысокого (более 0,8 МПа) давления относят дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ), рефлекторные дуговые ртутные лампы с отражающим слоем (ДРЛР) и др. Наиболее экономичны метал -логалогенные лампы, светоотдача которых достигает 80 лм/Вт, что в 3...4 раза выше, чем у ламп накаливания. Их срок службы достигает 10 000 ч.

Люминесцентные лампы обладают многими гигиеническими преимуществами: спектр их излучения ближе к естественному свету; при помощи этих ламп легче создать равномерное освещение.

К недостаткам газоразрядных ламп относят пульсацию светового потока, слепящее действие, шум дросселей, сложность схемы включения, зависимость от температуры внешней среды: эти лампы нельзя использовать при низких температурах, они чувствительны к снижению напряжения в сети (особенно на 10 % и более). Люминесцентные лампы должны излучать свет, приближенный к естественному не только спектрально, но и по уровню освещенности. Слабое люминесцентное освещение воспринимается как дневное в сумерках или перед грозой («сумеречный» эффект — одна из причин повышения норм освещенности). Пульсация светового потока у газоразрядных ламп, питаемых переменным током, может привести к возникновению стробоскопического эффекта (вращающийся объект кажется неподвижным или вращающимся в противоположную сторону). И тем не менее для общего освещения производственных помещений, как правило> используют газоразрядные лампы. Рекомендуемые для различных характеристик зрительных работ газоразрядные лампы указаны в СНиП 11-4-79.

Источники света располагают в осветительной арматуре — все это вместе называют светильником или осветительным прибором. Осветительная арматура перераспределяет световой поток в сторону рабочей поверхности, защищает глаза от источника света, а лампу — от повреждения и загрязнения, служит для крепления лампы и подведения к ней электрического тока.

Нормирование. Ряд технологических операций в растениеводстве, животноводстве и птицеводстве приходится проводить в вечернее и ночное время, что требует соответствующего освещения рабочих мест и фронта работ. Особенно важно обеспечить искусственное освещение мобильных агрегатов и фронта работ перед ними.

Освещенность рабочих зон сельскохозяйственных машин нормируется стандартами СТ СЭВ 5080-85 и ГОСТ 12.2.019-86, а освещенность площадок — СНиП 11-4—79.

Освещенность передней рабочей зоны трактора при ширине 2 м должна быть не менее 30 лк на расстоянии 14 м от оператора и не менее 10 лк на расстоянии 20 м. Передняя зона должна хорошо освещаться на ширине 14 м, а задняя — 8 м. На тракторах применяются две системы освещения — транспортная и рабочая, а на сельскохозяйственных машинах — рабочая или рабочая и транспортная. Рабочие органы машины в поле зрения должны иметь освещенность не менее 20 лк, а освещаемая площадка в передней зоне обзора шириной, равной захвату рабочего органа, — 15лк на расстоянии 10м.

Освещенность на уровне пульта управления тракторов и сельскохозяйственных машин должна быть не менее 5 лк. Их конструкция предусматривает возможность подключения переносной лампы. Освещенность рабочих поверхностей в местах проведения работ вне зданий должна составлять 50...2 лк, а площадок и дорог — З...0,5лк.

Контроль освещенности. Для контроля освещенности производственных площадок, помещений и рабочих мест применяют люксметры (субъективные и объективные).

В объективных люксметрах используют фотоэлементы. Действие субъективных люксметров основано на сравнении испытателем яркости эталонного и измеряемого полей (объектов).

Освещенность, создаваемую источниками света машин, готовящихся к работам, проверяют на специальных площадках, ставя машину так, чтобы передние фары находились на линии края площадки, а ось симметрии машины была продолжением оси симметрии площадки. Включают все источники света и с помощью люксметра измеряют освещенность в горизонтальной и вертикальной плоскостях непосредственно у поверхности площадки и на высоте 1 м по всей ширине через каждый метр. Измерение по бокам и сзади проводят на ширине и высоте наиболее удаленных элементов, требующих наблюдения, а впереди — на ширине захвата агрегата. Освещенность рабочих органов, требующих наблюдения, контролируют на их поверхности в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рациональное освещение фронта работ и агрегатов способствует повышению производительности труда и уменьшению вероятности травмирования.

После ввода в эксплуатацию осветительных установок контролируют освещение ими рабочих мест, проверяя все качественные и количественные характеристики освещения (контраст объекта с фоном, освещенность, наличие теней и др.).

Установленные отклонения от норм освещенности устраняют, изменяя тип ламп, их мощность, а также перераспределяя светильники или с помощью других мер. Для поддержания светоотдачи светильников и светопропускной способности окон на заданном уровне их периодически чистят (не реже одного раза в квартал при значительном выделении пыли и газа или в полугодие при незначительном выделении пыли). После чистки или замены светильников проверяют уровень освещенности в контрольных точках. Результаты указанных мероприятий записывают в журнал. Фактическая освещенность должна быть не меньше нормируемой, умноженной на коэффициент запаса.

Профилактика заболеваний глаз. Во избежание переутомления глаз, связанного с частой аккомодацией и конвергенцией (нацеливание обоих глаз на одну точку), элементы оборудования располагают на одинаковом расстоянии от глаз рабочего и с учетом остроты зрения. Расстояние между глазом и предметом труда должно соответствовать: для работ большой точности — 12...25 см; для работ, не требующих напряжения зрения, — 25...35 см; для работ, не предъявляющих высоких требований к зрению, — 36...40 см; для остальных работ — более 40 см.

Расстояние, на котором глаз хорошо различает предметы, составляет 390...760 см, оптимальное — 560 см.

В случае плохой освещенности в глаз попадает слишком мало света и появляется необходимость уменьшить угол рассматривания, а следовательно, приблизить объект. При этом повышается внутриглазное давление, зажимаются вены, отводящие кровь, удлиняется глазное яблоко, что ведет к перенапряжению, утомлению и близорукости глаз. Слишком большие яркости в поле зрения работающего нарушают нормальные зрительные функции глаза и вызывают неприятные ощущения — блескость. Блескость снижает зрительную работоспособность и может вызвать раздражение, резь в глазах и головную боль. Особенно сильная блескость может даже повредить светочувствительные элементы глаза. Для исключения блескости от отражающих лучей рабочих поверхностей последние должны иметь специальное матовое или другое покрытие.

Заболеваний глаз и травматизма можно избежать при достаточной освещенности объектов наблюдения, равномерном распределении света, постоянстве уровня освещенности, отсутствии резкой разницы между яркостями рабочей поверхности и окружающих предметов, отсутствии блескости в поле зрения работающего. Следует избегать частой переадаптации глаз.

На рабочее место свет должен падать с левой стороны или спереди. Газоразрядные лампы подключают так, чтобы не создавался стробоскопический эффект. При встречном разъезде мобильных машин фары дальнего света переключают на ближний свет на расстоянии не менее чем 150 м. Во время выполнения особо точных работ надо периодически давать отдых глазам: закрывать их на 2...3 мин или смотреть вдаль, так как при параллельности зрительных осей глаза отдыхают.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: