7.5. Ультразвук

Ультразвук – механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую физическую природу со слышимыми звуками, но частоту, превышающую верхний порог слышимости (свыше 20 кГц).

Источниками ультразвуковых колебаний являются генераторы, применяемые в системах очистки газов и отливок, обработки жидких расплавов в литейных цехах. Возникают при плазменной и диффузионной сварке, резке металлов.

Действие ультразвука на человека зависит от интенсивности и частоты колебаний. Может приводить к нарушениям нервной системы, головным болям, изменениям давления, состава и свойств крови, потере слуховой чувствительности. При контактном воздействии дополнительно нарушается капиллярное кровообращение.

Колебания с частотой ниже 100 кГц передаются воздушным и контактным путем, высокочастотный ультразвук оказывает только контактное действие.

Нормируются уровни звукового давления в третьоктавных полосах частот.

Для защиты от ультразвука применяют методы звукоизоляции (экраны, кабины, кожухи с облицовкой резиной или поролоном). Контактное действие ультразвука устраняется при механизации и автоматизации пайки и обезжиривания деталей. В качестве средств индивидуальной защиты используют двойные перчатки (х/б и резина), отражающие ультразвуковые колебания слоем воздуха.

8. Производственное освещение

Производственное освещение – это система естественного и искусственного освещения, которая позволяет нормально осуществлять технологический процесс.

Правильно спроектированное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работников, способствует повышению эффективности и безопасности труда. Из-за недостаточной освещенности происходит 20 % несчастных случаев на производстве. Рациональное искусственное освещение увеличивает производительность труда до 13 %, брак снижается до 25 %.

Увеличение освещенности от 30 до 300 люкс дает существенный рост производительности труда. Повышение освещенности свыше 1000 лк может вызывать утомление глаз, а дальнейший рост производительности труда при этом не наблюдается.

8.1 Основные светотехнические характеристики

Световой поток Ф – это энергия световых электромагнитных волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока, численно равная световому потоку, излучаемому точечным источником света в телесный единичный угол  (стер):

.

Единица силы света I – кандела (кд).

Освещенность Е в люксах (лк) – поверхностная плотность светового потока. Характеризуется световым потоком, приходящимся на единицу площади освещаемой поверхности S (м²):

.

Характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности в процентах: отношение освещенности Е_вн в данной точке помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е_нар, создаваемой светом всего небосвода:

Яркость В (кд/м²) характеризует излучение площади проекции светящейся поверхности S_пов в данном направлении :

где I_ – сила света светящейся поверхности в направлении , кд;

 – угол между нормалью к элементу поверхности и направлением наблюдателя, градус.

Коэффициент отражения поверхности  характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:

где Ф_отр и Ф_пад – соответственно отраженный и падающий на поверхность световой поток, лм.

При  > 0,4 – поверхность светлая; при  = 0,4…0,2 – поверхность средняя; если  < 0,2 – темная поверхность.

Световая отдача источника света  (лм/Вт) определяется отношением светового потока Ф (лм) источника к его мощности Р (Вт):

К основным качественным показателям освещения относят: спектральный состав света, фон (поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения), контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности.

Коэффициент пульсации освещения К_п, % – критерий оценки относительной величины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током:

,

где Е_max и Е_min – максимальная и минимальная освещенность за период ее колебания, лк;

Е_ср – средняя освещенность за тот же период, лк.

Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона:

где В_о и В_Ф – соответственно яркость объекта и фона, кд/м².

Если объект различения сильно выделяется на фоне, контраст большой (К > 0,5); если различие яркостей заметно (К = 0,2…0,5) – контраст средний; при малом отличии по яркости (К < 0,2) – контраст малый.

Одной из светотехнических характеристик светильников является коэффициент полезного действия светильника _св, характеризующий потерю части светового потока в отражателе (рассеивателе):

где Ф_св – световой поток, вышедший из светильника, лм;

Ф_л – световой поток лампы, лм.

Если в светильнике несколько ламп, то световой поток Ф_л определяется как сумма потока всех ламп, установленных в светильнике.

8.2 Естественное освещение

Коэффициент естественной освещенности (КЕО, %) нормируют с учетом характера зрительной работы по величине наименьшего размера объекта различения; системы естественного освещения и коэффициента светового климата для конкретной местности:

11(18)

где e_H – табличное значение КЕО, % с учетом разряда зрительных работ и системы освещения (таблица 1);

m_N – коэффициент светового климата, учитывающий место расположения объекта и ориентацию окон по сторонам света (таблица 2);

N – номер группы административного района России по ресурсам светового климата (таблица 1).

Системы естественного освещения подразделяют на боковое (одно- и двухстороннее); верхнее, когда свет проникает в помещение через световой проем в верхнем перекрытии здания (световые или зенитные фонари) и комбинированное (сочетание бокового и верхнего).

В небольших помещениях при одностороннем естественном боковом освещении нормируется минимальный КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двухстороннем освещении – в точке посередине помещения. Характерный разрез – поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления оконных проемов.

В крупногабаритных помещения при боковом освещении минимальный КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов и расположенной на высоте 1,5Н для I – IУ разрядов; 2Н для У – УII разрядов и 3Н – для УIII разряда, где Н – высота помещения.

При верхнем и комбинированном освещении нормируется средний КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последние точки принимаются на расстоянии 1м от поверхности стен.

8.3 Искусственное освещение

При искусственном освещении нормируется минимальная освещенность, то есть освещенность в наименее освещенной точке рабочей поверхности; яркость рабочей поверхности; коэффициент пульсации освещенности и показатель ослепленности.

Нормы освещенности установлены с учетом разряда зрительных работ, который определяется по величине наименьшего размера объекта различения и подразряда зрительных работ (а, б, в, г). Подразряд выбирают в зависимости от контраста объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристики фона (светлый, средний, темный), а также системы освещения (общая или комбинированная).

Различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное. При системе общего освещения светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное) или применительно к расположению оборудования (локализованное).

Комбинированное освещение – совокупность общего и местного освещения. Местное освещение устанавливается непосредственно на рабочих местах, где выполняются точные зрительные работы.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного, но не менее 200 лк при разрядных лампах и не менее 75 лк при лампах накаливания.

Максимальное значение яркости устанавливается СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от площади освещаемой рабочей поверхности. Если площадь рабочей поверхности S меньше 10^-4 м² допустимо значение В_max = 2000 кд/м², если S > 110^-1, то В_max = 500 кд/м².

Коэффициент пульсации К_п для I…III разрядов зрительных работ не должен превышать 10%.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на виды:

1. рабочее;

2. аварийное:

а) аварийное безопасности (по нормам не менее 2х лк); б) авар. эвакуационное (не менее 0,5лк);

3. охранное: вдоль границ охраняемых территорий (не менее 0,5лк);

4. дежурное: вне рабочего времени, не нормируется.

Контроль освещенности проводится не реже 1р в год, и после замены перегоревших ламп, чистки светильников и т. д.