17) Производственное освещение. Классификация и основные параметры. Нормирование.

Производственное освещение - это такая система естественно­го и искусственного освещения, которая позволяет работающим нормально осуществлять определенный технологический процесс.

В производственных условиях используется три вида освещения: естественное(источником света является солнце), искусственное (за счет искусственных источников света) и совмещенное (одновременное сочетание естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение создается природными источниками света – прямыми солнечными лучами и диффузным светом небосвода (от солнечных лучей рассеянных атмосферой), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Освещенность, создаваемая естественным дневным светом, изменяется в чрезвычайно широких пределах, что обусловлено временем дня, сезоном года, наличием облачности или осадков, а также географическим расположением местности.

Поэтому естественное освещение нельзя характеризовать абсолютной величиной освещенности. Основным показателем освещенности является коэффициент естественной освещенности.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке внутри помещения естественным светом небосвода, к одновременно измеренному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода и выражается в процентах:

КЕО = (ЕВН / ЕНАР )100% .

(8.9)

где Е_ВН и Е_НАР - соответственно естественная освещенность внутри помещения и снаружи здания.

Для создания естественной освещенности в зданиях служат окна, а также световые проемы и фонари на крыше.

Естественное освещение подразделяется на:

- боковое – естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах (одно- и двухстороннее);

- верхнее – естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;

- комбинированное – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Искусственное освещение– освещение помещения только источниками искусственного света.

Искусственное освещение может быть двух систем:

– общее освещение, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение);

– комбинированное освещение, когда к общему добавляется местное освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах;

Совмещенное освещение применяется в том случае, когда только естественное освещение не может обеспечить необходимые условия для выполнения производственных операций и дополняется искусственным освещением.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормальной работы в производственных помещениях, в местах производства работ, на территории предприятий и обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения).

Аварийное освещение предусматривается на случай нарушения питания основного (рабочего) освещения и подключается к источнику питания, не зависимому от источника питания рабочего освещения. Аварийное освещение разделяется на эвакуационное и резервное.

Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей из производственных помещений при авариях и отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение подразделяется на: освещение путей эвакуации, эвакуационное освещение зон повышенной опасности и эвакуационное освещение больших площадей (антипаническое освещение).

Освещение путей эвакуации должно обеспечивать 50% нормируемой освещенности через 5 с после нарушения питания рабочего освещения, а 100% нормируемой освещенности - через 10 с. Эвакуационное освещение зон повышенной опасности следует предусматривать для безопасного завершения потенциально опасного процесса или ситуации.

Минимальная освещенность эвакуационного освещения зон повышенной опасности должна составлять 10% нормируемой освещенности для общего рабочего освещения, но не менее 15 лк. Эвакуационное освещение зон повышенной опасности должно обеспечивать 100%-ную нормируемую освещенность через 0,5 с после нарушения питания рабочего освещения.

Эвакуационное освещение больших площадей (антипаническое освещение) предусматривается в больших помещениях площадью более 60 м  и направлено на предотвращение паники и обеспечение условий для безопасного подхода к путям эвакуации.

Минимальная продолжительность работы эвакуационного освещения больших площадей должна быть не менее 1 ч. Освещение должно обеспечивать 50% нормируемой освещенности через 5 с после нарушения питания рабочего освещения, а 100% нормируемой освещенности - через 10 с.

Минимальная освещенность эвакуационного освещения больших площадей должна быть не менее 0,5 лк на всей свободной площади пола, за исключением полосы 0,5 м по периметру помещения.

Резервное освещение -это вид аварийного освещения для продолжения работы в случае отключения рабочего освещения. Резервное освещение следует предусматривать, если по условиям технологического процесса или ситуации требуется нормальное продолжение работы при нарушении питания рабочего освещения, а также если связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: гибель, травмирование или отравление людей; взрыв, пожар, длительное нарушение технологического процесса; утечку токсических и радиоактивных веществ в окружающую среду. Освещенность от резервного освещения должна составлять не менее 30% нормируемой освещенности для общего рабочего освещения.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Наименьшая освещенность 0,5 лк.

Дежурное освещение- освещение в нерабочее время.

Сигнальное освещение применяется для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности либо на безопасный путь эвакуации.

Бактерицидное облучение(освещение) создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи длиной волны 254 – 257 нм.

Эритемное облучение создается в помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с длиной волны 297 нм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма.

Нормирование освещения

Естественное и искусственное освещение нормируется СНБ 2.04.05-98 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона и контраста объекта с фоном.

Для естественного освещения нормируется коэффициент естественной освещенности - освещенность внутри помещения, отнесеная к освещению наружного и выражен в %.

Причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного – среднее значение.

Нормированной характеристикой для искусственного освещения является минимальная освещённость на рабочем месте Е_min (люкс).

Оценивается непосредственно по величине освещенности рабочей поверхности (Е, лк).

Освещенность раб поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного освещения, должна составлять не менее 10% нормир для комбин освещения.

Освещение характеризуется:

Количественные характеристики:

Световой поток – Ф, лм (люмены)

Поток лучистой энергии оцениваемый по зрительному ощущению. Характеризует мощность светового излучения. Основана на зрительном восприятии.

Сила света - J, кд (кандела)

Так как световой поток распространяется в пространстве не равномерно, вводится понятие силы света. J – пространственная плотность светового потока; W - телесный угол

Освещённость –это поверхностная плотность светового потока, Е, лк (люкс).

S – освещаемая площадь.

Яркость – это поверхностная плотность силы света, L, кд/м².

Коэффициент отражения - r

Блёскость – повышенная яркость. (L).

30000 кд/м² – слепящая яркость. 40 кд/м² – лист белой бумаги.))

Производственное освещение бывает:

Основные требования к производственному освещению.

1.Освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы.

2.Равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней.

3.Величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока).

4.Оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав.

5.Все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, электробезопасны.

К ним относятся следующие: 1. Световой поток (Ф). Часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет, называется световым потоком, обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм). С физической точки зрения световой поток – это мощность видимого излучения, то есть световая энергия, излучаемая по всем направлениям за единицу времени. Но так как измерение светового потока основывается на зрительном восприятии, то световой поток – величина не только физическая, но и физиологическая. 2. Сила света (I). Пространственную плотность светового потока называют силой света и измеряют в канделах (кд). Она характеризует неравномерность распространения светового потока в пространстве. 3. Освещенность (Е). Освещенность характеризует поверхностную плотность. Освещенностью поверхности называется величина, измеряемая отношением светового потока Ф, падающего на поверхность, к площади поверхности S. Освещенность измеряется в люксах (лк). Е Ф S  , 137 4. Яркость (L). Яркость используется для характеристики протяженного источника света, обладающего светящейся поверхностью. Яркость протяженного источника света определяется отношением силы света в данное направление к поверхности источника, видимой по этому направлению. , cos I L S   где α – угол между нормалью к светящейся поверхности и глазом наблюдателя. Яркость измеряется в кд/м2 . Например, лист белой бумаги, освещенной настольной лампой мощностью 60 Вт, имеет яркость равной 30–40 кд/м2 . Рассмотренные светотехнические величины относятся к количественным показателям производственного освещения. 6.3.2. Виды производственного освещения Различают следующее виды производственного освещения: естественное, искусственное и совмещенное. Естественное освещение осуществляется за счет прямого и отраженного света солнца. С физиологической точки зрения, естественное освещение наиболее благоприятно для человека. Естественное освещение в течение дня меняется в достаточно широких пределах в зависимости от состояния атмосферы (облачность). Различают боковое естественное освещение – через световые проемы (окна) в наружных стенах, и верхнее естественное освещение, при котором световой поток поступает через световые проемы, расположенные в верхней части (крыше) здания (аэрационные и зенитные фонари и т. д.). Если используется оба вида освещения, то оно называется комбинированным. Естественное освещение характеризуется изменяющейся освещенностью на рабочих местах в течение суток года, которое обусловливается световым климатом. Поэтому данное освещение нормируется по «коэффициенту естественной освещенности» (КЕО) или (е) естественного освещения. Коэффициент естественной освещенности рассчитывается таким образом: 0 ЕКО 100 %, Е Е  где Е – освещенность (измеренная) на рабочем месте, лк; Е0 – освещенность на улице (при среднем состоянии облачности), лк. Величины КЕО для различных помещений находятся в пределах 0,1–12 %. Эти количественные показатели характеризуют условия труда работающих. Их величину заносят в санитарно-технические паспорта производственных объектов (цехов, лабораторий, гаражей и других помещений). Величину освещенности на рабочем месте определяют с помощью прибора люксметра. В отечественной практике наиболее часто применяют люксметры марок Ю-16, Ю-116, Ю-117 (рис. 60). Эти приборы измеряют фототок, возникающий в цепи селенового фотоэлемента и соединенного с ним измерительного прибора под влиянием падающего на чувствительный слой светового потока. Прибор градуирован в люксах. Искусственное освещение осуществляется светильниками и прожекторами. Оно может быть общим, местным или комбинированным. Общее предназначено для освещения всего производственного помещения. 138 Рис. 60. Прибор люксметр-116 Местное при необходимости дополняет общее и концентрирует дополнительный световой поток на рабочих местах. Сочетание местного и общего освещения называют комбинированным. Если в светлое время суток уровень естественного освещения не соответствует нормам, то его дополняют искусственным. Такой вид освещения называют совмещенным. В производственных условиях для характеристики искусственного освещения используется показатель «освещенность» (Е). По функциональному назначению различают следующие виды искусственного освещения: рабочее (обязательное), аварийное (не менее 2 лк), охранное (не менее 0,5 лк) и дежурное. Основное требование к аварийному освещению – независимый источник питания: аккумуляторная батарея, резервный дизель-генератор, ЛЭП от другой подстанции. Аварийное освещение устраивается в помещениях и на открытых пространствах. Охранное освещение предусматривается вдоль границ, охраняемых в ночное время, для освещения территорий, для предупреждения авиационных аварийных ситуаций с высокими объектами (буровых вышек и мачт, ретрансляторов, высоких опор линий электропередач и т. д.). 6.3.3. Нормирование освещенности Нормирование освещенности производится в соответствии с межотраслевыми нормами и правилами СНиП 23-05-95. В нормах регламентируется ряд требований к качеству освещения: равномерное распределение яркости и отсутствие резких теней; в поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость; освещенность должна быть постоянной во времени; оптимальная направленность светового потока; освещенность должна иметь спектр, близкий к естественному. СНиП 23-05-95 устанавливает минимальные (нормативные) показатели освещенности в наименее освещенных точках рабочих поверхностей. В соответствии с нормативным документом (СНиП 23-05-95) в зависимости от степени зрительного напряжения, все работы делятся на восемь разрядов (1–VШ) и четыре подразряда (а, б, в, г). Для определения величины нормированного естественного и искусственного освещения по табл. 1 СНиПа необходимо выбрать наименьший размер объекта различения, а также характеристику фона и контраст объекта с фоном. Предположим, выполняется работа средней точности. Работа средней точности характеризуется 139 тем, что размер наименьшего объекта различения лежит в пределах от 0,5 до 1 мм. Условимся, что в процессе зрительной работы фон и контраст объекта с фоном средний. По этим данным можно определить разряд и подразряд зрительной работы (1Vв), а также нормированные величины освещения. При искусственном освещении величина комбинированной освещенности должна составлять 400 лк, а общей – 200 лк. Соответственно, величина КЕО при верхнем или комбинированном естественном освещении должна быть равна 4 %, а при боковом – 1,5 %. Аналогичные характеристики при совмещенном освещении составят 2,4 и 0,9 %. Для определения норм освещенности для некоторых производственных помещений можно воспользоваться табл. 2 СНиПа, фрагмент которой приведен в табл. 29. Необходимо задать в данном случае характеристику помещения. Предположим, нас интересует норма освещенности в учебной аудитории вуза. По табл. 2 СниПа 23-05-95 (табл. 29) находим, что освещенность доски в аудитории при искусственном освещении должна составлять 500 лк, а освещенность на рабочих столах и партах, расположенных на высоте 0.8 м от уровня пола, – 300 лк. Соответственно, величина КЕО должна составлять 1,5 % при боковом освещении и 4 % – при верхнем или комбинированном освещении. Освещение помещений считается достаточным, если выполняются условия: для естественного освещения е ≥ ен, для искусственного освещения Е ≥ Ен. Определив по СНиП 23-05-95 нормативную величину освещенности в помещении при использовании электрических источников света, необходимо рассчитать общую мощность электрической осветительной установки.