Требования к искусственному производственному освещению

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное бюджетное государственное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный аэрокосмический университет

 им. М.Ф. Решетнева

Кафедра инженерной экологии

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине безопасность жизнедеятельности

На тему «Требования к искусственному производственному освещению»

 

Вариант 12

Выполнила:

студентка 1 курса, группа №

зачетная книжка №

Подпись: 

Преподаватель: Кучкин Александр Григорьевич

Оценка: 

Дата: « » 20 г.

Подпись: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2015

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В современном мире человек уже не может обойтись без электричества,  соответственно и без освещения.

Освещение имеет большое  значение во всех  процессах жизнедеятельности человека.  Важно не просто освещать помещение или отдельное рабочее место, а создавать освещение, которое соответствовало бы характеру выполняемой работы. Недостаточное освещение снижает работоспособность и производительность труда, вызывает утомление глаз, способствует развитию близорукости, увеличению производственного травматизма, приводит к транспортным авариям на улицах и дорогах. 

Грамотно подобранное и правильно размещенное светотехническое оборудование для промышленного освещения, позволяет обеспечить безопасность и создать благоприятную обстановку для рабочего персонала.

Технический прогресс сделал человека независимым от естественного света. Уже давно искусственное освещение стало неотъемлемой составной частью и существенным конструктивным элементом нашей жизни.

Освещение рабочего места - важный фактор создания нормальных условий труда.

В данной работе мы рассмотрим, какие требования, условия должны быть выполнены и соблюдены в производстве для не ухудшения здоровья человека и повышения уровня  производительности труда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды освещений

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое небосводом (прямое и отраженное), искусственное, осуществляемое электрическими лампами (накаливания и люминесцентными), и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение обусловливается солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняется в зависимости от географической широты, высоты стояния солнца, степени облачности и прозрачности атмосферы. Естественный свет имеет спектр, к которому глаз человека наиболее привычен. Конструктивно подразделяют на боковое – (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее – через световые проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

Искусственное освещение в производственных помещениях, когда естественный свет недостаточен, или в помещениях, где он отсутствует, применяют освещение, деля его по конструктивному исполнению, систему общего и комбинированного (общего и местного) освещения; по функциональному воздействию подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.

Система общего освещения предназначена как для освещения рабочих поверхностей, так и всего помещения в целом. В системе общего освещения принято различать два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. Равномерный способ предполагает равные расстояния между светильниками в каждом ряду и между рядами. В системе общего локализованного освещения положение каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направления светового потока и устранения теней на освещенном рабочем месте, т.е. целиком зависит от расположения оборудования.

Равномерное расположение светильников общего освещения применяется обычно в тех случаях, когда необходимо обеспечить одинаковые условия освещения по всей площади помещения, а локализованное - при необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещаемого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или по условиям работы в них невозможно устройство местного освещения.

Локализованное размещение по сравнению с вариантом равномерного размещения светильников позволяет одновременно с уменьшением удельной мощности осветительной установки обеспечить лучшее качество освещения, в частности, создать необходимое направление светового потока на рабочие поверхности и устранить падающие тени от близко расположенного оборудования или самого рабочего. К недостаткам локализованного размещения светильников следует отнести несколько повышенную неравномерность распределения яркости в поле зрения работающих.

Системы общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные цеха), а также в административных и конторских помещениях, в классах и аудиториях учебных занятий.

Система комбинированного освещения - включает в себя светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные только для освещения рабочей поверхности (местное освещение), и светильники общего освещения -для выравнивания, распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности в проходах помещения.

Эксплуатационные преимущества систем комбинированного освещения проявляются в более широких возможностях расположения светильников местного освещения непосредственно у рабочих мест, что значительно упрощает их чистку, смену перегоревших ламп, а также систематический надзор и текущий ремонт. Кроме того, местное освещение обеспечивает большую гибкость в эксплуатации освещения - оно может быть выключено в моменты остановки работ, а также позволяет изменять направление светового потока на рабочую поверхность, регулировать расположение теней и бликов, использовать источники света с нужным спектральным составом и т.д.

Система общего освещения допускается в случаях технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения. Система общего освещения при равномерном размещении светильников может быть рекомендована в следующих производственных помещениях: с высокой плотностью расположения оборудования и, если это оборудование не создает теней на рабочих поверхностях и не требует изменения направления света (ткацкие цехи); при выполнении в них однотипных работ по всей площади (литейные цехи, крупносборные цехи); при зрительных работах V-VII разрядов, а также во вспомогательных, складских и проходных помещениях.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение применяют при внезапном отключении рабочего, если это может вызвать прекращение производственного процесса, взрыв, пожар, отравление людей и др.(min освещенность рабочих поверхностей должна составлять 5% нормируемой освещенности, но не менее 2лк)

Эвакуационное освещение применяют в проходных помещениях для эвакуации людей из производственных зданий, с числом работающих более 50 человек (min освещенность на полу и ступеньках – 0,5лк, на открытых территориях min – 0,2лк).

Охранное устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом (в ночное время min-0,5лк).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Требования к производственному освещению

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

При организации производственного освещения необходимо обеспечить:

- равномерное распределение яркости и отсутствие резких теней на рабочей поверхности. Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения и соответственно к снижению производительности труда. Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов и аудиторий учебных заведений осуществляется комбинированное и двухстороннее освещение. Согласно санитарным нормам неравномерность естественного освещения в учебных помещениях не должна превышать 3:1. Светлая окраска потолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей в поле зрения работающего.

- отсутствие в поле  зрения работающего резких теней. Наличие резких теней искажает  размеры и формы объектов различения и тем самым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травме.

- постоянство освещенности  в пространстве и во времени. Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные, например, резким изменением напряжения в сети, обусловливают переадаптацию глаза, приводя к значительному утомлению.

- обеспечение электро-, взрыво- и по-жаробезопасности. Все элементы  осветительных установок должны  быть достаточно долговечными  и электробезопасными (достигается применением зануления и заземления, ограничением напряжения для питания переносных и местных светильников, выбором оборудования, соответствующего условиям среды в помещениях, и защитой элементов осветительных сетей от механических повреждений при эксплуатации).

- отсутствие блескости.

- правильная цветопередача. Спектральный состав света должен соответствовать (приближаться) спектру дневного света.

- экономичность.

Увеличение освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов, повышает производительность труда.

Все эти требования учитываются действующими нормами проектирования и правилами эксплуатации освещения в помещениях и на открытых пространствах. Основным нормативным документом, регламентирующим нормы проектирования является СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» и ГОСТ 12.1.046-85.

На основе настоящего свода правил разрабатываются стандарты организаций, учитывающие специфические особенности технологического процесса и строительных решений зданий и сооружений, которые утверждаются в установленном порядке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Основные светотехнические  величины

К количественным показателям относятся:

Световой поток Ф – мощность лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет, характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм). Люмен соответствует световому потоку, излучаемому внутри единичного телесного угла точечным источником с силой света 1 кандела.

Сила света J характеризует пространственную плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла DW, к величине этого угла; , измеряется в канделах (кд);

Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность, к её площади DS (м2); , измеряется в люксах (лк);

Яркость L поверхности под углом a к нормали – отношение силы света DJa , излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади DS проекции этой поверхности, на плоскость перпендикулярную к этому направлению; , измеряется в кд×м-2.

Качественные показатели освещения:

Фон – поверхность, на которой происходит различение объекта, характеризуется способностью поверхности отражать падающий на неё световой поток. Коэффициент отражения r определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр к падающему на неё световому потоку Фпад; . Значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02…0,95.

r > 0,4 – фон считается светлым;

r=0,2…0,4 – средним;

r < 0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном k – степень различия объекта и фона - характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, риски или др.элементов) и фона; .

при k > 0,5 считается большим (объект резко выделяется на фоне);

k=0,2…0,5 – средним (объект и фон заметно отличаются по яркости);

k < 0,2 – малым (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности kE – критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

где Еmax, Еmin и Еср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний.

kE = 15-65% для газоразрядных ламп; kE = 7% для обычных ламп накаливания; kE = 1% для галогенных ламп.

Факторы, учитываемые при нормировании искусственного освещения:

1. Характеристика зрительной работы;

2. Минимальный размер объекта различения с фоном;

3. Разряд зрительной работы;

4. Контраст объекта с фоном;

5. Светлость фона (характеристика фона);

6. Система освещения;

7. Тип источника света.

При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не меньше 10% нормируемой освещенности (для газоразрядных ламп – 150лк, для ламп накаливания – 50лк).

В аудиториях уровни освещенности на рабочих столах должны быть не менее 300лк, на доске – 500лк, в кабинетах технического черчения – 500лк, на столах дисплейных классов – 300-500лк.

Естественное освещение (характеризуется тем, что создаваемая освещенность меняется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий) – критерий оценки – КЕО – коэффициент естественной освещенности  Отношение освещенности в данной точке внутри помещения к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах. КЕО для учебных помещений должна быть не менее 1,5%.

 

 

4. Светильники  и источники света

Для искусственного освещения помещений используются лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), cветодиодные лампы.

Лампы накаливания просты в устройстве, дешевы и удобны в эксплуатации. Однако они преобразуют в световой поток лишь 2,5...3 % потребляемой энергии, чувствительны к колебаниям напряжения в электрической сети, искажают цветопередачу, усиливая желтые и красные тона при недостатке синей и фиолетовой частей спектра. Промышленность выпускает различные лампы накаливания: вакуумные НВ (их мощность обычно не превышает 40 Вт), газонаполненные НГ, биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением НБК и др.

Строительные нормы и правила предусматривают применение газоразрядных ламп в качестве основного источника света по причине следующих их преимуществ: значительная световая отдача, в 2...4 раза превышающая аналогичный показатель у ламп накаливания; экономичность; благоприятный состав спектра; больший нормативный срок службы, составляющий 6000... 12 000 ч против 1000 ч у ламп накаливания.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы — это трубки или колбы с расположенными внутри электродами, наполненные инертным газом или парами ртути. При пропускании электрического разряда через газ или пары металла возникает ультрафиолетовое излучение, падающее на слой люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность лампы. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая состав люминофора, можно добиться светового потока нужной цветности. Различают газоразрядные лампы низкого давления, внутри которых в процессе изготовления создается некоторое разрежение, и высокого давления.

Лампы высокого давления позволяют создавать значительные уровни освещенности при сравнительно небольших затратах электроэнергии. Их применяют для наружного освещения и в высоких помещениях при наличии пыли, дыма или копоти в воздухе. Наиболее часто используют лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) или их разновидность — ДРВЛ (дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные), недостатком которых является усиление зеленых и голубых тонов. Поэтому в случае, когда искажение восприятия цветов недопустимо, предпочтение отдается лампам типа ДРИ (дуговым ртутным с йодидами металлов), обладающим исправленной цветностью.

К недостаткам газоразрядных ламп кроме искажения цвета относятся: наличие стробоскопического эффекта, шум пускорегулирующей аппаратуры и плохая загораемость ламп низкого давления при пониженной температуре воздуха (техническая характеристика предусматривает работу трубчатых люминесцентных ламп низкого давления в диапазоне температур 10...55 °С).

Устройство, состоящее из лампы и осветительной арматуры, называют светильником. В осветительной арматуре устанавливают источник света для распределения светового потока в нужную сторону, защиты глаз от блесткости светящейся поверхности лампы и защиты лампы от загрязнения или влаги, а также с целью обеспечения электро-, пожаро- и взрывобезопасности.

Степень защиты от слепящего действия светильника характеризует защитный угол а между горизонталью и линией, соединяющей нить накаливания с противоположным краем отражателя. Как правило, α ≥ 27°.

Промышленность выпускает примерно 25...30 различных типов светильников для ламп накаливания и около 200 для люминесцентных ламп (рис. 20.3). В зависимости от распределения светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света. В светильниках для люминесцентных ламп преимущественно прямое светораспределение, а в светильниках для ламп накаливания — прямое и рассеянное.

Светильники прямого света излучают в нижнюю полусферу не менее 90 % всего светового потока. Их используют в помещениях с темными потолками и стенами, в которых выделяется много пыли, копоти, различных испарений (цехи по производству комбикормов, кузницы и т. п.). Дают довольно резкие тени. Светильники преимущественно прямого света, излучающие в нижнюю полусферу 60...90 % всего светового потока, устанавливают в помещениях с потолками и стенами, хорошо отражающими свет. Они дают довольно мягкие тени.

Светильники рассеянного света излучают в каждую полусферу 40...60 % всего светового потока. Их применяют в помещениях, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом, а также в конторских и бытовых помещениях со светлыми стенами и потолками.

Светильники преимущественно отраженного света излучают в верхнюю полусферу 60...90 % всего светового потока. Светильники отраженного света излучают в верхнюю полусферу не менее 90 % всего потока.

Светильники с люминесцентными лампами чаще всего выполняют многоламповыми. Они могут быть прямого света (типов ОД, ОДР), преимущественно прямого света (типов ОДО, ОДОР, ШЛД, ШОД) и рассеянного света (типа ПВЛ).

В комбинированных системах используют светильники местного освещения, предназначенные для создания высоких уровней освещенности на ограниченной площади рабочей поверхности.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)-

Такой тип ламп в последнее время все чаще появляется на рыночных прилавках и полках магазинов. По своей сути это все те же люминесцентные лампы, но колба у КЛЛ имеет не прямую, а изогнутую форму, что позволяет сделать ее меньших размеров. Сама люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. На концах колбы расположены электроды, между которыми (при подаче на них напряжения) возникает низкотемпературная дуга. Под действием этой дуги газовая смесь начинает испускать излучение в ультрафиолетовом диапазоне, невидимом для человеческого глаза. Поэтому для получения видимого света внутренние стенки стеклянной колбы покрывают специальным составом – люминофором, который поглощает УФ-излучение и преобразует его в видимый свет (явление люминесценции). Как было сказано выше, отличие КЛЛ от обычной люминесцентной лампы заключается в том, что ее стеклянная колба имеет не линейную, а изогнутую форму. Это позволяет значительно уменьшить ее габаритные размеры.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ):

 

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Светодиодная продукция становится все более незаменимой в нашей жизни. Лампы, созданные по технологиям предыдущего поколения, – лампы накаливания, галогеновые, люминесцентные – все они имеют многочисленный ряд недостатков, основные из них – короткий срок службы, высокий уровень потребляемой электроэнергии, содержание вредных веществ и хрупкость.

Светодиодные лампы потребляют гораздо меньшее количество электричества. Сравнение с обычными лампами накаливания показывает, что преимущество LED-технологий в этой области огромно.

Лампы на основе светодиода могут непрерывно работать более 10 лет (все зависит от качества кристалла и иных характеристик). Светодиодные лампы не токсичны, их свет безопасен для животных и людей, они не содержат паров ртути, применяемых как составляющая часть других ламп.

Еще одно преимущество светодиодной продукции – ее высокая удароустойчивость, достигаемая при помощи прочного монолитного корпуса. Виброустойчивость обусловлена отсутствием нити накаливания. Как показывают исследования, светодиодные лампы выдерживают нагрузку до 100 кг и даже выстрелы из пневматического оружия.

Излучаемый свет может быть разных оттенков белого (например, в лампах с традиционными цоколями Е14 и Е27).

Сравнительная таблица светодиодных ламп:   Светодиодные лампы с цоколем е14   Светодиодные лампы с цоколем е27   Светодиодные лампы с цоколем GX 5.3 (GU5.3) MR16   Светодиодные лампы с цоколем GU4 MR11   Миньоны с узким цоколем, в форме свечи или шара   Стандартный цоколь, замена ламп накаливания 25 Вт - 100 Вт   Штырьковый цоколь, замена галогенных ламп 20 Вт - 50 Вт   Узкий штырьковый цоколь, замена миниатюрных галогенных ламп от 20 Вт   Светодиодные лампы с цоколем GU10   Светодиодные лампы с цоколем G53 AR111   Светодиодные лампы PAR30   Светодиодные лампы PAR38 Замена галогенных ламп в корпусе MR16 и напряжением 220В Замена галогенных ламп AR111   Замена галогенных лампам P30 напряжением 220 В   Замена мощных рефлекторных ламп PAR38 напряжением 220В   Светодиодные лампы Т8 с цоколем G13 Замена линейных люминесцентных ламп Т8 600 мм, 1200 мм, 1500 мм

5. Контроль освещенности рабочих мест

Все производственные помещения проектируют и строят с учетом обеспечения требуемых норм освещенности. Однако в период эксплуатации вследствие различных причин (запыления окон и арматуры светильников, перепланировки размещения оборудования, "старения" источников света и выхода их из строя и др.) освещенность рабочих мест может отклоняться от норм. Поэтому необходимо периодически проверять действительный уровень освещенности (в производственных помещениях со значительным выделением пыли — до четырех раз в год).

Освещенность контролируют с помощью приборов — люксметров, среди которых наиболее широко распространен Ю-116 (рис. 20.6).

Люксметр состоит из измерительной части и фотоэлемента с набором поглотительных насадок (светофильтров), обозначенных буквами К, Т, Р, М. На передней панели измерителя имеются две кнопки переключения диапазонов и табличка со схемой, позволяющей определить значение действительной освещенности в зависимости от используемых в работе кнопок и светофильтров.

Люксметр Ю-116.

Рис. 20.6. Люксметр Ю-116: 1 — селеновый фотоэлемент  в пластмассовом корпусе с  насадками; 2, 6, 7— насадки; 3 — миллиамперметр; 4, 5— кнопки переключения диапазонов  измерений

 

 

 

 

 

Заключение

При отсутствии в помещении естественного освещения или его недостаточности предусматривается компенсация этого фактора через систему искусственного освещения путем увеличения освещенности.

Основные требования к искусственному освещению производственных помещений зависят, прежде всего, от характера зрительной работы.

Таким образом, всякое нормирование дифференцированно учитывает следующие характеристики зрительного процесса:

- точность работы (четкость  различения объекта определенного  размера с определенного расстояния);

- отражающую способность  фона, на котором различаются объекты;

- контраст между объектом  различения и фоном;

- необходимость поиска  объекта различения и наличие  посторонних отвлекающих объектов;

- подвижность рабочей  поверхности, затрудняющая различение  объектов;

-длительность зрительного  напряжения в течение рабочего времени.

Учитывая изложенное выше, требования к нормальному освещению рабочих мест можно сформулировать так:

- освещение должно быть  достаточным, чтобы в поле зрения  различались без напряжения зрения  самые мелкие объекты;