Расчет освещения строительных площадок

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ  КАК ФАКТОР БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

 

Единица силы света - кандела (кд) - представляет собой силу света  точечного источника, испускаемую  в перпендикулярном направлении  с площади 1/ 600000 м² черного тела при температуре затвердения платины Т-2042 К и давлении 101,325 кПа.

Падая на поверхность, световой поток создает ее освещенность. За единицу освещенности - люкс (лк) - принята  освещенность поверхности площадью 1м² световым потоком 1мл. Освещенность поверхности не зависит от ее световых свойств. Количество производственного освещения принято характеризовать требуемой освещенностью рабочих поверхностей участков.

Яркостью является отношение  силы света, излучаемой в рассматриваемом  направлении, к площади светящейся плоскости. Выражают в единицах: кандела  на квадратный метр (кд/м²).

Прежде всего, для различения предметов человеком необходима разность яркость предмета и фона, т.е. контрастность. Количественно контрастность определяют, как отношение разности яркости предмета и фона яркости предмета (фона) К_пр = (В_ф - В_п)/ Вф или К_обр = (В_п - В_ф) / В_г

Оптимальным значением контрастности  считается 0,6...0,9.

Нормальная видимость предметов зависит так же от углов, размеров предметов различения, времени экспозиции и вероятности различения. Характеристикой пространственного порога зрения является острота зрения. Она определяется величиной, обратной минимальным размерам предмета. Размеры предмета выражают в угловых величинах, которые связаны с линейным соотношением

t_g = a/2 = h/2l , где

a - угловой размер предмета различения;

h - его линейный размер;

l - расстояние от глаза до предмета.

У людей с нормальным зрением  порог остроты зрения при нормальной яркости соответствует примерно У´. Оптимальные условия различия предметов будет при а>30´....40´.

Критическая частота слияния  мельканий - минимальная частота  сигналов, при  которой возникает  их слитое восприятие. При нормальной яркости f_kp = 20...25 Гц.

В поле зрения человека в  зависимости от четкости различия деталей  предметов принято разбивать  на три зоны: центральная зона (2 град) где детали различаются четко; ясного видения (30..35 град), где при неподвижном  глазе можно опознать предмет  без различных мелких деталей; перебрерическое  зрение (75...90 град), где предметы только обозначаются.

Слияние действия света на глаз человека называют блесткостью. Чем  больше блесткость, тем больше человек теряет зрительные функции, т.е. перестает различать предметы. За показатель слепящего действия принят коэффициент блесткости, характеризуемый углом перекрытия светового потока источника света.

Необходимо иметь в  виду, что рассмотренные характеристики работоспособности глаза взаимосвязаны  и взаимозависимы. Одним из основных факторов благоприятного функционирования зрения является достаточная яркость  или освещенность рабочих поверхностей и участков.

Практический опыт показывает, что при  недостаточных характеристиках  освещенности производственное освещение  может быть вредным и опасным  производственным фактором. При неудовлетворительной освещенности ухудшаются условия для  осуществления зрительных функций  жизнедеятельности организма: появляется утомление, глазные болезни, головные боли, что может быть косвенной причиной несчастных случаев.

Плохо освещенные опасные  зоны, светящие прожекторы и лампы, блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации рабочих.

2 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОСВЕЩЕНИЯ

  

Изучение условий для  создания наилучших условий работы, зрения человека в процессе труда  позволяет сформировать следующие  основные требования.

Освещенность  на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы. Наличие освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов. Повышает производительность труда. Однако существует предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности почти не дает эффекта и является экономически нецелесообразно.

Достаточно равномерное  распределение яркости на рабочей поверхности. При неравномерной яркости в процессе работы глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения.

Отсутствие резких теней на рабочих поверхностях. В поле зрения человека резкие тени искажают размеры и формы объектов различия, что повышает утомление зрения, а движущиеся тени могут привести к травмам.

Отсутствие блесткости. Блесткость вызывает нарушение зрительных функций, ослепленность, которая приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

Постоянство освещенности во времени. Колебания освещенности вызывает переадаптацию глаза, приводит к значительному утомлению. 

Правильная цветопередача. Спектральный состав света должен отвечать характеру работы.

Обеспечение электро -, взрыво - и пожаробезопасности. Экономичность.

Для выполнения указанных  требований при проектировании установок  производственного освещения и  их эксплуатации проводят следующие  мероприятия: выбор типа и вида освещения, источник света и осветительной  установки, а также своевременное  обслуживание осветительных установок.

 

3 ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ  ОСВЕЩЕНИЕ

 

По типу, освещение принято  делить на естественное, искусственное  и смешанное.

Естественное  освещение, создаваемое дневным светом, наиболее плодотворно действует на человека, не требует затрат энергии. Однако оно переменно в течении суток, зависит от климатических и сезонных условий. Естественное освещение в производственных или строящихся зданий от направления поступления света может быть боковым, верхним или комбинированным.

Верхнее освещение создают  размещением световых фонарей к  крыше зданий.

Искусственное освещение обычно создают электрическими светильниками света, которые включают по мере необходимости, регулируют интенсивность светового потока и его направленность. Такое освещение требует затрат электроэнергии и отмечается по спектру от естественного света.

В практике устройства освещения  получило распространение смешанное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, и в светлое время суток. 

При создании искусственного освещения принимают в основном две системы: общего или комбинированного освещения.

Общим называют освещение, которое  освещает всю площадь помещения, строительной площадки. При этом принято  два способа размещения осветительных  установок: равномерное и локализованное.

Первый способ размещения осветительных установок общего освещения применяют когда требуется  обеспечить равномерность освещения  всей площади. При необходимости  дополнительной подвески отдельных  зон и участков строительных работ  прибегают к локализированному  размещению осветительных приборов. 

Локализированное освещение  позволяет одновременно с уменьшением  мощности осветительной системы  по сравнению с равномерным, обеспечить и лучшее качество освещения. К недостаткам  локализированного способа размещения осветительных установок следует отнести несколько повышенную по сравнению с равномерным, неравномерность распределения яркости в поле зрения. Система комбинированного освещения включает общее и местное освещение. Местное освещение предназначено для освещения только лишь поверхностей рабочего места.

 

4 СВЕТИЛЬНИКИ, ИСТОЧНИКИ  СВЕТА

 

Для искусственного освещения  применяются различные источники  света. По роду питающей их энергии  различают электрические и неэлектрические  источники света, по способу получения  излучения — температурные и  люминесцентные.

Электрические источники  света завоевали всеобщее признание. Преимущества электрических источников света перед неэлектрическими заключаются  прежде всего в том, что они  гораздо гигиеничнее последних, имеют несравненно большую световую отдачу (силу света и яркость), а  также надежны в эксплуатации и обеспечивают возможность устройства гигиенически рационального освещения.

 Электрические источники  света по виду излучения подразделяются  на три группы: а) лампы накаливания;  б) газоразрядные лампы; в) смешанные  источники света, совмещающие  различные виды излучения (так,  например, лампа солнечного света  и др.).

Светильники — приборы, которые  состоят из источника света и  осветительной арматуры. Для освещения  должны применяться светильники, а  не источники света — лампы.

 В осветительных установках  создание заданной величины освещенности  и требуемого распределения яркости  в поле зрения невозможно без осветительной арматуры, главной задачей которой является перераспределение светового потока и ослабление блеского действия источника света. Она бывает отражающей, преломляющей и рассеивающей.

При освещении помещения  светильниками прямого света  потолок и верхняя часть стен остаются затененными или в крайнем  случае слабо освещенными. Особенностью применения светильников прямого света  являются жесткие тени.

Светильники прямого света  применяются для освещения высоких  цехов, подсобных помещений и  санитарных узлов. Освещение светильниками  прямого света наименее благоприятно в отношении гигиены зрения. Оно  создает большую неравномерность освещения и резкие тени.

Светильники рассеянного  света характеризуются тем, что  световой поток ими распределяется в верхнюю и нижнюю полусферы  так, что в одну из них излучается более 10%, а в другую — менее 90%. Тени в этом случае становятся более  мягкими. Такие светильники могут  быть рекомендованы для освещения  общественных зданий.

Светильники отраженного  света характеризуются тем, что  весь световой поток направляется ими  кверху. Освещение отраженным светом рекомендуется для парадных комнат, конференц-залов, актовых залов и т. п.

Отраженное освещение, создавая равномерность освещения, отсутствие теней и слепящих бликов, наиболее благоприятно для зрения. 
 
5 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ОСВЕЩЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК

 

Для электрического освещения  строительных площадок и участков следует  применять типовые стационарные и передвижные инвентарные осветительные  установки.

Передвижные инвентарные  осветительные установки должны размещаться на строительной площадке в местах производства работ, в зоне транспортных путей и др.

Электрическое освещение  строительных площадок и участков подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное  и охранное.

Рабочее освещение должно быть предусмотрено для всех строительных площадок и участков, где работы выполняются в ночное время и  сумеречное время суток, и осуществляется установками общего освещения (равномерного или локализованного) и комбинированного (к общему добавляется местное).

Общее равномерное освещение  следует применять, если нормируемая  величина освещенности не превышает 2 лк. В остальных случаях в дополнение к общему равномерному должно предусматриваться  общее локализованное освещение  или местное освещение.

Для освещения мест производства наружных строительных и монтажных  работ должны применяться источники  света:

лампы накаливания общего назначения - ЛН по ГОСТ 19190-84;

лампы накаливания прожекторные по ГОСТ 19190-84;

лампы накаливания галогенные по ГОСТ 19190-84;

лампы ртутные газоразрядные  высокого давления ДРЛ по ГОСТ 19190-84, ГОСТ 23198-78;

лампы ртутные газоразрядные  высокого давления ДРИ по ГОСТ 20401.75;

лампы ксеноновые ДКсТ по ГОСТ 20401-75;

лампы натриевые высокого давления НЛВД по ГОСТ 19190-84.

Общее освещение должно осуществляться световыми приборами по ГОСТ 6047-75, ГОСТ 8045-82.

Для общего равномерного освещения  строительных площадок должны применяться  световые приборы:

светильники с ЛН - при  ширине строительной площадки до 20 м;

светильники с лампами  типа ДРЛ и типа НЛВД - при ширине площадки от 20 до 150 м;

прожекторы с ЛН и лампами  ДРИ - при ширине площадок от 150 до 300 м;

светильники и прожекторы с лампами ДКсТ, имеющие коэффициент усиления силы света не менее 10, - при ширине площадки свыше 300 м.

Светильники общего локализованного  освещения устанавливаются на зданиях, конструкциях и мачтах общего равномерного освещения. Установка осветительных  устройств на сгораемых кровлях (покрытиях) зданий запрещается.

Аварийное освещение должно быть предусмотрено в местах производства работ по бетонированию ответственных  конструкций в тех случаях, когда  по требованиям технологии перерыв  в укладке бетона недопустим.

Аварийное освещение на участках бетонирования железобетонных конструкций  должно обеспечивать освещенность 3 лк, а на участках бетонирования массивов - 1 лк на уровне укладываемой бетонной смеси.

Эвакуационное освещение  должно быть предусмотрено в местах основных путей эвакуации, а также  в местах проходов, где существует опасность травматизма. Эвакуационное  освещение должно обеспечивать внутри строящегося здания освещенность 0,5 лк, вне здания - 0,2 лк.

Охранное освещение предусматривается  в тех случаях, когда в темное время суток требуется охрана строительной площадки или участка  производства работ.

Для осуществления охранного  освещения следует выделять часть  светильников рабочего освещения. Охранное освещение должно обеспечивать на границах строительных площадок или участков производства работ горизонтальную освещенность 0,5 лк на уровне земли  или вертикальную на плоскости ограждения.

 

6 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИСТОЧНИКОВ  СВЕТА И ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ,  ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. (ГОСТ 12.1.046 - 85)

 

Искусственное освещение  создают с помощью осветительных  установок, представляющих собой в  общем случае сочетание источника  света, осветительной арматуры и  опоры.

Источник света является устройством для превращения  какого - либо вида энергии в оптическое излучение. По природе различают  два вида оптического излучения: тепловое и люминесцентное.

Тепловое оптическое излучение  возникает при нагреве тел, на этом принципе основаны лампы накаливания (ЛН) и галогенные лампы накаливания (ГЛН), последние кроме тела накала имеют галогены, образующиеся на стене  колбы.

Галогенные лампы по сравнению  с ЛН имеют более стабильный по времени световой поток и повышенную службу.

Люминесцентное оптическое излучение создается в газоразрядных  лампах в результате электрического разряда в газах, парах или  их смесях.

В настоящее время газоразрядные  лампы выпускают следующих типов: люминесцентные лампы (ЛЛ), дуговые  натриевые лампы трубчатые и  дуговые неоновые трубчатые или  шаровые лампы.

Для оценки качеств источников света применяют следующие показатели: мощность лампы, световой поток, или  сила света; световая отдача лампы; цвет излучения и срок службы.

Газоразрядные лампы по сравнению  с ЛН имеют значительную лучшую светоотдачу, а следовательно, и более экономичны, могут обеспечивать цветопередачу, близкую к дневному свету, а также  имеют в основном на порядок выше срок службы.

 

 

 

7 ВЫБОР ИСТОЧНИКА СВЕТА

 

Для электрического освещения  мест производства наружных строительных и монтажных работ следует  применять: лампы накаливания (общего применения, прожекторные, галогенные); ртутные газоразрядные лампы  высокого давления ДРЛ, дуговые ртутные  лампы с излучающими добавками  ДРИ, ксеноновые лампы типа ДКсТ, натриевые лампы высокого давления – НЛВД.

Для общего равномерного освещения  строительных площадок следует, как  правило, предусматривать:

светильники с лампами  накаливания – при ширине строительной площадки до 20 м;

осветительные приборы с  лампами типа ДРЛ – при ширине площадки до 150 м;

прожекторы с лампами  накаливания и ДРИ – при  ширине площадок от 150 до 300 м;

осветительные приборы с  ксеноновыми лампами, имеющими коэффициент  усиления силы света не менее 10 – при ширине площадки свыше 300 м с установкой их на высоте 50 и более метров.

Для электрического освещения  мест производства строительных и монтажных  работ внутри зданий следует применять  светильники с лампами накаливания  общего назначения.

Для общего локализованного  освещения при расположении светильников на расстоянии 15 и менее метров от мест производства работ следует  применять осветительные приборы  с лампами ДРЛ, а также прожекторы с лампами накаливания и лампами типа ДРЛ.

Светильники следует располагать  в местах удобных и безопасных для обслуживания.

 

 

8 ВЫБОР ОСВЕТИТЕЛЬНОГО  ПРИБОРА

 

Осветительный прибор представляет собой сочетание источника света и арматуры. Осветительная арматура обеспечивает крепление ИС и светораспределение в пространстве. В зависимости от светораспределяющих свойств различают светильники и прожекторы.

Светильники — световые приборы, перераспределяющие свет источника внутри больших телесных углов (до 4л).

Важнейшей светотехнической характеристикой  светильников является светораспределение, которое принято характеризовать кривой силы света, коэффициентами светораспределения и формы.

По коэффициенту светораспределения (К_с), равному отношению светового потока, направляемого в нижнюю полусферу и полного светового потока лампы Ф_л все светильники делятся на пять классов: прямого света (П) – К_с> 80%; преимущественно прямого света (Н) – К_с = 60...80%; рассеянного света (Р) – К_с = 40...60 %, преимущественно отраженного света (В) – К_с = 20...40% и отраженного света (О) – К_с <20%.

Под коэффициентом формы светового прибора СП (Кф) понимают отношение максимальной силы света I_mах в меридиональной плоскости к условному среднеарифметическому значению силы света I_ср. Для КСС коэффициент формы равен К_ф > 3, для Г– 2<К_ф<3, Д –1,3<К_ф<2.

Прожекторы – световые приборы, перераспределяющие свет внутри малых телесных углов и обеспечивающие угловую концентрацию светового потока. Применение прожекторов на строительных площадках имеет ряд преимуществ: экономичность, благоприятное для объемного видения соотношение вертикальной и горизонтальной освещенности, меньшая загруженность территории столбами и воздушной проводкой.

Применение прожекторов  требует применять меры по снижению слепящего действия и исключение теней.

Важной характеристикой  осветительного прибора является блесткость, обычно оцениваемая защитным углом, создаваемым отражателем или экранизирующей решеткой осветительного прибора. 

 

  9 РАЗМЕЩЕНИЕ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ

 

Размещение осветительных приборов на строительной площадке должно исключать возможность их слепящего действия на работающих. Слепящее действие осветительных приборов следует ограничивать высотой их установки, смещением направления осевой силы света от центра рабочей зоны, защитными углами осветительных приборов.

 Для освещения строительных  площадок не допускается применение  открытых газоразрядных ламп  и ламп, накаливания в прозрачной  колбе. 

С целью предотвращения образования  резких теней от машин, оборудования и конструкций в пределах рабочей  зоны коэффициент неравномерности  освещения (отношение максимальной освещенности к минимальной) не должен превышать 25:1.

Эксплуатация осветительных установок  должна обеспечивать постоянство нормируемых  уровней освещенности и качественных характеристик освещения. Состояние  осветительных установок следует  контролировать в соответствии с  п. 4.6 настоящих Норм.

Измерения освещенности на рабочих  местах открытых строительных площадок, в служебных, производственных и  бытовых помещениях и обработка  результатов должны производиться по ГОСТ 24940-81.

Вышедшие из строя ртутные газоразрядные лампы следует хранить в помещениях в упаковочных коробках, а затем вывозить в специальные пункты дезактивации ртути.

В соответствии с нормативными требованиями система общего рабочего освещения  должна обеспечивать:

на территории строительной площадки - 2 лк;

в местах прохода людей - 2 лк и при  наличии опасности травмирования - 6 лк;

на рабочих местах в зависимости  от точности зрительных работ, а также  опасности травмирования - 10 или 20, 30, 50 лк.

Для обеспечения нормируемых уровней  освещенности следует применять  прожекторы и светильники с энергоэкономичными газоразрядными лампами типов: ДРЛ по ГОСТ 16354-77; ДНаТ по ТУ 16-545.301-81; ДРИ по ТУ 16-545.350-81; ДКсТ по ТУ 16-545.124-77; лампами накаливания кварцевыми галогенными КГ по ТУ 16-675.009-83 и лампами накаливания общего назначения по ГОСТ 2239-79.

Осветительные приборы (светильники  и прожекторы) на базовой строительной площадке следует устанавливать  на стационарные железобетонные, металлические  и деревянные опоры и мачты. На рабочих площадках при сооружении мостов, путепроводов и эстакад прожекторы следует устанавливать на стационарные, передвижные или переносные опоры.

Металлические части осветительных  опор, а также электротехнического  оборудования, установленного на них (корпуса  прожекторов, светильников, вводных  ящиков и т.д.), должны иметь защитное заземление (зануление) в соответствии с ПУЭ и СНиП 3.05.06-85.

Осветительные опоры должны быть обеспечены грозозащитными устройствами в соответствии с СН 305-77.

В случае необходимости освещении  «мертвого пространства»¹, примыкающего к основанию мачты, прожекторы следует наклонять к горизонту под углом 30-50° либо дополнительно устанавливать ни мачту светильники на высоте 3-5 м.

Управление освещением строительных площадок должно быть централизованным. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность местного управления освещением на каждой мачте и каждом осветительном приборе.

 

10 ВЫБОР ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ  ОСВЕЩЕННОСТИ

 

При создании системы производственного освещения руководствуются СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» и ГОСТ 12.1.046-85.

Нормирование естественного освещения. Непостоянство естественного освещения потребовало в качестве основного показателя освещенности принять относительную величину, называемую коэффициентом естественной освещенности (КЕО).

Коэффициентом естественной освещенности (КЕО) – отношение освещенности в данной точке помещения (Е_г) к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности (Е_н), создаваемой светом полностью открытого неба (%):

КЕО = Е_г / Е_н *100%

При выборе нормы КЕО учитывают: тип освещения – (естественное или  совмещенное); направление освещения (верхнее, комбинированное и боковое); разряд зрительной работы, определяемый размером различаемых деталей; солнечный климат; световой климат.

Нормированные значения КЕО, е_N, для зданий, располагаемых в различных районах определяют по формуле:

e_N = е_H m_N

где N - номер группы обеспеченности естественным светом;

е_H - значение КЕО;

 т_N - коэффициент светового климата (все величины определяют по соответствующим таблицам СНиП 23-05-95

Нормирование искусственного освещения. Нормативные значения освещенности при естественном, искусственном и смешанном освещении зависят от разрядов и подразрядов (контрастность объекта и фона, характеристик фона) зрительных работ, от систем освещения (комбинированного, общего), от сочетания нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации.

Характер зрительной работы определяют размером объекта размещения в (мм). Установлено 8 разрядов. От наивысшей точности работы, равной 0,15 мм - 1 разряд, до работы грубой (очень малой точности) более 5 мм - 6 разряд, 7 разряд - для работы со светящимися материалами, а 8 разряд не ограничивает размеры объекта различения и устанавливает для работы общего наблюдения за ходом производственных процессов.

В зависимости от контраста объекта  с фоном и характера фона установлены  подразделы а, б, в, г... . Контраст объекта  различают - малый, средний и светлый. Каждому подразделу отвечает сочетание  контраста и фона. Общее равномерное  освещение строительной площадки должно быть 2 лк.

 

1 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ВНУТРИ ЗДАНИЙ

 

При проведении работ для  внутренней отделки требуется временное  освещение помещений, коридоров, лестничных маршей и др. объектов. При проектировании освещения применяют метод коэффициента использования и точечный метод.

Расчет равномерного освещения  помещений и коридоров методом  коэффициента использования светового  потока.

Задача расчета заключается  в выборе мощности источника света  и вида светильника, а также их размещения в помещении. Принцип  расчета состоит в следующем: устанавливают размеры помещения, а – длину, в – ширину и Н  – высоту; в зависимости от характера  работ принимают нормативную  освещенность – Е_п ; исходя из состояния отражающих поверхностей помещения, задаются коэффициентами отражения потолка р_п, стен р_с, пола р_р; выбирают вид источника света и светильника.

В помещении строящегося  здания производят прокладку полов. Размеры показаны на рис.1, а = 42 м; в = 24 м; Н = 4,2 м. Выбираем для временного освещения ЛН и светильники УПМ, высоту подвески светильника h_c = 1 м. Требуется определить мощность ЛН, количество и размещение светильников в помещении для Е_п = 50 лк.