Нормирование производственного освещения

СОДЕРЖАНИЕ: 

1.Введение________________________________________3 

2.Производственное освещение_____________________4 

3.Виды производственного освещения и его нормирование____________________________________5

4.Источники света и осветительные приборы________9

5.Искусственное освещение. Методы расчета_________11 

6.Характеристики и расчет естественного освещения_15 

7.Заключение_____________________________________17

1. Введение

  Большую  часть времени активной жизнедеятельности  человека занимает целенаправленная  профессиональная работа, осуществляемая  в условиях конкретной производственной  среды, которая при несоблюдении  принятых нормативных требований  может неблагоприятно повлиять  на его работоспособность и  здоровье (кубатура, микроклиматические  условия, вентиляция, освещенность, эстетическое оформление).

     Освещение воздействует на организм человека и выполнение производственных заданий. Правильное освещение уменьшает количество несчастных случаев, повышает производительность труда. Исследования показывают, что при хорошем освещении производительность труда повышается примерно на 15%.

  Освещение рабочего места — важный фактор создания нормальных условий труда.   Неудовлетворительное освещение может исказить информацию получаемую человеком посредством зрения, кроме того оно утомляет не только зрение, но вызывает утомление организма в целом, отрицательно сказывается на состоянии центральной нервной системы. Неправильное освещение может являться причиной производственного травматизма. Освещение влияет на производительность труда и качество выпускаемой продукции. Так   при выполнении операции точной сборки увеличение освещенности с 50 до 1000 лк позволяет получить повышение производительности труда до 25 % и даже при выполнении   работ малой точности, не требующих большого зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2−3 %. Оптической областью спектра называется часть   электромагнитного спектра с длиной волны   = 10 — 340 нм. Она делится на: — инфракрасное излучение (? = 340 — 770 нм). которое проявляется в основном в тепловом воздействии: — видимое излучение (? = 770 — 380 нм): в зависимости от длины волны вызывает у человека, различные световые и цветовые ощущения:   от фиолетового (? = 400 нм) до красного (? = 750 нм). Зрение  наиболее чувствительно к излучению с длиной волны ? = 550 нм. что соответствует желто-зеленому цвету: к границам видимого спектра чувствительность уменьшается; — ультрафиолетовое излучение ( ?= 380 — 10 нм). УФ излучение оказывает биологически положительное воздействие на организм человека, вызывая загар. При высокой интенсивности УФ излучение способно вызвать ожог кожи. глаз. УФ излучение возникает при электро и газовой сварке, при работе кварцевых ламп, электрической дуги высокой интенсивности, лазерных установок. Защита от УФ излучений проста — их  пропускают на ткань одежды и очки с простым стеклом.

   Правильно выполненная система освещения играет существенную роль в снижении производственного травматизма, уменьшения потенциальной опасности многих производственных факторов, создает нормальные условия работы, повышает общую работоспособность. По данным НИИ труда увеличение  освещенности от 100 до 1000 Лк при напряженной зрительной работе, способствует повышению производительности труда на 10 – 20%, уменьшение брака на 20 % и снижению количества несчастных случаев на 30 %. Недостаточное освещение, помимо роста количества несчастных случаев, может привести к проф. заболеванию: прогрессирующая близорукость.  В случае, если частично или полностью лишить человека естественного света, может возникнуть световое голодание.

2. Производственное освещение

Назначение  производственного освещения —  обеспечение нормальных зрительных условий для выполнения соответствующего вида работ.

По виду источника света различают три  вида производственного освещения:

• естественное;
• искусственное;
• совмещенное.

Естественное  освещение является наиболее благоприятным  для человека. Люди, которые в  дневное время, в основном находятся в помещениях без естественного света могут заболеть солнечным голоданием, при этом происходит побледнение кожных покровов, нарушение работы нервной системы (ухудшение памяти, ухудшение сна, снижение аппетита). При длительном солнечном голодании снижаются умственные способности и работоспособность, быстро наступает утомление, уменьшается подвижность и снижается иммунитет.

По конструктивному  исполнению:

• боковое;
• верхнее;
• комбинированное.

Боковое: боковое одностороннее и боковое  двустороннее.

Недостатками  естественного освещения являются: сильная зависимость от времени  суток, от погодных условий, зависимость  длительности светового дня от времени  года, возможность при ярком солнечном  свете ослепления и тенеобразования.

Комбинированное — к общему добавляется местное освещение. С точки зрения гигиены труда применять только местное освещение не допускается.

Совмещенное освещение — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

3.Виды производственного освещения и его нормирование 

 Освещение в производственных зданиях и на открытых площадках может осуществляться естественным и искусственным светом. При недостаточности естественного освещения используется совмещенное освещение. Последнее представляет собой освещение, при котором в светлое время суток используется одновременно естественный и искусственный свет.

Естественное  освещение производственных помещений  может осуществляться через окна в боковых стенах (боковое), через  верхние световые проемы, фонари (верхнее) или обоими способами одновременно (комбинированное освещение). Верхнее  и комбинированное естественное освещение имеет то преимущество, что обеспечивает более равномерное  освещение помещений. Боковое же освещение создает значительную неравномерность в освещении  участков, расположенных вблизи окон и вдали от них. Кроме того, в  этом случае возможно ухудшение освещения  из-за затенения окон громоздким оборудованием.

Непостоянство естественного света, который может  резко меняться даже в течение  короткого промежутка времени, вызывает необходимость нормировать естественное освещение с помощью коэффициента естественной освещенности. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) е представляет собой отношение освещенности естественным светом какой-нибудь точки внутри помещения к значению наружной освещенности горизонтальной поверхности, освещаемой диффузным светом полностью открытого небосвода (не прямым солнечным светом) и выражается в процентах: где - освещенность какой-либо точки внутри помещения; - освещенность точки вне помещения.

Нормами установлено восемь разрядов зрительных работ - от работ наивысшей точности (I разряд) до работ, связанных с общим  наблюдением за ходом производственного  процесса (VIII разряд). В основу выбора КЕО для первых семи разрядов положен  размер объекта различения, под которым понимается рассматриваемый предмет или его часть, а также требующий различения дефект (например, нить ткани, точка, линия, риска, пятно и т. п.).

Указанные в нормах значения е_а для верхнего и комбинированного освещения выше, чем для бокового. Это объясняется тем, что при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок. При боковом же одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от окон, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).

При двустороннем боковом освещении нормируется  минимальное значение КЕО в точке  по середине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).

Расчет  естественного освещения заключается  в определении площади световых проемов (окон и фонарей) в соответствии с нормированным значением КЕО.

Расчет  площади световых проемов производится с помощью следующих соотношений (СНиП И-4 -79):

при боковом  освещении

при верхнем  освещении

где - площадь световых проемов окон при боковом освещении ; - площадь пола помещения; - нормированное значение КЕО; - коэффициент запаса (1,2...2); - световая характеристика окон; - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; - общий коэффициент светопропускания, учитывающий коэффициент светопропускания стекол и потери света в несущих конструкциях, в солнцезащитных устройствах, в защитной сетке, устанавливаемой над фонарями; - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя (земля, трава и др.), прилегающего к зданию; площадь световых проемов фонарей при верхнем освещении; - световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия; -коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения; - коэффициент, учитывающий тип фонаря.

Практика  показывает, что уровень естественной освещенности в процессе эксплуатации зданий значительно снижается в  связи с загрязнением остекленных  поверхностей световых проемов, а также  загрязнением стен и потолков. Поэтому  необходимо регулярно очищать стекла (не реже 2...4 раз в год) и производить  побелку стен и потолков (не реже одного раза в год).

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...0,257 мкм. 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

 СНиП 23-05-95* - естественное и искусственное освещение (с  изменением №1).

СанПиН 2.2/2.1.1.1278ю03 — гигиенические требования к естественному, искусственному и  совмещенному освещению жилых и  общественных зданий (8.04.10)

Коэффициент естественной освещенности (КЕО)

— освещенность в заданной точки внутри помещения.

— освещенность вне помещения.

Нормирование  искуственного освещения.

Е —  освещенность рабочей поверхности  — плотность светового потока на освещаемой им поверхности.

Коэффициент пульсации K_{п} — коэффициент оценки относительной глубины колебания освещенности в результате изменения ее во времени.

допустимое  значение 20%.

Прямая блескость — наличие в поле зрения работника слепящих источников свет — оценивается визуально. Нормативные значения параметров освещения выбираются исходя из следующих характеристик зрительной работы:

1. Наименьший размер объекта различения (мм)
2. Характеристика фона ( светлый, средний, темный)
3. Контраст объекта с фоном (большой, средний, маленький)

Мероприятия по нормализации параметров освещения.

Для нормализации естественного освещения:

1. Правильное проектирование.
2. Рациональная застройка.
3. Своевременная очистка оконных проемов.

Для искусственного освещения — правильное проектирование.

4. Источники света и осветительные приборы.

1.Естественное освещение

Помещения с постоянным пребыванием людей  должны иметь, как правило, естественное освещение. Естественное освещение  подразделяется на боковое, верхнее и верхне-боковое (комбинированное). Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%.

Неравномерность естественного освещения помещений  производственных и общественных зданий с верхним или верхним и  естественным боковым освещением и  основных помещений для детей  и подростков при боковом освещении  не должна превышать 3:1.

Солнцезащитные  устройства в общественных и жилых  зданиях следует предусматривать  в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также  с главами по строительной теплотехнике.

2.Совмещенное освещение

Совмещенное освещение помещений, жилых, общественных и вспомогательных зданий допускается  предусматривать в случаях, когда  это требуется по условиям выбора рациональных объемно-планировочных  решений, за исключением жилых комнат и кухонь жилых домов, помещений  для пребывания детей, учебных и  учебно-производственных помещений, кабинетов  врачей и палат лечебно-профилактических учреждений, спальных помещений санаториев и домов отдыха.

Применение  ламп накаливания допускается в  отдельных случаях, когда по условиям технологии, среды и требований оформления интерьера использование газоразрядных  источников света невозможно или  нецелесообразно.

3.Искусственное освещение

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное (аварийное  освещение для эвакуации), охранное. При необходимости часть светильников того или иного вида освещения  может использоваться для дежурного  освещения.

Искусственное освещение следует предусматривать  для всех помещений, зданий, а также  участков открытых пространств, предназначенных  для работы, прохода людей и  движения транспорта.

Для освещения  помещений, как правило, следует  предусматривать газоразрядные  лампы низкого и высокого давления ( люминесцентных, ДРЛ, металлогалогенных, натриевые, ксеноновые). В случае невозможности и технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных источников света допускается использование ламп накаливания.

Аварийное освещение следует предусматривать, если отключение рабочее освещения  и связанное с этим нарушение  нормального обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: взрыв, пожар, отравление людей; длительное нарушение  технологического процесса; нарушение  работы электростанций, узлов радиопередач; нарушение обслуживания больных  в операционных блоках и т.д. Эвакуационное  освещение в помещениях или в  местах производства работ вне зданий следует предусматривать: в местах, опасных для прохода людей; в  проходах и на лестницах, служащих для  эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек; в лестничных клетках  жилых домов высотой 6 этажей и  более и т.д.  

5. Искусственное освещение. Методы расчета.

По функциональному  назначению искусственное освещение  подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.

По назначению светильники делятся на светильники  общего и местного освещения, соответственно искусственное освещение может  быть общим (равномерным или локализованным) и  комбинированным  (к общему добавляется местное). Применение только местного освещения запрещается.

Задачей расчета искусственного освещения  является определение требуемой  мощности электрической осветительной  установки для создания в производственном помещении заданной освещенности.

Порядок расчета осветительной установки:

Выбрать тип источника света (в основном рекомендуется газоразрядные лампы, для местного освещения – лампы  накаливания),

Определить  систему освещения (общая локализованная или равномерна, комбинированная),

Выбрать тип светильников с учетом характеристики светораспределения, условий среды и т.п.

Распределить  светильники и определить их количество.

Определить  норму освещенности на рабочем месте.

λ   - относительное расстояние между светильниками, определяется в зависимости от характера светораспределения  светильника и типа лампы.

Расстояние  от светильника до ламп принимается  равным:  (0,3 ... 0,5) L.

При расчете  общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей обычно принимается:

Метод коэффициента использования светового  потока.

Количество  светильников определяется по формуле:

где: Е  – требуемая освещенность по нормам (лк),

S  - освещаемая площадь (м2),

К –  коэф. запаса (1,15 ... 1,8),

Z –  коэф. неравномерности (1,1 ... 1,2),

n -     количество ламп светильника,

Ф –  световой поток одной лампы (лм),

η –  коэф. использования осветит. установки  (0,2 ... 0,7).

Значение  η  определяют в зависимости от показателя помещения:

где: А  и В – длина и ширина помещения (м),

Нр – высота светильников над рабочей поверхностью (м), а также от коэффициентов отражения внутренней поверхности помещений (пола, стен, потолка, рабочих поверхностей).

Более простым является метод удельной мощности.

Определяется  мощность светильников.

где hр – высота,

ρ –  коэффициент отражения,

S –  площадь помещения,

Е –  требуемая освещенность.  Количество светильников:

где  Рл – мощность одной лампы (Вт),

n  - кколичество ламп в светильнике .

Для прожектора удельная мощность определяется из выражения:

ω  =  0,25 Еmin·K,

где: Еmin -   заданный минимальный уровень освещенности данной поверхности,

К – коэффициент запаса (1,3 ...2).

Такой метод расчета применим в основном для приближенных расчетов освещенности в помещениях с равномерным расположением  светильников.

Точечный  метод  позволяет определить зависимость освещенности данной точки от силы света светящих её источников в соответствующих направлениях. По этому методу рассчитывают локализованное, местное, наружное, а также общее равномерное освещение для любого расположения освещаемых поверхностей, но не учитывают отраженный световой поток потолка и стен.

Сделаем допущение, что при выбранном  расположении светильников, в каждом из них установлена лампа со  световым потоком 600 лм,  создающая освещенность Е. Если выбранная точка лежит на наклонной плоскости, то освещенность Ен = Ег ·ψ,

где:  Ег – освещенность горизонтальной плоскости,

ψ  - переходной коэффициент.

Если  i – тый светильник создает в точке i освещенность ψЕi , то все светильники создают освещенность:  в выбранной точке, где μ – коэффициент дополнительной освещенности (учитывает отраженный от стен  и потолка) μ = 1,1 ... 1,2.

Для горизонтальной плоскости ψ = 1, и   , тогда освещенность точки А от одного светильника, находящегося в точке В определяется по формуле:

где Iα  – сила света лампы со светильником,

α –  угол падения светового потока,

h – высота подвеса светильника

К –  коэф. запаса.

Вертикальная  освещенность определяется по формуле:

Таким образом: при увеличении угла α –   Ег- уменьшается, в тоже время как Ев требуется увеличивать.

Учитывая  это обстоятельство, расстояние между  светильниками выбирают в пределах (1,5 ... 2)Н с целью обеспечения  достаточной равномерности освещения  выбранной поверхности.

В случае, если точка одновременно освещается несколькими светильниками – подсчитывают ее освещенность отдельно от каждого светильника  и полученные результаты суммируют.

где n – число учитываемых светильников.

Далее определяют на основании данных специальных  таблиц и выбирают лампы для контрольной  точки с минимальной освещенностью. В случае если известны графики пространственных изолюкс светильников, то освещенность подсчитывается по формуле: