Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Техносферная безопасность»

С. О. Белинский

А. Б. Ширшов О. А. Шерстюченко

ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Екатеринбург Издательство УрГУПС

2011

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Техносферная безопасность»

С. О. Белинский А. Б. Ширшов

О. А. Шерстюченко

ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей и всех форм обучения

Екатеринбург Издательство УрГУПС

2011

УДК 658.345 Б43

Белинский, С. О.

Естественное и искусственное освещение: метод. указания к выполнению лабораторных работ / С. О. Белинский, А. Б. Ширшов, О. А. Шерстюченко. – Екатеринбург : Изд-во УрГУПС, 2011. – 50, [2] с.

Методические указания к выполнению лабораторных работ составлены в соответствии с программой курса«Безопасность жизнедеятельности».

Содержатся сведения об основных характеристиках светотехнических величин, устройстве и методике расчета естественного и искусственного освещения в производственных помещениях.

Могут быть использованы студентами всех специальностей, изучающих курс «Безопасность жизнедеятельности», «Охрана труда», «Производственная санитария».

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

Авторы: С. О. Белинский, доцент кафедры «Техносферная безопасность», канд. техн. наук, УрГУПС

А. Б. Ширшов, старший преподаватель кафедры «Техносферная безопасность», канд. техн. наук, УрГУПС

О. А. Шерстюченко, старший преподаватель кафедры «Техносферная безопасность», УрГУПС

Рецензент: О. Р. Ильясов, профессор кафедры «Техносферная безопасность», д-р биол. наук, УрГУПС

©Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лабораторная работа. Исследование естественного освещения
в производственных помещениях………………………………………	4
1. Общие сведения…………………………………………………………	4
1.1. Светотехнические понятия и величины………………………………	4

1.2.Естественное освещение, его характеристика и нормирование……. 6

1.3.Расчет естественного освещения……………………………............... 12

1.4.Порядок проведения работы………………………………………….. 28

1.4.1.Применяемые приборы……………………………………………... 28

1.4.2. Порядок проведения эксперимента и составления отчета..............	29
Выводы по работе………………………………………………………….	33
Контрольные вопросы……………………………………………...............	33
Приложение ………………………………………………………..............	34
Лабораторная работа. Эффективность и качество искусственного
освещения ....................................................................................................	38
Общие сведения…………………………………………………………….	38
Светотехнические характеристики……………………………….............	38
Искусственное освещение…………………………………………………	39
Источники искусственного освещения……………………………………	40
Нормирование искусственного освещения……………………………….	41
Коэффициент использования осветительной установки………………..	44
Порядок проведения работы…………………………………...................	45
Описание лабораторной установки……………………………………….	45
Требования безопасности при выполнении лабораторной работы…….	46
Порядок проведения лабораторной работы………………………………	47
Контрольные вопросы…………………………………………….............	50
Литература…………………………………………………………………..	50

3

Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Цель работы: ознакомление с устройством, принципами нормирования и методами расчета естественного освещения в производственных помещениях.

Задание

1.Определение фактического значения коэффициента естественного освещения в помещении лаборатории по экспериментальным данным.

2.Расчет величины коэффициента естественного освещения в соответст-

вии с СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.

1.Общие сведения

1.1. Светотехнические понятия и величины

Свет является одним из условий жизнедеятельности человека, играющим важную роль в сохранении здоровья и высокой работоспособности.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение сохраняет зрение работника, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, качества выпускаемой продукции и снижению травматизма.

В соответствии с[4] помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Свет – электромагнитные колебания с длиной волны380 – 770 Нм, которые воспринимаются глазом человека как световые ощущения.

Основными понятиями для характеристики света являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Световой поток – лучистая энергия, вызывающая световое ощущение (рис. 1). Единица измерения светового потока люмен (лм) – это световой поток от эталонного точечного источника в одну международную свечу, помещенный в вершине телесного угла в1 стерадиан (ср). Стерадиан – телесный угол, вызывающий на поверхности сферы площадь, равную квадрату радиуса.

4

Рис. 1. Схема единиц освещенности

Световой поток можно оценивать в пространстве или на поверхности.

В первом случае речь идет осиле света, т. е. пространственной плотности светового потока, во втором – об освещенности, т. е. поверхностной плотности светового потока. Единицей измерения пространственной плотности светового потока, т. е. силы света, является кандела (кд) или свеча (св) – сила света точечного источника, испускающего световой поток в1 лм, равномерно распределенный внутри телесного угла 1 ср.

Единицей измерения поверхностной плотности светового потока, т. е. освещенности, является люкс (лк) – уровень освещенности поверхности площадью в 1 м2, на которую падает, равномерно распределяясь, световой поток в

1 лм.

С точки зрения физиологии зрительного восприятия производственных объектов существенное значение имеет не падающий на поверхность световой поток, а та его часть, которая отражается от освещаемой поверхности в направлении глаза. С этой целью введено такое понятие, как яркость – величина светового потока, исходящего от освещаемой или светящейся поверхности в -на правлении глаза человека. Измеряют ее в канделах на 1 м2.

Определенные уровни яркости освещаемых предметов необходимы для зрительного восприятия потому, что существует нижний предел чувствительности глаза. Однако чрезмерная яркость, так называемая блескость, является нежелательной, так как вызывает слепимость, т. е. затрудненное видение.

Блескость – причина утомления глаз и снижения общей работоспособно-

сти.

Слепящее действие зависит не только от чрезмерной яркости, . е. блескости, но и от других световых условий, например контраста между деталью и фоном (различия яркостей между ними): чем он меньше, тем больше слепимость.

Яркость поверхности зависит не только от величины падающего на нас светового потока, но и от способности самой поверхности отражать его.

Эта характеристика поверхности материала называетсякоэффициентом отражения, величина которого равна отношению отраженного светового потока к падающему, выраженному в процентах.

5

1.2. Естественное освещение, его характеристика и нормирование

Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное.

Боковое естественное освещение – это естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.

Верхнее естественное освещение– естественное освещение помещения через фонари в покрытии здания, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания.

Комбинированное освещение – совокупность бокового и верхнего освещения.

Для количественной оценки производственного освещения используется такой показатель, как совокупность рабочей поверхности. Уровень наружной освещенности может резко меняться в зависимости от времени дня и -атмо сферных условий. Поэтому естественная освещенность внутри помещения, обусловленная природным светом, также изменяется в широком диапазоне. Это обстоятельство заставляет регламентировать в зданиях не абсолютные величины освещенности, а относительную величину, показывающую, во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи здания. Эту относительную величину, выраженную в процентах, называют коэффициентом естественной освещенности (КЕО).

КЕО (е, %) – отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба(непосредственным или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

КЕО определяют по формуле

е =

Е в

× 100 % ,

(1)

Е н

где е – величина КЕО, %; Ев – освещенность внутри помещения, лк;

Ен – освещенность снаружи здания, лк.

Естественное освещение регламентируется нормами СНиП23-05–95, в которых КЕО устанавливается в зависимости от минимального размера объекта различения в мм.

Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует различать в процессе работы.

В нормах предусматривается раздельное нормирование при боковом и верхнем (комбинированном) освещении. При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее уда-

6

ленной от световых проемов, а при двустороннем боковом освещении – в точке посередине помещения.

При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последняя точка принимаются на расстоянии1 м от поверхности стен.

Характерный разрез помещения – поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов. В характерный разрез помещения должны попадать участки с -наи большим количеством рабочих мест, а также точки рабочей зоны, наиболее удаленные от световых проемов.

В нормах, в пределах каждого разряда (I – V) зрительной работы, предусмотрено подразделение на подразряды: а, б, в, г в зависимости от характеристики фона и контраста объекта различения с фоном. Эти параметры учитываются при проектировании искусственного освещения и не влияют на определение КЕО при естественном освещении.

Освещенность естественным светом в производственных помещениях при одних и тех же архитектурно-планировочных решениях здания определяется уровнем наружного освещения. Уровень наружного освещения зависит от района расположения здания на территории страны и учитывается посредством введения поправочного коэффициента– коэффициента светового климата при расчете нормированного значения КЕОнорм.

Световой климат – совокупность условий естественного освещения в той или иной местности(освещенность и количество освещения на горизонтальной и различно ориентированных по сторонам горизонта вертикальных поверхностях, создаваемых рассеянным светом неба и прямым светом солнца, продолжительность солнечного сияния и альбедо подстилающей поверхности) за период более десяти лет.

Нормированное значение КЕО, еN – для зданий, располагаемых в различ-

ных районах страны, определяется по формуле
е N =ен ×mн ,	(2)

где N – номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 1; еН – значение КЕО по табл. 1 (приложение 1);

mН – значение светового климата по табл. 2.

7

Для подразряда норм от Iа до III в может приниматься один из наборов нормируемых показателей, приведенных для данного подразряда в гр. 7 – 11 табл. 1(приложение 1);

Нормы освещенности, приведенные в табл. 1(приложение 1), следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:

а) при работах I–IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;

б) повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет150 лк и менее(работа на дисковых пилах, гильотинных ножницах и т. п.);

в) специальных повышенных санитарных требованиях (на предприятиях пищевой и химико-фармацевтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения – 500 лк и менее;

г) работе или производственном обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения – 300 лк и менее;

д) отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения – 750 лк и менее;

е) наблюдении деталей, вращающихся со скоростью, равной или более 500 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью, равной или более 1,5 м/мин;

ж) постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м2 и более;

и) в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.

В помещениях, где выполняются работы IV – VI разрядов, нормы освещенности следует снижать на одну ступень при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания.

Наименьшие размеры объекта различения и соответствующие им разряды зрительной работы установлены при расположении объектов различения на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего.

При расстоянии от объекта различения до глаз работающего более 0,5 м разряд работ по таблице следует устанавливать с учетом углового размера объекта различения, определяемого отношением минимального размера объекта различения d к расстоянию от этого объекта до глаз работающего l.

8

Разряд зрительной работы	Пределы отношения d/l
I	менее 0,3·10-3
II	от 0,3·10-3 до 0,6·10-3
III	от 0,6·10-3 до 1·10-3
IV	от 1·10-3 до 2·10-3
V	от 2·10-3 до 10·10-3
VI	Свыше 10·10-3

Освещенность при работах со светящимися объектами размером0,5 мм и менее следует выбирать в соответствии с размером объекта различения и относить их к подрязряду «в».

Врайонах с температурой наиболее холодной пятидневки по СНиП

2.01.01минус 28°С и ниже нормированные значения КЕО при совмещенном освещении следует принимать по табл. 3.

Впомещениях, специально предназначенных для работы или производственного обучения подростков, нормированное значение КЕО повышается на один разряд по гр. 3 табл. 1(приложение 1); и должно быть не менее 1,0 %.

Коэффициент пульсации освещенности на рабочих поверхностях не должен превышать значений, указанных в табл. 1. (приложение 1).

Коэффициент пульсации не ограничивается для помещений с периодическим пребыванием людей при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта. В помещениях, где возможно возникновение стробоскопического эффекта, коэффициент пульсации освещенности должен быть менее 10 % за счет применения источников света со специальными устройствами питания (светодиоды постоянного тока, люминесцентные лампы с электронными пускорегулирующими устройствами), включения соседних разрядных источников света в три фазы питающего напряжения.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк. Создавать освещенность от общего освещения в системе комбинированного более1200 лк допускается только при наличии обоснований.

9

Таблица 1

Коэффициенты светового климата

			Коэффициент светового климата, m
		Ориентация
					Номер группы
Световые проемы		световых про-
		емов по сторо-		административных районов
		нам горизонта				по табл. 3
			1		2		3		4	5
В наружных стенах зданий		С	1		0,9		1,1		1,2	0,8
		СВ, СЗ	1		0,9		1,1		1,2	0,8
		З, В	1		0,9		1,1		1,1	0,8
		ЮВ, ЮЗ	1		0,85		1		1,1	0,8
		Ю	1		0,85		1		1,1	0,75
		С-Ю	1		0,9		1,1		1,2	0,75
В прямоугольных
		СВ-ЮЗ	1		0,9		1,2		1,2	0,7
и трапециевидных фона-
		ЮВ-СЗ
рях
		В-З	1		0,9		1,1		1,2	0,7
В фонарях типа «шед»		С	1		0,9		1,2		1,2	0,7
В зенитных фонарях		–	1		0,9		1,2		1,2	0,75

10

Таблица 2

Группы административных районов по ресурсам светового климата

Группа

Административный район

Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Республика Мордовия, Чувашская Республика,

1Удмуртская Республика, Республика Башкортостан, Республика Татарстан, Красноярский край (севернее 63° с. ш.), Республика Саха (Якутия) (севернее 63° с. ш.), Чукотский авт. округ, Хабаровский край (севернее 55° с. ш.)

Брянская, Курская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Республика Коми, Кабардино-Балкарская Республика, Рес-

2

публика Северная Осетия - Алания, Чеченская Республика, Республика Ингушетия, Ханты-Мансийский авт. округ, Республика Алтай, Красноярский край (южнее 63° с. ш.), Республика Саха (Якутия) (южнее 63° с. ш.), Республика Тыва, Республика Бурятия, Читинская область, Хабаровский край (южнее 55° с. ш.), Магаданская область, Сахалинская область

Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Иванов-

3ская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Республика Карелия, Ямало-Ненецкий авт. округ, Ненецкий автон. округ

4Архангельская, Мурманская области

Республика Калмыкия, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский

5край, Республика Дагестан, Амурская область, Приморский край, Краснодарский край

Полученные по формуле (2) значения следует округлять до сотых долей. Для производственных помещений, в которых выполняются работыI–

III разрядов, следует предусматривать совмещенное освещение.

Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Нормируемые значения КЕО для производственных помещений должны приниматься как для совмещенного освещения по таблице 1(приложение 1).

Допускается снижать нормируемые значения КЕО и принимать их в -со ответствии с табл. 3:

а) в районах с температурой наиболее холодной пятидневки по СНиП2301 минус 28 °C и ниже;

б) в помещениях с боковым освещением, глубина которых по условиям технологии или выбору рациональных объемно-планировочных решений не позволяет обеспечить нормируемое значение КЕО, указанное в табл. 1 (приложение 1) для совмещенного освещения;

в) в помещениях, в которых выполняются работы I – III разрядов.

11