Материал: Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок

Производственное освещение, основные понятия и гигиенические требования к производственному освещению

Основными понятиями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещённость и яркость.

Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению.

Хорошее освещение действует тонизирующие, создаёт хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов нервной высшей деятельности.

Улучшение освещённости способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия.

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.

Часть электромагнитного спектра с от 10... 340 000 нм называется оптической областью спектра, которая подразделяется на инфракрасное излучение (770... 340 000), видимое излучение (380... 770), УФ область - 10... 380 нм. В пределах видимой области, излучение paзличнoй вызывает разные световые и цветовые ощущения: от фиолетового до красного цветов. Наиболее чувствителен человеческий глаз к 550 нм излучению. К границам спектра чувствительность уменьшается.

Параметры освещения

Для характеристики света применяются определенные светотехнические понятия и величины.

Часто приходится наблюдать явления, которые связаны с действием источников энергии, расположенных на значительном расстоянии. Так, мы ощущаем энергию Солнца в виде тепла и света, несмотря на то, что оно находится на огромном расстоянии от Земли. В подобных случаях передача энергии происходит посредством лучеиспускания. Такая энергия называется лучистой. Она распространяется в пространстве прямолинейно в виде электромагнитных колебаний, называемых электромагнитными волнами. Для измерения длин волн л видимого участка спектра применяются долевые значения основной единицы длины -- метра: 1 микрон (мкм) равен 10^-6 м; 1 нанометр (нм) равен 10^-9 м; 1 ангстрем ( А ) равен 10^-10 м.

Мощность лучистой энергии называется лучистым потоком, который представляет собой количество лучистой энергии, переносимой в единицу времени. Измеряется он в ваттах (Вт). Человеческий глаз воспринимает лучистую энергию в пределах длин волн от 380 до 760 нм. Этот участок спектра электромагнитных колебаний называется видимым участком спектра. Действуя на глаз, он вызывает ощущение света. Действие отдельных частей видимого участка спектра при определенных соотношениях воспринимается глазом как белый свет. К ним относится излучение дневного рассеянного света неба, солнца и др.

Чувствительность глаза к излучению разных длин волн видимого участка спектра неодинакова. Называется она спектральной чувствительностью глаза. Наибольшую чувствительность нормальный человеческий глаз имеет к желто-зеленому излучению, длина волны которого равна 556 нм. Мощность лучистой энергии, характеризующаяся производимым ею световым ощущением, называется световым потоком. За единицу светового потока принят люмен (лм). Люмен -- это световой поток, испускаемый платиновой пластинкой с площадью 0,5305 мм² при температуре затвердевания 2042°К (по Кельвину). Для измерения больших значений светового потока применяется килолюмен, который равен 1000 лм.

Распределение светового потока в пространстве характеризуется его пространственной плотностью, определяемой количеством светового потока, приходящегося на единицу телесного угла. Пространственная плотность светового потока называется силой света. За единицу силы света принята такая пространственная плотность светового потока, когда в пределах телесного угла в 1 ст (стерадиан) равномерно распространяется световой поток в 1 лм. Эта единица света называется свечой (св). Стерадиан -- единица измерения телесного угла. Он равен телесному углу, вырезывающему на поверхности сферы радиусом R площадь, численно равную квадрату радиуса данной сферы r².

Поверхностная плотность падающего светового потока называется освещенностью. Ее характеризует количество светового потока, приходящегося на единицу поверхности. Если падающий световой поток равномерно распределяется на поверхности, то освещенность Е равна

где F_пад -- световой поток в лм;

S -- площадь поверхности, на которую падает световой поток.

Освещенность, создаваемая равномерно распределенным световым потоком в 1 лм на поверхности в 1 м², называется люксом (лк). Люкс принимают за единицу освещенности. Освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света получает каждый элемент поверхности.

Отношение силы света, излучаемого в рассматриваемом направлении, к площади светящей плоскости называется яркостью. Измеряя силу света в свечах и проекции светящей поверхности в квадратных метрах, получаем яркость, выраженную в свечах на 1 м². Эта единица называется нитом (нт). Яркостью в 1 нт обладает равномерно светящаяся плоская поверхность, излучающая в перпендикулярном к ней направлении свет силой в 1 св с 1 м².

Таким образом, основными световыми величинами являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Нормирование освещения

Естественное и искусственное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона контраста объекта с фоном. Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения (КЕО), причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного - среднее значение.

Для каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности в характерном разрезе помещения - фронтальная плоскость, проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления. Измерение Е_{внутреннего} осуществляется на уровне 0. 8 м от уровня пола. Нормированной характеристикой для искусственного освещения является минимальная освещённость на рабочем месте E_min (люкс).

Нормированные значения освещенности в люксах и КЕО в % в производственных помещений представлены в табл.

Основы расчета освещения

Освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы; равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней; величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока); оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав; все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, элекгробезопасны.

Основной задачей является: определение требуемой площади световых проёмов - при естественном освещении. Определение мощности осветительных установок - для искусственного. Для расчёта искусственного существует 2 методики: метод коэффициентов использования светового потока; точечный метод (рассчитывает освещение определённой точки; местное освещение).

Таблица 3. - Нормированные значения освещенности в люксах и КЕО в % в производственных помещений

Нормализация зрительных условий труда

Освещение является одним из важнейших производственных условий работы. Через зрительный аппарат человек получает порядка 90 % информации. От освещения зависит утомление работающего, производительность труда, его безопасность. Достаточное освещение действует тонизирующее, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, стимулирует обменные и иммунобиологические процессы, оказывает влияние на суточный ритм физиологических функций организма человека. Практика показывает, что только за счет улучшения освещения на рабочих местах достигался прирост производительности труда от 1,5 до 15 %. Зрительный аппарат человека воспринимает широкий диапазон видимых излучений от 380 до 770 нм, т.е. от ультрафиолетовых до инфракрасных излучений.

Для характеристики зрительных условий работы используются различные светотехнические показатели.

Световой поток (F) - это мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единицей светового потока принимается люмен.

Освещенность (Е) - это плотность светового потока на освещаемой поверхности, измеряется в люксах.

Яркость поверхности (L) в данном направлении - это отношение силы света, отраженного от поверхности, к проекции ее на плоскость, перпендикулярную к отраженному лучу. Единицей яркости является НИТ (НТ), то есть кандела на кв.метр (кд/м²).

Коэффициент отражения (с) - это способность поверхности отражать

световой поток, т.е.

Фон - поверхность, к которой прилегает объект различения. В зависимости от величины коэффициента отражения различают фон светлый (> 0,4), средний (=0,2-0,4), темный (<0,2).

Контраст объекта с фоном определяется отношением разности яркости объекта (L ) и фона (L) к яркости фона, т.е.

Коэффициент пульсации освещенности (К_п) - это характеристика относительной глубины колебаний освещенности (при использовании газоразрядной лампы).

.

Наиболее важную роль в трудовом процессе имеют такие функции зрения, как контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость видения и цветовая чувствительность.

Контрастную чувствительность характеризует видимость (V) - это способность глаза воспринимать объект наблюдения.