Методы расчета естественного и искусственного освещения

Р Е Ф Е Р А Т

На тему:

«Методы расчета естественного и искусственного освещения»







Оглавление



	1. Введение

		2. Организация условий труда на рабочем месте. Условия труда

		3. Создание оптимальных условий труда на рабочем месте

		4. Производственное освещение. Основные понятия и гигеенические требования к производственному помещению

		5. Параметры освещения

		6. Виды освещения

		7. Источники освещения

		8. Нормирование освещения

		9. Основные требования к производственному освещению

		10. Основы расчета освещения

		11. Эксплуатация осветительных установок и контроль

		12. Требования к организации рабочего места с точки зрения эргономики. Обеспечение нормального микроклимата и воздушной среды на производстве

		13. Нормализация зрительных условий труда

		14. Системы производственного освещения и требования к ним

	15. Искусственное освещение

	16. Естественное освещение

	17. Цветовое оформление оборудования и производственного помещения

	Литература



ВВЕДЕНИЕ



Охрана труда представляет собой систему законодательных актов, социально - экономических, организационных, технических и лечебно – профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Охрана труда выявляет и изучает возможные причины производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров и разрабатывает систему мероприятий и требований с целью устранения этих причин и создания, безопасных и благоприятных для человека условий труда.

С вопросами охраны труда неразрывно связанно и решение вопросов охраны природы.

Сложность стоящих перед охраной труда задач требует использования достижений и выводов многих научных дисциплин, прямо или косвенно связанных с задачами создания здоровых и безопасных условий труда.

Так как главным объектом охраны труда является человек в процессе труда, то при разработке требований производственной санитарии используются результаты исследований ряда медицинских и биологических дисциплин.

Особо тесная связь существует между охраной труда, научной организацией труда, эргономикой, инженерной психологией и технической эстетикой.

Успех в решении проблем охраны труда в большой степени зависит от качества подготовки специалистов в этой области, от их умения принимать правильные решения в сложных и изменчивых условиях современного производства.



ОРГАНИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

УСЛОВИЯ ТРУДА



Под условиями труда понимается совокупность фактов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.

Исследования условий труда показали, что факторами производственной среды в процессе труда являются: санитарно - гигиеническая обстановка, психофизиологические элементы, эстетические элементы, социально - психологические элементы.

Из вышеперечисленного следует, что производственная среда, создающая здоровые и работоспособные условия труда, главным образом обеспечивается выбором технологического процесса, материалов и оборудования; распределением нагрузки между человеком и оборудованием; режимом труда и отдыха, эстетической организацией среды и профессиональным отбором работающих.



СОЗДАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

Организация и улучшение условий труда на рабочем месте является одним из важнейших резервов производительности труда и экономической эффективности производства, а также дальнейшего развития самого работающего человека. В этом главное проявление социального и экономического значения организации и улучшения условий труда.

Для поддержания длительной работоспособности человека большое значение имеет режим труда и отдыха. Под рациональным физиологически обоснованным режимом труда и отдыха подразумевается такое чередование периодов работы с периодом отдыха, при котором достигается высокая эффективность общественно- полезной деятельности человека, хорошее состояние здоровья, высокий уровень работоспособности и производительности труда.





После установления нормального производственного процесса сменный режим труда и отдыха рабочих становится фактором ритмизации труда, эффективным средством предупреждения утомления работающих.

Рациональная организация труда на рабочем месте связана с такой проблемой, как правильная организация работы в течение всей недели, что обеспечивается систематической научной организацией производства.

Для поддержания длительной работоспособности человека имеет большое значение не только суточный и недельный режим труда и отдыха, но и месячный, поэтому законодательством о труде предусмотрен еженедельный непрерывный отдых продолжительностью не менее сорока двух часов. А рациональный годовой режим труда и отдыха обеспечивается ежегодным отпуском.

Для создания оптимальных условий труда на рабочем месте необходимо, чтобы на предприятии были установлены оптимальные показатели этих условий для каждого вида производства, состоящие из данных, характеризующих производственную среду.

Для получения доступа к работе все принимаемые должны проверить состояние здоровья, т. е. пройти медицинский профотбор.



ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ



Основными понятиями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещённость и яркость.

Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом по световому ощущению.

Хорошее освещение действует тонизирующие, создаёт хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов нервной высшей деятельности.

Улучшение освещённости способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия.

90% информации человек получает через органы зрения. Свет оказывает положительное влияние на обмен веществ, сердечно-сосудистую систему, нервно-психическую   сферу.   Рациональное   освещение   способствует   повышению производительности труда, его безопасности. При недостаточном освещении и плохом его качестве происходит быстрое утомление зрительных анализаторов, повышается травматичность. Слишком высокая яркость вызывает явление слепимости, нарушение функции глаза.

Часть электромагнитного спектра с  от 10... 340 000 нм называется оптической областью спектра, которая подразделяется на инфракрасное излучение (770... 340 000), видимое излучение (380... 770), УФ область - 10... 380 нм. В пределах видимой области, излучение paзличнoй вызывает разные световые и цветовые ощущения: от фиолетового до красного цветов. Наиболее чувствителен человеческий глаз к 550 нм излучению. К границам спектра чувствительность уменьшается.



ПАРАМЕТРЫ ОСВЕЩЕНИЯ.



Количественные характеристики:

Световой поток - Ф, лн (люмены). Поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения, основан на зрительном восприятии.



Сила света - J, кд (кандела). Так как световой поток распространяется в пространстве неравномерно, вводится понятие силы света. J - пространственная плотность светового потока;  - телесный угол.

Освещённость - Е, лк (люкс). Поверхностная плотность светового потока. S -

освещаемая площадь.           Е = Ф / S

L, кд/м2. Поверхностная плотность силы света. Коэффициент отражения - р. Блескость - повышенная яркость.

Качественные характеристики.

Фон - поверхность, прилегающая к объекту различения. Объект различения - деталь минимальных размеров, знак, символ, буква, которые человек различает в результате деятельности.

Фон характеризуется коэффициентом отражения: > 0. 4 - светлый фон;  0. 2 - светлый; < 0. 2 - тёмный; контраст объекта с фоном: > 0. 5 - большой; < 0. 2 - малый

Видимость, спектральный состав света, коэффициент пульсации светового потока.



ВИДЫ ОСВЕЩЕНИЯ



Производственное освещение бывает:

Естественным: обусловлено прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. Меняется в зависимости от географической широты, времени суток, степени облачности, прозрачности атмосферы. По устройству различают: боковое, верхнее, комбинированное.

Искусственным: создаётся искусственными источниками света (лампа накаливания и т. д.). Применяется при отсутствии или недостатке естественного. По назначению бывает:

рабочим, аварийным, эвакуационным, охранным, дежурным. По устройству бывает:

местным, общим, комбинированным. Устраивать одно местное освещение нельзя.

Рациональное искусственное освещение должно обеспечивать нормальные условия для работы при допустимом расходе средств, материалов и электроэнергии.

При недостаточности естественного освещения используется совмещенное (комбинированное) освещение. Последнее представляет собой освещение, при котором в светлое время суток используется одновременно естественный и искусственный свет.



ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ



Чаще всего применяют газоразрядные лампы (галогеновые, ртутные...), так как велик срок службы (до 14 000 часов) и большая световая отдача. Недостатки:

стробоскопический эффект (пульсация светового потока, которая приводит к утомлению зрения из-за постоянной переадаптации глаза). Лампы накаливания применяются, когда по условиям технологической среды или интерьера применение газоразрядных ламп нецелесообразно. Достоинства: тепловые источники света, простота и надёжность. Недостатки: малый срок службы (1000), световая отдача мала (КПД). Светильник: лампа с арматурой, основное назначение - перераспределение светового потока в требуемом направлении; защита лампы от воздействий внешней среды.

По исполнению: открытые, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные.

По распределению светового потока: прямого света, отражённого света, рассеянного света.







НОРМИРОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ



Естественное и искусственное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона контраста объекта с фоном. Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения, причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного - среднее значение.

Для каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности в характерном разрезе помещения - фронтальная плоскость, проходящая по середине помещения   перпендикулярно   плоскости   остекления.   Измерение   Евнутреннего осуществляется на уровне 0. 8 м от уровня пола. Нормированной характеристикой для искусственного освещения является минимальная освещённость на рабочем месте Emin (люкс).

Нормированные значения освещенности в люксах и КЕО в % в производственных помещений представлены в табл:

Степень

точности

зрительной

работы

Наимен.

размер

объекта

различе-ния

Зритель-ная

Работа

Контраст

объекта

различения

с фоном

Характеристика

фона

Освещение





Разряд

Подра-зряд





Искусственное

Естественное

Совмещенное













Комби-ниро-ванное

Общее

Верхн. или

комбиниров.

Боковое

Верхнее или

Комбиниров-анное

Боковое













Освещенность, лк

КЕО %

КЕО %

Наивыс

менее 0, 5

I

а

Малый

Темный

5000

1500

















шая









б

Малый

Средний

4000

1250

































Средний

Темный





































в

Малый

Светлый

2500

750

































Средний

Средний









































Большой

Темный









10

3,5

6

2













г

Средний

Светлый

1500

400

































Большой

а









































а

Средний

























Очень

0, 15-0, 3

II

а

Малый

Темный

4000

1250

















высокая









б

Малый

Средний

3000

750

































Средний

Темный





































в

Малый

Светлый

2000

500

7

2,5

4,2

1,5

















Средний

Средний









































Большой

Темный





































г

Средний

Светлый

1000

300

































Большой

(,(,









































а

Средний

























Высокая

0, 3-0, 5

III

а

Малый

Темный

2000

500





























б

Малый

Средний

1000

300

































Средний

Темный





































в

Малый

Светлый

750

300

5

2

3

1,2

















Средний

Средний









































Большой

Темный





































г

Средний

Светлый









































Большой

а

400

200

































&&

Средний

























Средняя

0,5-1

IY

a

Малый

Темный

750

300





























6

Малый

Средний

500

200

































Средний

Темный





































в

Малый

Светлый

400

200

4

1,5

2,4

0,9

















Средний

Средний









































Большой

Темный





































г

Средний

Светлый

300

150

































Большой

Средний

























Малая

1-5

Y

а б

Малый Малый

Темный Средний

300 200

200 150

































Средний

Темный





































в

Малый

Светлый

-

150

3

1

1,8

0,6

















Средний

Средний









































Большой

Темный





































г

Средний

Светлый

-

100

































Большой











































а

Средний

























Очень

Более 5

YI

-

Независимо от

-

150

2

0,5

1,2

0,3

малая













характеристик фона и









































контраста объекта с









































фоном

























ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ

Освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы; равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней; величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока); оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав; все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, элекгробезопасны.

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ОСВЕЩЕНИЯ

Основной задачей является: определение требуемой площади световых проёмов - при естественном освещении. Определение мощности осветительных установок - для искусственного. Для расчёта искусственного существует 2 методики: метод коэффициентов использования светового потока; точечный метод (рассчитывает освещение определённой точки; местное освещение).

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК И КОНТРОЛЬ

Эксплуатация включает: регулярную очистку остеклённых проёмов и светильников от грязи; своевременную замену перегоревших ламп; контроль напряжения в сети;

регулярный ремонт арматуры светильников; регулярный косметический ремонт помещения. Для этого предусмотрены специальные передвижные тележки с платформами, телескопические лестницы, подвесные устройства. Все манипуляции производятся при отключенном питании. Если высота подвеса до 5м - обслуживаются лестницами стремянками (обязательно 2 человека). Контроль освещения осуществляется не реже 1 раза в год путём измерения освещённости или силы света при помощи фотометра; последующее сравнение с нормативами.



ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО МЕСТА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭРГОНОМИКИ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМАЛЬНОГО МИКРОКЛИМАТА И ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ НА ПРОИЗВОДСТВЕ



Факторами метеорологических условий производственной среды являются: температура воздуха, его относительная влажность, скорость перемещения воздуха и наличие теплоизлучений.

Для обеспечения нормальных условий деятельности человека параметры микроклимата нормируются. Нормы производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 ССПТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Они едины для всех производств и всех климатических зон. Параметры микроклимата в рабочей зоне должны соответствовать оптимальным или допустимым микроклиматическим условиям. Оптимальные условия обеспечивают нормальное функционирование организма без напряжения механизмов терморегуляции. При допустимых микроклиматических условиях возможно некоторое напряжение системы терморегуляции без нарушения здоровья человека.

Параметры температуры, влажности и скорости движения воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда: легкая, средняя и тяжелая работа. Помимо этого, учитывается сезон года: холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С и теплый период с температурой + 10°С и выше.

Для контроля метеоусловий используются приборы: термометры, термограф и парный термометр; актинометр при замерах напряженности излучений; психрометр или гидрограф при измерении относительной влажности; анемометр или кататермометр для замеров скорости движения воздуха.

Вентиляция - это комплекс устройств для обеспечения нормальных метеорологических условий и удаления вредных веществ из производственных помещений.

Вентиляция может быть естественной (аэрация) и механической в зависимости от способа перемещения воздуха. В зависимости от объема вентилируемого помещения различают обще обменную и местную вентиляцию. Обще обменная вентиляция обеспечивает удаление воздуха из всего объема помещения. Местная вентиляция обеспечивает замену воздуха в месте его загрязнения. По способу действия различают вентиляцию приточную, вытяжную и приточно-вытяжную, а также аварийную. Аварийная предназначена для устранения загазованности помещения в аварийных ситуациях.

Независимо от типа вентиляции к ней предъявляются следующие общие требования: объем приточного воздуха должен быть равен объему вытяжного воздуха; элементы системы вентиляции должны быть правильно размещены в помещении; потоки воздуха не должны поднимать пыль и не должны вызывать переохлаждения работающих; шум от системы вентиляции не должен превышать допустимого уровня.

В основе устройства вентиляции лежит воздухообмен, то есть объем воздуха помещения, заменяемый в единицу времени L (м/ч). Потребный воздухообмен определяется в соответствии со СНиП 2.04.05-86 расчетным путем из условий удаления из воздуха помещения избыточных вредных веществ, теплоты и влаги:

а) При выделении в воздух помещения вредных веществ:



,



где Lрз - количество воздуха, удаляемого местной вентиляцией;

М - количество вредных веществ, поступающих в помещение, мг/ч;

Срз - концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом местной вентиляцией, мг/м;

Сп, Сух - концентрация вредных веществ в воздухе, подаваемом в помещение и уходящем из него, мг/м.

б) При удалении избыточной явной теплоты, повышающей температуру воздуха:







где Он - избыточная явная теплота в помещении, Дж/с;

Трз - температура воздуха, удаляемого местной вентиляцией, С;

Тп, Тух - температура воздуха, подаваемого в помещение и уходящего из него, С.

в) При удалении избытка влаги:







где W - избыток влаги в помещении, г/ч;

dрз - влагосодержание воздуха, удаляемого местной вентиляцией, г/кг;

dп, dyx - влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение и уходящего из него, г/кг.

Механическая вентиляция распределяет воздух по всему производственному помещению. В общем случае в ее состав входят: воздухоприемное устройство, фильтр, калорифер, вентилятор и сеть воздуховодов.

Расчет механической вентиляции включает:

Определение на плане производственного помещения конфигурации вентиляционной системы, расположение ее элементов.

Определение проходного сечения воздуховодов (скорость движения воздуха в воздуховодах принимается V = 6-10 м/с)



FV=L/(3600V),



где V - потребный воздухообмен, м /ч.

Определение потери давления в воздуховодах на участке воздуховода: 



Робщj = Ртрj + Рмj,



где Ртрj - сопротивление на преодоление сил трения воздуха при перемещении по воздуховодам;

Рм - местное сопротивление воздуховодов.

Общие потери в сети воздуховодов:



,



где η - число участков, на которые разбита система воздуховодов вентиляции.

		Подбор вентилятора для системы вентиляции по величине потребного воздухообмена и потерям давления в сети воздуховодов. Полное давление Р, которое должно создаваться вентилятором, принимается Р = Робщ, а производительность вентилятора G (м /ч) принимается G = L.

		Определение потребной мощности электродвигателя вентилятора N:



N = G Pk (3,6 106 ηб ηп).



где К - коэффициент запаса мощности электродвигателя (1,05-1,5);

Р - потери полного давления в сети. Па;

ηб ηп - КПД вентилятора и передачи от электродвигателя к вентилятору.

Естественная вентиляция производственных помещений осуществляется под воздействием разности температур наружного и внутреннего воздуха (тепловое давление) и ветра (ветровое давление).

	Расчет естественной вентиляции в соответствии со СНиП 2.04.05-86 заключается в определении площадей вентиляционных проемов здания и включает следующие этапы.

		Определение скорости движения воздуха (м/с) в нижнем проеме V:

	

	,

	

	где h - расстояние между центрами нижнего и верхнего проемов, м;

	ρн, ρв - плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м.

	Определение площади (м2) нижних вентиляционных проемов:

	

	F = L / (μ1 V1),

	

	где μ1 - коэффициент расхода воздуха через нижние проемы (μ1 = 0,15-0,65).

	Определение потери давления (Па) в нижних проемах H1 = V12 ρн/2

	Определение избыточного давления (Па) в верхних проемах:

	

	Н2 =Hr-Hi,

	

	где Hr - гравитационное давление воздуха. Па,

	

	Нr = h(ρн – ρв) g.

	

	Определение площади (м2) верхних вентиляционных проемов:

	

	



где μ2 - коэффициент расхода воздуха через верхние проемы.

Для увеличения воздухообмена на крыше производственного здания устанавливают вытяжные шахты с дефлекторами, которые увеличивают воздухообмен за счет эффекта эжекции.

Местная вентиляция используется для удаления выделяющихся вредных веществ от источников. Она может быть вытяжной и приточной. Разновидностями вытяжной вентиляции являются: защитные кожухи, вытяжные шкафы, кабины, аспирационные устройства.

К приточной местной вентиляции относятся воздушные души, воздушные оазисы, завесы.

Отопление предназначается для поддержания нормальных метеорологических условий в производственных помещениях. Система отопления необходима в помещении, где тепловые потери Qп превышают выделение теплоты от технологического оборудования Q, то есть Qп > Q. Для обогрева помещений используют паровые, воздушные, водяные, электрические системы отопления.

В основе расчета системы отопления лежит уравнение теплового баланса



Qп = Qoгр + Qв + Qn,



где Qп - потери теплоты в помещении, Дж;

Qorp - потери теплоты в строительных элементах здания, Дж;

Qв - потери теплоты на нагрев воздуха, Дж;

Qм - потери теплоты на нагрев материалов, машин, завозимых в помещение, Дж.

Потери теплоты в элементах здания



Qoгp = RF (tв-tн),



где R - сопротивление теплопередаче конструкции, м С/Вт;

F - площадь поверхности ограждений, м2;

tн, tв - температура наружного и внутреннего воздуха, °С.

Потери теплоты на нагрев в помещении обычно принимаются Qв=(0,2-0,3)Qогр, на нагрев материалов и машин Qм = (0,05-0,1) Qoгp.

Необходимая тепловая мощность (кВт) источника в системе отопления:







НОРМАЛИЗАЦИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА.



Освещение является одним из важнейших производственных условий работы. Через зрительный аппарат человек получает порядка 90 % информации. От освещения зависит утомление работающего, производительность труда, его безопасность. Достаточное освещение действует тонизирующе, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, стимулирует обменные и иммунобиологические процессы, оказывает влияние на суточный ритм физиологических функций организма человека. Практика показывает, что только за счет улучшения освещения на рабочих местах достигался прирост производительности труда от 1,5 до 15 %. Зрительный аппарат человека воспринимает широкий диапазон видимых излучений от 380 до 770 нм, т.е. от ультрафиолетовых до инфракрасных излучений.

Для характеристики зрительных условий работы используются различные светотехнические показатели.

Световой поток (F) - это мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единицей светового потока принимается люмен.

Сила света (J) - характеризует плотность светового потока, то есть отношение светового потока к телесному углу. Единицей силы света является кандела.

Освещенность (Е) - это плотность светового потока на освещаемой поверхности, измеряется в люксах.

Яркость поверхности (L) в данном направлении - это отношение силы света, отраженного от поверхности, к проекции ее на плоскость, перпендикулярную к отраженному лучу. Единицей яркости является НИТ (НТ), то есть кандела на кв.метр (кд/м2).

Коэффициент отражения (ρ) - это способность поверхности отражать световой поток, т.е. 

Фон - поверхность, к которой прилегает объект различения. В зависимости от величины коэффициента отражения различают фон светлый (> 0,4), средний (=0,2-0,4), темный (<0,2).

Контраст объекта с фоном определяется отношением разности яркости объекта (L ) и фона (L) к яркости фона, т.е.







Коэффициент пульсации освещенности (Кп) - это характеристика относительной глубины колебаний освещенности (при использовании газоразрядной лампы).



.



Наиболее важную роль в трудовом процессе имеют такие функции зрения, как контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость видения и цветовая чувствительность.

Контрастную чувствительность характеризует видимость (V) - это способность глаза воспринимать объект наблюдения.







где: К - контраст объекта и фона,

Кп - пороговый контраст, т.е. наименьший контраст, различимый глазом.

Наличие в поле зрения больших яркостей вызывает ослепленность и может привести к повреждению сетчатой оболочки.

Ослепленность (Р) - попадание в поле зрения ярких источников. Показатель ослепленности



P = (S-1) · 1000,



где S=^;

V1 и V2 - видимость объекта наблюдения соответственно при экранировке и при наличии блескости.

Под остротой зрения понимается максимальная способность различать отдельные объекты. При увеличении освещенности до определенного уровня растет острота зрения. В прямой зависимости от уровня освещенности находится скорость зрительного восприятия, а также устойчивость ясного видения, под которой понимается способность глаза удерживать отчетливое изображение рассматриваемой детали. Наилучшие условия цветоощущения создаются при естественном освещении. Цвет влияет на другие зрительные функции. Так, острота зрения, скорость зрительного восприятия и устойчивость видения имеет максимум в желтой зоне спектра. При использовании прямого контраста (предмет темнее фона) зрительное утомление меньше, чем при обратном. Увеличение освещенности при прямом контрасте улучшает видимость, а при обратном ухудшает.



СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ



В производственных помещениях предусматривается естественное, искусственное и совмещенное освещение. Помещения с постоянным пребыванием персонала должны иметь естественное освещение. При работе в темное время в производственных помещениях используют искусственное освещение. В случаях выполнения работ наивысшей точности применяют совмещенное освещение. В свою очередь, освещение естественное может быть в зависимости от расположения световых проемов (фонарей) боковым, верхним и комбинированным. Искусственное освещение бывает общим (при равномерном освещении помещения), локализованным (при расположении источников света с учетом размещения рабочих мест), комбинированным (сочетание общего и местного освещения). Помимо этого, выделяют аварийное освещение (включаемое при внезапном отключении рабочего освещения). Аварийное освещение должно быть не менее 2 лк внутри здания.

В соответствии со "Строительными нормами и правилами" СНиП 23-05-95 освещение должно обеспечить: санитарные нормы освещенности на рабочих местах, равномерную яркость в поле зрения, отсутствие резких теней и блескости, постоянство освещенности по времени и правильность направления светового потока. Освещенность на рабочих местах и в производственных помещениях должна контролироваться не реже одного раза в год. Для измерения освещенности используется объективный люксметр (Ю-16, Ю-116, Ю-117). Принцип работы люксметра основан на измерении с помощью миллиамперметра тока от фотоэлемента, на который падает световой поток. Отклонение стрелки миллиамперметра пропорционально освещенности фотоэлемента. Миллиамперметр проградуирован в люксах.

Фактическая освещенность в производственном помещении должна быть больше или равна нормируемой освещенности. При несоблюдении требований к освещению развивается утомление зрения, понижается общая работоспособность и производительность труда, возрастает количество брака и опасность производственного травматизма. Низкая освещенность способствует развитию близорукости. Изменения освещенности вызывают частую переадаптацию, ведущую к развитию утомления зрения.

Блескость вызывает ослепленность, утомление зрения и может привести к несчастным случаям.



ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ



Нормы освещенности рабочих мест регламентируются СНиП 23-05-95.

При установлении нормы освещенности необходимо учитывать: размер объекта различения (установлено восемь разрядов от 1 до УП), контраст объекта с фоном и характер фона. На основании этих данных по таблицам НиП 23-05-95 определяется норма освещенности.

При выборе источников искусственного освещения должны учитываться их электрические, светотехнические, конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели. На практике используются два вида источников освещения: лампы накаливания и газоразрядные. Лампы накаливания просты по конструкции, обладают быстротой разгорания. Но световая отдача их (количество излучаемого света на единицу потребляемой мощности) низкая- 13-15 лм/вт; у галогенных - 20-30 лм/вт, но срок службы небольшой. Газоразрядные лампы имеют световую отдачу 80-85 лм/вт, а натриевые лампы 115-125 лм/вт и срок службы 15-20 тыс.часов, они могут обеспечить любой спектр. Недостатками газоразрядных ламп является необходимость специального пускорегулирующего аппарата, длительное время разгорания, пульсация светового потока, неустойчивая работа при температуре ниже 0°С.

Для освещения производственных помещений используются светильники, представляющие собой совокупность источника и арматуры.

Назначением арматуры является перераспределение светового потока, защита работающих от ослепленноети, а источника от загрязнения. Основными характеристиками арматуры являются: кривая распределения силы света, защитный угол и коэффициент полезного действия. В зависимости от светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, различают светильники: прямого света (п), у которых световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляет более 80 %; преимущественно прямого света (Н) 60-80%; рассеянного света (Р) 40-60%; преимущественно отраженного света (В) 20-40%; отраженного света (О) менее 20 %.

По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости светильники разделяют на семь классов Д Л, Ш, М, С, Г, К.

Защитный угол светильника характеризует угол, который обеспечивает светильник для защиты работающих от ослепленности источником.

	Расчет искусственного освещения производственного помещения ведется в следующей последовательности.

	Выбор типа источников света. В зависимости от конкретных условий в производственном помещении (температура воздуха, особенности технологического процесса и его требований к освещению), а также светотехнических, электрических и других характеристик источников, выбирается нужный тип источников света.

	Выбор системы освещения. При однородных рабочих местах, равномерном размещении оборудования в помещении принимается общее освещение. Если оборудование громоздкое, рабочие места с разными требованиями к освещению расположены неравномерно, то используется локализованная система освещения. При высокой точности выполняемых работ, наличии требования к направленности освещения применяется комбинированная система (сочетание общего и местного освещения).

	Выбор типа светильника. С учетом потребного распределения силы света, загрязненности воздуха, пожаровзрывоопасности воздуха в помещении подбирается арматура.

	Размещение светильников в помещении. Светильники с лампами накаливания можно располагать на потолочном перекрытии в шахматном порядке, по вершинам квадратных полей, рядами. Светильники с люминисцентными лампами располагают рядами.

	При выборе схемы размещения светильников необходимо учитывать энергетические, экономические, светотехнические характеристики схем размещения. Так, высота подвеса (h) и расстояние между светильниками (I) связаны с экономическим показателем схемы размещения (λэ), зависимостью λэ =l/h. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников.

	На основании принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество.

	Определение потребной освещенности рабочих мест. Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23-05-95, как это было изложено выше.

	Расчет характеристик источника света. Для расчета общего равномерного освещения применяется метод коэффициента использования светового потока, а расчет освещенности общего локализованного и местного освещения производится с помощью точечного метода.

В методе коэффициента использования расчет светового потока источника производится по формуле:



,



где Ен - нормативная освещенность, лк;

S - освещаемая площадь, м2;

Z - коэффициент минимальной освещенности;

К - коэффициент запаса, учитывающий ухудшение характеристик источников при эксплуатации;

N - число светильников;

η - коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования определяется по индексу помещения In и коэффициентам отражения потока, стен и пола по специальной таблице.

Индекс помещения расчитывается по формуле:







где а и b длина и ширина помещения;

h - высота подвеса светильников.

В расчете освещенности точечным методом используется формула:



 (лк),



где Jα - нормативная сила света на данную точку поверхности, кд;

г - расстояние от источника до точки поверхности, м;

α - угол, образованный нормалью к освещаемой поверхности и падающим на поверхности лучом.

Для ориентировочного расчета мощности потребного источника используется метод удельных мощностей. Мощность источника определяется по формуле:



Pл = PS/N,



где Р - потребная удельная мощность осветительных приборов на единицу освещаемой поверхности, вт/м2;

S - площадь освещаемой поверхности, м2;

N - принятое число светильников.

После определения характеристики потребного источника освещения, подбирается стандартный источник. Его характеристика может, иметь отклонения в пределах от 10 % до +20 % от расчетной.





ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ



Естественное освещение создается солнечным светом через световые проемы. Оно зависит от многих объективных факторов, как-то: времени года и дня, погоды, географического положения и т.п. Основной характеристикой естественного освещения служит коэффициент естественного освещения (КЕО), то есть отношение естественной освещенности внутри здания Ев к одновременно измеренной наружной освещенности горизонтальной поверхности (Ен). КЕО обозначается через "е":



.



Естественная освещенность нормируется согласно СНиП 23-05-95. Для установления необходимого нормативного значения КЕО, т.е. ен необходимо учесть размер объекта различения, т.е. разряд зрительной работы, контраст объекта различения и фона, а также характеристику фона. Помимо этого, учитывается географическая широта местоположения здания (коэффициентом светового климата m) и ориентировка помещения по сторонам горизонта (с).

Тогда е = енсm, где ен - табличное значение КЕО, определяемое на основании разряда зрительной работы и вида естественного освещения. При естественном освещении нормируется его неравномерность, т.е. отношение максимальной к минимальной освещенности .

Чем выше разряд зрительной работы, тем меньше допускается неравномерность освещенности.

Для определения потребных площадей световых проемов используются зависимости:

для бокового освещения (площадь окон):



;



для верхнего освещения (площадь световых фонарей):







где Sп - площадь пола, м2;

ен - нормированное значение КЕО;

ho, hф - световая характеристика соответственно окон и фонарей;

К - коэффициент учета затенения окон противоположными зданиями;

r1, r2 - коэффициенты, учитывающие повышение КЕО при боковом и верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

τо - общий коэффициент светопропускания светопроемов.

В основе расчета КЕО лежит зависимость его от прямого света небосвода и света, отраженного от поверхностей зданий и помещений. Так, при боковом освещении eδ = (Eδq + E3qK) τоr, где: Eδ, E3q - геометрические коэффициенты освещенности от небосвода и противоположного здания; q - коэффициент учета неравномерной яркости небосвода; К - коэффициент учета относительной яркости противостоящего здания; τо - коэффициент светопропускания световых проемов; коэффициент учета роста КЕО за счет отражения света от поверхностей помещения.

Геометрические коэффициенты освещенности определяются графически по методу Данилюка путем подсчета числа участников (секторов) небосвода, видимых в светопроеме в вертикальной и горизонтальной плоскости.

КЕО определяется для характерных точек помещения. При одностороннем боковом освещении принимается точка, расположенная на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двустороннем боковом освещении определяется КЕО в точке посредине помещения.



ЦВЕТОВОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ



В производственной среде цвет используется как средство информации и ориентации, как фактор психологического комфорта и как композиционной средство. Цвет оказывает влияние на работоспособность человека, на утомление, ориентировку, реакцию. Холодные цвета (голубой, зеленый, желтый) действуют успокаивающе на человека, теплые цвета (красный, оранжевый) действуют возбуждающе. Темные цвета оказывают угнетающее действие на психику.

При выборе цвета, цветовом оформлении интерьера нужно руководствоваться указаниями по рациональной цветовой отделке поверхностей производственных помещений и технологического оборудования ГОСТ 26568-85* и ГОСТ 12.4.026-76* ССБТ.

Цветовое решение интерьера характеризуется цветовой гаммой, цветовым контрастом, количеством цвета и коэффициентами отражения. Цветовая гамма - это совокупность цветов, принятая для цветового решения интерьера. Она может быть теплой, холодной и нейтральной. Для литейных, кузнечных, термических цехов целесообразна, холодная цветовая гамма. Цветовой контраст - это мера различия цветов по их яркости и цветовому тону. Цветовой контраст может быть большим, средним и малым.

Количество цвета - это степень цветового ощущения, зависящая от цветового тона, насыщенности цвета объекта и фона, от соотношения их яркостей и угловых размеров.

При выборе цветового решения интерьеров нужно учитывать категорию работы, ее точность, санитарно-гигиенические условия. Значительная роль в интерьере принадлежит выбору коэффициентов отражения (Р) поверхностей.

Потолки помещений окрашиваются в белый цвет или близкие к белому цвету. В светлые тона окрашиваются фермы, перекрытия. Нижняя часть стен окрашивается в спокойные тона (светло-зеленый, светло-синий). Металлорежущие станки окрашиваются в светло-зеленый цвет, литейное оборудование в бежевый, термическое в серебристый, транспортные механизмы в зеленый.

Согласно ГОСТ ССБТ 12.4.026-76 "Цвета сигнальные", красный цвет используется для предупреждения о явной опасности, запрещении, желтый предупреждает об опасности, обращает внимание, зеленый цвет означает предписание, безопасность, синий информацию. В желтый цвет окрашиваются тележки, электрокары, подъемные механизмы желтыми полосами на черном фоне, противопожарное оборудование - в красный цвет. В различные цвета окрашиваются трубопроводы, баллоны: воздуховоды в голубой, водопроводы для технической воды в черный, маслопроводы в коричневый, баллоны для кислорода в голубой, баллоны для углекислого газа в черный. Этим же ГОСТом введены знаки безопасности: запрещающие - красный круг с белой полосой; предупреждающие - желтый треугольник с нанесенной на нем опасностью; предписывающие - зеленый круг, внутри которого помещен белый квадрат с предписывающей информацией; указательные - синий прямоугольник с бельм квадратом в середине.







ЛИТЕРАТУРА:



	Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М: Медицина, - 1998.

	Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков, В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А. Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.

	Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М., Энергоиздат, - 1982.

	Иванов Б.С. Человек и среда обитания: Учебное пособие, М.: МГИУ, - 1999.

Охрана труда в машиностроении: Учебник /Под редакцией Е.Я. Юдина и С.В. Белова, М. – 1983.

1