2. Виды и системы освещения

По видам производственного освещения различают:

1. естественное освещение

2. искусственное освещение

3. совмещенное освещение

Естественное освещение делится на 1) боковое, 2) верхнее, 3) комбинированное.

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

При общем равномерном освещении распределение светового потока осуществляется без учета расположения оборудования.

При общем локализованном учитывает расположение оборудования.

Комбинированное освещение сочетает местное и общее освещение. Только местное освещение не применяется за исключением специальных оговоренных случаев.

3. Нормирование производственного освещения. Основные требования

к производственному освещению.

В основу нормирования производственного освещения положены вид (разряд) зрительной работы, контраст объекта и фона, яркость фона, вид и система освещения (естественное, искусственное, общее, комбинированное).

В одной из предыдущих лекций мы рассмотрели зрительный анализатор и уже знаем, что зрительную функцию характеризует световая, контрастная, цветовая чувствительность и острота зрения. Для зрительного анализатора многообразие окружающего мира представлено различием предметов, объектов, характеризующихся размером, яркостью, контрастом с фоном и удаленностью от глаз.

Чем меньше размер объекта и контраст его с фоном и чем ближе его необходимо рассматривать, тем он труднее воспринимается глазом.

Таким образом для нормальной работы ЗА воспринимаемые объекты должны быть: 1) не менее определенного размера; иметь 2) контраст с фоном не менее определенной величины и 3) освещенность при этом должна быть достаточной. Здесь мы видим явную зависимость между видимым характером зрительной работы и функциональным состоянием ЗА.

Отсюда нормирование производственного освещения определяется взаимоотношением упомянутой выше триады «видимое излучение» - «зрительный анализатор» - «зрительная работа».

В соответствии с этим все зрительные работы можно разделить на 3 основных вида.

1. ЗР , при выполнении которых не требуется использование оптических приборов (самая многочисленная группа (см. рис. а)

Триада Свет - ЗР - Глаз 1 - освещенность; 2 - яркость

2. ЗР с использованием оптических приборов (рис. б).

3. ЗР, связанные с восприятием информации с экрана (рис. в), предъявляющие особые требования к освещению, а также к объекту восприятия (информация на экране), который в то же время является источником света.

Зрительные работы, выполняемые без оптических приборов

1. При нормировании искусственного освещения для зрительных работ 1-го вида нормируемым параметром является освещенность Елк, Е =  (объект различия, фон; контраст).

Освещенность должна соответствовать характеру работы, определяющемуся 3-мя параметрами:

а) объект различения - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различать в процессе работы; при работе с приборами - толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах - толщина самой тонкой линии на чертеже.

б) фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения. Характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности  = 0,02  0,95

  0,4 - светлый фон

0,2    0,4 - средний

  0,2 - темный

в) Контраст объекта с фоном К - СНиП-95

В зависимости от размера объекта различения ЗР делятся в соответствии со СНиП П-4-79 на 8 разрядов в зависимости от размера объекта различения (I - наивысшей точности, II - очень высокой точности, III - высокой точности и т.п.), причем разряды с I по V разбиваются на 4 подразряда (а, б, в, г) в зависимости от контраста детали различения с фоном и коэффициента отражения фона. Для каждого подразряда установлены определенные значения освещенности, понижающиеся по мере увеличения размера объекта различения, увеличения контраста с фоном, увеличения коэффициента отражения фона.

Помимо требования соответствия освещенности разряду зрительной работы, фону и контрасту к производственному освещению предъявляются следующие требования:

1. Необходимо достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства. (Чтобы избежать частой переадаптации глаза). Для этого - комбинированное освещение, светлая окраска потолка и стен.

2. Отсутствие резких теней на рабочей поверхности (переадаптация, искажение размеров и формы предметов, движения тени могут приводить к травмам). Для этого - светильники со светорасширяющими, молочными стеклами. На окнах - солнцезащитные устройства, жалюзи, козырьки.

3. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отражающая блескость, которая приводит к ухудшению видимости. Показатель ослепленности

Р = (

не должны превышать 20  80 ед. (в зависимости от разряда ЗР).

4. Освещенность должна быть постоянна по времени (Е = const).

Колебания освещенности характерны для люминесцентных ламп. Они связаны с изменением напряжения в цепи и вызывают переадаптацию глаза и утомление. Постоянство освещенности достигается:

а) стабилизацией питающего напряжения

б) жестким креплением светильников

в) специальными схемами включения (газоразрядных ламп).

Допустимые коэффициенты пульсаций для газоразрядных ламп Кп1020% (в зависимости от разряда ЗР).

Пример: снижение Кп с 55% до 5% при трехфазном включении приводит к повышению производительности труда на 15%.

5. Оптимальная направленность светового потока (возможность рассмотреть внутренние поверхности деталей, рельеф поверхности и т.д.).

6. Необходимый спектральный состав света - для правильной цветопередачи, иногда - для усиления цветных контрастов. 

 естественное освещение и искусственные источники со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

Для создания цветовых контрастов - монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

7. Все элементы осветительных установок (светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети) должны быть долговечными, электробезопасными, пожаро- и взрывобезопасными.

С этой целью: зануление или заземление, ограничение напряжения для питания местных и переносных светильников (до 42В и ниже), выбор оборудования, защита элементов светильных сетей от механических повреждений при эксплуатации. Кроме того Q_изб min;

Шум  min.

8. Простота, эстетика.

Нормирование естественного освещения. Для нормирования естественного освещения пользоваться количественной величиной нельзя, ведь естественное освещение характеризуется тем, что освещенность, создаваемая естественным освещением изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года, метеорологических факторов: облачности, отражающих свойств земного покрова.

В качестве нормируемой величины для естественного освещения принимается относительная величина - коэффициент естественного освещения

КЕО = ,

где Е вн., Е нар. - соответственно освещенности внутри здания и снаружи. (Енар. - наружная горизонтальная освещенность, создаваемая светом полностью открытого небосвода).

При боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО, при верхнем и комбинированном - среднее ( оно не должно быть меньше нормированного при боковом освещении для аналогичной зрительной работы).

Для каждого производственного помещения строится кривая значений КЕО в характерном сечении (поперечный разрез посередине помещения перпендикулярно плоскости световых проемов), которая характеризует светотехнические качества помещения.

Кроме количественного показателя КЕО нормируют качественную характеристику - неравномерность естественного освещения

В многопролетных зданиях в северных широтах, для помещений, где требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (участки прецизионных металлообрабатывающих станков и т.п.), для выполнения работ I и II разрядов (наивысшей и очень высокой точности) допускается

совмещенное освещение (при этом КЕО может несколько снижаться, но не ниже нормативов, а общее искусственное освещение обеспечивается газоразрядными лампами, а величина нормы освещенности должна повышаться на 1 ступень.

При отсутствии или недостаточном естественном освещении КЕО  0,1% при боковом и КЕО  0,3 при верхнем и комбинированном) должны предусматриваться установки зрительного (ультрафиолетового профилактического облучения) для компенсации солнечной недостаточности. (Для нормализации обмена веществ, дыхательных процессов, кровообращения и др.).

Максимальное зрительное воздействие - изменяется с  =297 м^-9. ЭР - единица зрительного потока = МЭР миллиэр) = действие на кожу человека. 1 Вт измеряется с  = 297 мм.

Рекомендуется кроме этого Бактерицидные лампы  = 254 нм

Величина максимального облучения при 8 часовом облучении БЛ - 5 мб/м², М - миллибайт - 1 Вт с  = 254 нм.

3.2. Требования к освещению при работе

с видеодисплейными терминалами (ВДТ)

Работа с ВДТ относится к 3-му виду зрительной работы (восприятие информации с экрана). Особенностью считывания информации с дисплея является, прежде всего, его самосветимость, т.е. здесь источник света и объект различения совмещены.

Зрительные работы, выполняемые на ВДТ, трудно свести к какому-либо одному разряду. Информация на экране может быть как буквенно-цифровой, так и графической. Считывания алфавитно-цифровой информации относится к II разряду зрительной работы (очень высокой точности). Работа с графикой, например, раскрой ткани в швейной промышленности с помощью компьютерных программ отнесена к IV разряду (точные работы). Но здесь надо учесть, что характер самой графической информации может быть различным (конструкторские работы с помощью графических пакетов, геоинформационные технологии и т.п.), а размер объекта различения варьироваться вплоть до одного пиксела. С повышением же разряда точности зрительных работ уровень напряжения зрительного аппарата возрастает более чем в линейной степени. Кроме того, особо напряженный характер ЗР при использовании ВДТ связан со следующими ее особенностями.

1. Обычно оператор работает одновременно с документацией на бумажном носителе и с информацией на экране. Поверхность дисплея вертикальна, либо отклонена от вертикали на небольшой угол. Линия зрения оператора при работе с экраном расположена, по крайней мере, на 20  выше, чем при работе с документацией на бумаге, лежащей на горизонтальной поверхности. Поэтому велика вероятность появления прямой блесткости от светильников и окон.

2. Любой уровень освещенности экрана уменьшает контраст между изображением (текст, графика) и фоном, т.к. яркость темных участков увеличивается сильнее, чем яркость светлых участков.

3. Экран ВДТ искривлен и часто имеет высокий коэффициент отражения. Экран играет роль зеркала, вызывая отраженную блесткость, т.к. свет от ярких объектов, расположенных за оператором и над ним, отражается от экрана и попадает оператору в глаза. Эти отражения уменьшают контраст дисплея и могут частично или полностью затемнять часть информации на экране.

Все это приводит к сильному напряжению и утомлению ЗА при работе с ВДТ. Наряду с костно-мышечным дискомфортом перенапряжение ЗА считается основным вредным фактором при работе с ВДТ.

Для обеспечения комфортных условий зрительной работы желательно свести к минимуму освещенность экрана внешними источниками. Однако при этом нарушаются условия работы с документацией на бумаге. Таким образом здесь нужен определенный компромисс. Так для работы с ВДТ без использования информации, записанной на бумаге рекомендуется освещенность в пределах 150  400 лк, а при использовании информации на бумаге - 400550 лк.

Увеличение общего уровня освещенности выше 550 лк может существенно уменьшить контраст дисплея, что вызовет дополнительное напряжение зрения. Однако, если контрастность документа мала, освещенность 550 лк может оказаться недостаточной для считывания информации с бумажного носителя. В этом случае рекомендуется дополнительное местное освещение рабочей зоны (свет направляется на документ), но при этом уровень дополнительной освещенности не должен превышать действительно необходимой величины).

Устранить прямую блесткость от люминесцентного освещения можно с помощью специальных экранирующих решеток и других специальных средств. Возможно также использование светильников с регулируемым положением.

Чтобы избежать прямой и отраженной блесткости от дневного света рабочие места с ВДТ следует располагать так, чтобы плоскость экрана была перпендикулярна плоскости окон, а также использовать дополнительную корректирующую ориентировку ВДТ. Желательно, чтобы в помещении с ВДТ были шторы, портьеры, жалюзи, стены имели матовую окраску.

Часто в реальных условиях оказывается невозможным применение указанных способов, поэтому в качестве борьбы с блесткостью можно использовать и такие приемы, как:

- поворот дисплея для исключения бликов на экране;

- использование ВДТ с противоотражающим покрытием, противоблесковым светофильтром;

- использование пузырьков и ширм, защищающих экран от внешних источников света.