Влияние освещенности рабочих мест на человека и эффективность его производственной деятельности

Реферат по дисциплине

«Безопасность производственной деятельности»

на тему «Влияние освещенности рабочих мест на человека и эффективность его производственной деятельности».

Москва 2011

Содержание.

Введение………………………………………………………………………..2

Глава 1. Производственное освещение

       1.1.Основные светотехнические понятия и характеристики…………..3

       1.2. Виды производственного освещения………………………………6

            1.2.1. Естественное освещение……………………………………….6

            1.2.2. Искусственное освещение……………………………………..8

     1.3.Требования к производственному освещению……………………...9

      1.4. Эксплуатация осветительных установок и контроль……………..13

Глава 2. Влияние освещенности на производственную деятельность

      2.1 . Влияние освещенности на физиологическое состояние человека…17

Заключение……………………………………………………………………..22

Список литературы ……………………………………………………………23

Введение.

       Освещенность - важный фактор производственной и окружающей среды. Не случайно известный французский архитектор Шарль Ле Корбюзье отмечал: "Материалами для застройки городов являются солнце, пространство, растительность, сталь и бетон. Их роль точно соответствует порядку перечисления".

   И с его мнением трудно не согласиться - для нормальной жизнедеятельности человека крайне важны солнечные лучи, свет, освещение.

     Сегодня большую часть своего времени люди проводят в помещениях: кабинетах, заводах, аудиториях, офисах. При выполнении своих служебных обязанностей, люди часто начинают ощущать некий дискомфорт, который может быть вызван многими факторами. Одним из таких факторов может быть и освещение рабочего места.

      Цель данного реферата познакомиться с различными видами освещения, основными светотехническими характеристиками, требованиями к производственному освещению  и самое главное выявить как освещения влияет на физиологическое состояние человека и его способность к труду.

                      Глава 1. Производственное освещение.

       1.1.Основные светотехнические понятия и характеристики.

           Нагретые тела излучают в пространство лучистую энергию, представляющую собой электромагнитные колебания.

              К световому излучению относится электромагнитные  колебания, спектр которых определяется длиной волны от нескольких мкм (ультрафиолетовые лучи).

            Видимая часть спектра  лежит в пределах = 380-780 мкм. Видимость света и чувствительность глаза  к излучению зависят от длины волны.

           Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

           К количественным показателям относятся основные светотехнические величины: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

         Основная  величина, характеризующая источник видимого света, - световой поток A (мощность лучистой энергии), оценивается глазом по произведенному ею световому ощущению, измеряется  в люменах (лм).

        Пространственная плотность светового потока используется для характеристики распределения светового потока.

        Сила света I – пространственная плотность светового потока, определяемая отношением светового потока Ф к телесному углу

с вершиной в точке расположения светильника, в пределах которого равномерно распределен этот поток. Единица силы света – кандела (кд).

     Телесный угол () – часть пространства, ограниченного конусом, имеющим вершину в центре сферы и опирающимся на ее поверхность.

Телесный угол определяется отношением площади (S), которую конус вырезает на поверхности сферы к квадрату радиуса (r) этой сферы, измеряется в стерадианах (Ср.).

Сила света – векторная величина, распределение силы света источника по различным  направлениям представляется радиус-векторами, длины которых определяют модуль I в направлении вектора. Концы векторов соединяют плавной кривой, называемой кривой силы света.

   Например, для потолочного светильника I при угле падения 50  составляет 130 кд, при угле 300  - 90 кд.

   Освещенность (E) -  поверхностная плотность светового потока. Освещенность определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности и измеряется в люксах (лк).

Связь между Ф и Е:

Где S – освещаемая поверхность, м2 , Е – освещенность, лк, Ф – световой поток, лм.

        1 лк – освещенность поверхности в 1 м2 при световом потоке в 1 лм.

Освещенность характеризует поверхностную плотность светового потока.

Например, в ясный летний день освещенность поверхности земли 80-90 тыс. лк, в пасмурный 5 тыс. лк.

    Светимость (М) – оценивает плотность светового потока, излучаемого светящейся поверхностью

Яркость поверхности В – светотехническая величина, непосредственно воспринимаемая глазом, определяется выражением

где S – светящаяся поверхность, - угол между нормалью к поверхности и направлением I к сетчатке глаза.

     Яркость источников света необходимо учитывать при оценке качества освещения. Яркость для внутреннего освещения – 0,5 104  кд/м2  , для наружного – 3 104   кд/м2 , слепящая яркость – 6 104  кд/м2 . Гигиенически приемлемой  считается  яркость до 5000 кд/м2 .

    Фон – поверхность, прилегающая к объекту различения, на котором он рассматривается.

   При коэффициенте отражения >0,4 фон  считается светлым,  0,2<< 0,4 – средним, а при  <0,2 – темным.

   Коэффициент отражения определяется отношением световых потоков, отраженного и падающего.

     Контраст объекта различается фоном и определяется по формуле:

   где, К – контраст объекта различения с фоном, В0 – яркость объекта  различения (кд/м2),   Вф – яркость фона (кд/м2).

        Контраст объекта различения при К>0,5 считается большим (объект и фон резко различаются по яркости), при  0,2<К<0,5 считается средним (объект и фон заметно различаются по яркости) при K<0,2 считается малым (объект и фон мало различаются по яркости).

     Показатели ослепленности – критерии оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, определяется выражением

где Р- показатель ослепленности, S- коэффициент ослепленности, определяемый соотношением видимости объекта наблюдений  при экранировании блестких источников света (V1) к видимости объекта наблюдения  (V2).

        Видимость V – характеристика способности глаза воспринимать объект. Определяется числом пороговых контрастов, в контрасте объекта с фоном.

         Коэффициент пульсации  освещенности КЕ – критерии глубинных колебаний освещенности в результате  изменений во времени светового потока

где  Еmax, Е min, Еcp  - максимальное, минимальное, среднее значения освещенности за период колебаний.

             Показатель дискомфорта – характеристика качества освещения, которая определяется степенью дополнительной напряженности зрительной работы, вызываемая резким различием яркостей одновременно видимых поверхностей в освещенном помещении.

              Качественным показателем, определяющим условия  зрительной работы, является фон, контраст объекта  различения с фоном, показатель ослепленности, показатель дискомфорта.

          1.2. Виды производственного освещения.

При освещении производственных помещений используются естественное освещение – за счет солнечного излучения (прямого или диффузного рассеянного света небосвода), искусственное – за счет источников искусственного света, и совмещенное освещение.

             1.2.1. Естественное освещение

Естественное освещение имеет широкий спектральный состав, включая ультрафиолетовый, высокую диффузность, однако, оно зависит от погодных условий, изменяется во времени; возможно,  тенеобразование и ослепление при ярком свете.

Естественное освещение разделяется на боковое (световые проемы на стенах), верхнее (прозрачные перекрытия и световые фонари на крыше) и комбинированное ( сочетание верхнего и бокового освещения).

Величина освещенности Е в помещении от естественного света небосвода зависит от времени года, времени дня, наличия облачности, а так же доли светового потока Ф от небосвода, которая проникает в помещении. Эта доля зависит от размера световых проемов, светопроницаемости стекол (сильно зависит от загрязнения стекол), наличие на против световых проемов зданий и растительности, коэффициентов отражения стен и потолка помещения ( в помещениях с более светлой окраской , естественная освещенность лучше) и т.д.

Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем искусственный. Кроме того, чем лучше естественная освещенность, тем  меньше времени приходится пользоваться искусственным светом, а это приводит к экономии электроэнергии. Для оценки использования естественного света введено понятие коэффициента естественной освещенности  (КЕО) и установлены минимально допустимые значения КЕО – это отношение освещенности внутри помещения  за счет естественного света к наружной освещенности от всей полусферы небосклона, выраженное в процентах:

КЕО не зависит от времени года или суток, состояния небосвода, а определяется геометрией оконных проемов, загрязненностью стекол, окраской стен помещений и т.д. Чем дальше от световых проемов, тем меньше значение КЕО.

Минимальная допустимая величина КЕО определяется разрядом работы: чем выше разряд работы, тем больше минимально допустимое значение КЕО. Например, для I разряда работы (наивысшей точности) при боковом естественном освещении минимально допустимое значение КЕО равно 2%, при верхнем 6%,  для III разряда работы (высокой точности) соответственно – 1,2% и 3%.

            1.2.2. Искусственное освещение.

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света. По своему конструктивному исполнению искусственное освещение может быть общим, общим локализованным и комбинированным.

При общем освещении все места в помещении получают свет от общей осветительной установки. В этой системе источники света распределены равномерно без учета расположения рабочих мест. Средний уровень освещения должен быть равен уровню освещения, требуемого для выполнения предстоящей работы. Эти системы используются главным образом на участках, где рабочие места не являются постоянными.

    Такая система должна соответствовать трем фундаментальным требованиям. Прежде всего, она должна быть освещена антибликовыми приспособлениями (сетками, диффузорами, рефлекторами). Второе требование заключается в том, что часть света должна быть направлена на потолок и на верхнюю часть стен. Третье требование  - источники света должны быть установлены как можно выше, чтобы свести ослепление до минимума и сделать освещение более однородным.

     Общая локализованная система освещения предназначена для увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям. Светильники при таком освещении часто дают блики, и их рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они убирали источник света из прямого поля зрения работающего. Например, они могут быть направлены вверх.

   Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение (местный светильник, например, настольная лампа), сосредотачивающее световой поток непосредственно на рабочем месте. Использование местного освещения совместно с общим рекомендуется применять при высоких требованиях  к освещенности.

     Применение одного местного освещения недопустимо, т.к. возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени и другие неблагоприятные факторы. Поэтому доля общего освещения в комбинированном должно быть не менее 10%.

     Кроме естественного и искусственного освещения может применяться их сочетание, когда освещенности за счет естественного света недостаточно для выполнения той или иной работы. Такое освещение называют совмещенным.  Для выполнения работы наивысшей, очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное освещение.

    Кроме того, искусственное освещение подразделяется на несколько видов: рабочее, аварийное, эвакуационное, дежурное и охранное.

    Рабочее освещение предназначено доя выполнения производственного процесса.

    Аварийное освещение – для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Для аварийного освещения используются лампы накаливания, для которых применяется автономное питание электроэнергией. Светильники функционируют все время или автоматически включаются при аварийном отключении рабочего освещения.

    Эвакуационное освещение – для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Для эвакуации людей уровень освещения основных проходов и запасных выходов должен составлять не менее 0,5 лк на уровне пола и 0,2 лк на открытых территориях.

         1.3.Требования к производственному освещению.

  Обеспечение требований санитарных норм к факторам световой среды для рабочих мест персонала, занятого на зрительно напряженных работах, и для рабочих мест в учебных классах и аудиториях образовательных учреждений является важным фактором создания комфортных условий для органа зрения.

       Среди качественных показателей световой среды очень важным является коэффициент пульсации освещенности (Кп). Коэффициент пульсации освещенности — это критерий оценки глубины колебаний (изменений) освещенности, создаваемой осветительной установкой, во времени. 

       Требования к коэффициенту пульсации освещенности наиболее жесткие для рабочих мест с ПЭВМ — не более 5%. Для других видов работ требования к коэффициенту пульсации освещенности (Кп) менее жесткие, но величина Кп должна быть не более 15%. Лишь для самых грубых зрительных работ допускается большее значение (Кп), но не более 20%.

Местное освещение (если его применяют) не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана ПЭВМ более 300 лк. Следует ограничивать прямую и отраженную блесткость от любых источников освещения.

Нередко наибольшее неудобство пользователям доставляет повышенная отражательная способность экранов мониторов и некачественных приэкранных фильтров (если они установлены на экраны дисплеев). Это вызывает дополнительную усталость глаз. Чтобы ее уменьшить, во многих учреждениях пользователи сами отключают часть светильников и работают при минимальной освещенности, как на рабочем месте, так и на различных поверхностях.

Такой характер работы следует считать недопустимым, т.к. при этом освещенность на сетчатке глаза от любого знака, требующего различения, оказывается ниже физиологически необходимой величины, равной 6–6,5 лк. Необходимая освещенность регулируется размером зрачка от 2 мм (при очень высокой освещенности) до 8 мм (при предельно низкой освещенности для самых грубых работ). Установлено, что уровни оптимальной яркости поверхностей находятся в пределах от 50 до 500 д/м2. Оптимальная яркость экрана дисплея составляет 75–100 кд/м2. При такой яркости экрана и яркости поверхности стола в пределах 100–150 кд/м2 обеспечивается продуктивность работы зрительного аппарата на уровне 80–90 %, сохраняется постоянство размера зрачка на допустимом уровне 3–4 мм.

Поэтому, «борясь» указанным выше способом с бликами на экране дисплея, пользователи одновременно создают сами себе другие неблагоприятные условия. В частности, значительно увеличивается нагрузка на мышцы глаз. Это вызывает повышенную усталость органа зрения, а в последующем — развитие близорукости.

Реально несоблюдение требований норм по освещенности и по яркости имеет место более чем на 40 % рабочих мест. Рекомендации по обеспечению требований норм хорошо известны. Как правило, для этого бывает достаточно установить дополнительное количество светильников и немного изменить ориентацию рабочих столов по отношению к источникам света. Более сложно бывает выполнить требование норм по коэффициенту пульсации (далее - Кп) освещенности.

Типичная картина в России следующая — в большинстве помещений (более 90%) освещение осуществляется с помощью светильников, имеющих обычные электромагнитные пускорегулировочные аппараты (ПРА), причем эти светильники подключаются к одной фазе сети. Чтобы выяснить, как выполняется в организациях требование норм по коэффициенту пульсации, с помощью люксметра-пульсметра «Аргус-07» и ТКА-ПКМ были выполнены замеры коэффициента пульсации на многих рабочих и учебных местах в разных организациях (в том числе и на рабочих местах с ПЭВМ).

Наши замеры и анализ литературных данных показывают, что по значению Кп ни одно из обследованных мест не соответствовало требованиям норм: фактические значения Кп в разных помещениях для разных типов светильников с люминесцентными лампами составляют от 22 до 65%, что значительно выше норм. Широко применяемые в настоящее время потолочные светильники 4х18 Вт с зеркализированной решеткой имеют коэффициент пульсации 38-49%, по этой причине многие работники с трудом заставляют себя работать на ПЭВМ, так как очень быстро устают, иногда испытывают головокружение и иные неприятные ощущения. Коэффициент пульсации ламп накаливания составляет 9-11%, потолочных светильников типа «Кососвет» — 10–13%, но они менее экономичны.

Увеличение коэффициента пульсации освещенности Кп снижает зрительную работоспособность человека, повышает утомляемость. Особенно это проявляется у учащихся, в первую очередь у школьников до 13–14 лет, когда зрительная система еще формируется.

К сожалению, на значительное несоответствие нормам во многих организациях не обращают внимания. И напрасно. Установлено, что реально повышенная пульсация освещенности оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему, причем в большей степени — непосредственно на нервные элементы коры головного мозга и фоторецепторные элементы сетчатки глаз.

Исследования, выполненные в Ивановском НИИ охраны труда, показали, что у человека снижается работоспособность: появляется напряжение в глазах, повышается усталость, труднее сосредотачиваться на сложной работе, ухудшается память, чаще возникает головная боль. Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины.

У тех, кто работает с экраном дисплея, зрительная работа является наиболее напряженной и существенным образом отличается от других видов работ. По данным Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР (РАН России) мозг пользователя ПЭВМ вынужден крайне отрицательно реагировать на два (и более) одновременных, но различных по частоте и некратных друг другу ритма световых раздражений. При этом на биоритмы мозга накладываются пульсации от изображений на экране дисплея и пульсации от осветительных установок.

Способы снижения коэффициента пульсации освещенности.

Основных способов три:

1.     подключение обычных светильников на разные фазы трехфазной сети (два или три осветительных прибора);

2.     питание двух ламп в светильнике со сдвигом (одну отстающим током, другую опережающим), для чего в светильник устанавливают компенсирующие ПРА;

3.     использование светильников, где лампы должны работать от переменного тока частотой 400 Гц и выше.

Практика показывает, что в настоящее время в большинстве помещений все ряды светильников подсоединяются к одной фазе сети, поэтому реализация такого технического приема как «расфазировка» светильников нередко затруднена. Поэтому часто наиболее реально осуществимыми являются следующие варианты:

-       демонтаж установленных ранее светильников, оснащенных электромагнитными ПРА, и установка на их место новых светильников, оснащенных электромагнитными ПРА (т.е. ЭПРА);

-       оставить действующие светильники (если они соответствуют требованиям п. 6.6, 6.7 и 6.10 СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03), демонтировать из них электромагнитные ПРА и установить на их место ЭПРА); на демонтаж ПРА монтаж ЭПРА в одном светильнике в среднем затрачивается 15 – 20 минут.

В настоящее время лидерами по внедрению светильников с ЭПРА являются Швеция, Швейцария, Австрия, Голландия, Германия, затем США и Япония. Полный переход всех организаций в мире в ближайшие 10–15 лет на такие светильники позволит существенно сократить потребление электроэнергии в мире, т.е. частично улучшить экологическую обстановку.

      1.4. Эксплуатация осветительных установок и контроль

Тщательный и регулярный уход за установками естественного и искусственного света имеет значение для создания рациональный условий освещения.

Ни одна осветительная установка, как это следует из многочисленных обследований, не может оставаться эффективной, если за ней не будет обеспечен регулярный и хороший уход. Старение ламп и связанное с этим снижение их светового потока, накопление пыли и грязи на отражающих и рассеивающих поверхностях светильников и лампах, а также постепенное ухудшение отражающих свойств поверхностей помещений и оборудования – все это способствует потере светового потока и постепенному уменьшению уровня освещенности.

Старение источников света является неизбежным, степень же загрязнения светильников и поверхностей помещений и оборудования может контролироваться, а при хорошо организованной эксплуатации последствия загрязнения могут быть сведены к минимуму.

Правильная организация эксплуатации осветительных установок должна предусматривать: тщательную приемку осветительных установок после окончания монтажных работ и после капитальных ремонтов, своевременную смену ламп и чистку светильников, планово-предупредительный осмотр и ремонт светильников и электрической сети.

Сохранность условий освещения, создаваемых осветительной установкой в процессе эксплуатации, зависит от ухода за ней и в значительной степени от своевременности замены источников света и содержания в чистоте осветительных приборов.

Самый простой и, сожалению, наиболее часто применяемый метод замены – это индивидуальный метод замены ламп, когда лампы заменяются по мере сгорания. Недостатком этого является длительное использование потерявших свою эффективность ламп и связанное с этим снижение освещенности, создаваемой осветительной установкой.

Очень важной, необходимой и трудоемкой частью работ по эксплуатации осветительных установок является периодическая очистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накопляющейся на них пыли и грязи.

Частота чистки светильников зависит от многих факторов и в первую очередь от среды освещаемого помещения. Так, светильники в цехах металлургического завода нуждаются в большей частоте обслуживания, чем установленные в коридоре больницы. Точно так светильники в шлифовальной мастерской должны чиститься чаще, чем светильники в зале заседания, расположенном в том же здании.

Для обеспечения нормальной работы осветительной установки за ней нужен постоянный надзор. Во время эксплуатации необходимо осуществлять предупредительные периодические осмотры, проверки и ремонты элементов осветительного оборудования. Сроки осмотров и ремонтов устанавливаются службой электрохозяйства предприятия в соответствии с правилами технической эксплуатации в зависимости от среды помещения, особенностей и назначения элементов осветительного оборудования.

Осмотру, ремонту и проверке подлежат светильники, групповые и магистральные щитки, провода, выключатели, переключатели, штепсельные розетки. Рекомендуемые сроки планово-предупредительных осмотров и ремонтов всех перечисленных элементов осветительной установки указаны в таблице 1.

Таблица 1.

Рекомендуемые сроки планово-предупредительных осмотров и ремонтов

Осмотром и проверкой светильников должны устанавливаться: наличие, целостность и надежность закрепления рассеивателей, защитных стекол, экранирующих решеток, отражателей, надежность электрических контактов, состояние изоляции зарядных проводов, должны устанавливаться и устраняться возникающие неисправности в светильниках с люминесцентными лампами, причиной которых могут быть лампы, стартеры, ПРА, ошибки в схеме и др.

В установках с большим количеством люминесцентных светильников проверку их для обнаружения причин повреждения желательно производить на стенде в ремонтном отделении мастерской.

Работы по осмотру, проверке и ремонту светильников должны быть приурочены ко времени их чистки. Обнаруженные неисправные или пришедшие в негодность части и детали светильников должны заменяться при ремонте аналогичными новыми. Это, естественно, касается только достаточно легко снимаемых частей светильников, таких, как патроны, рассеиватели, защитные стекла, экранирующие решетки, стартеры, ПРА, уплотняющие прокладки и др.
Если пришедшая в негодность часть светильника не может быть заменена, заменяется весь светильник.

К работам по ремонту светильников должны быть еще отнесены работы по восстановлению надежности контактных соединений и по замене зарядных проводов светильников с лампами накаливания и ДРЛ.

Глава 2. Влияние освещенности на производственную деятельность

       2.1. Влияние освещенности на физиологическое состояние человека.

Недостаточное освещение влияет на функционирование зрительного аппарата, то есть определяет зрительную работоспособность, на психику человека, его эмоциональное состояние, вызывает усталость центральной нервной системы, возникающей в результате прилагаемых усилий для опознания четких или сомнительных сигналов.

Установлено, что свет, помимо обеспечения зрительного восприятия, воздействует на нервную оптико-вегетативную систему, систему формирования иммунной защиты, рост и развитие организма и влияет на многие основные процессы жизнедеятельности, регулируя обмен веществ и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Сравнительная оценка естественного и искусственного освещения по его влиянию на работоспособность показывает преимущество естественного света.

Важно отметить, что не только уровень освещенности, а все аспекты качества освещения играют роль в предотвращении несчастных случаев. Можно упомянуть, что неравномерное освещение может создавать проблемы адаптации, снижая видимость. Работая при освещении плохого качества или низких уровней, люди могут ощущать усталость глаз и переутомление, что приводит к снижению работоспособности. В ряде случаев это может привести к головным болям. Причинами во многих случаях являются слишком низкие уровни освещенности, слепящее действие источников света и соотношение яркостей. Головные боли также могут быть вызваны пульсацией освещения. Таким образом, становится очевидно, что неправильное освещение представляет значительную угрозу для здоровья работников.