Производственное освещение

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Производственное освещение

Под производственным освещением понимают систему устройств и мер, обеспечивающую благоприятную работу зрения человека и исключающую вредное или опасное влияние на него в процессе труда.

Свет представляет собой поток лучистой энергии с длинами волн 740... 400 нм.

Сила света характеризует пространственную плотность светового потока. Единица силы света - кандела (кд) - представляет собой силу света точечного источника, испускаемую в перпендикулярном направлении с площади в 1/600000 м2 черного тела при температуре затвердевания платины Т-2042 К и давлении 101,325 КПа.

Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемой по производимому ею зрительному ощущению, выражают в люменах (лм). Люмен соответствует световому потоку, излучаемому внутри единичного телесного угла точечным источником с силой света 1 кандела.

Падая на поверхность, световой поток создает ее освещенность. За единицу освещенности - люкс (лк) - принята освещенность поверхности площадью 1 м2 световым потоком 1 лм.

Яркостью является отношение силы света, излучаемой в рассматриваемом направлении, к площади светящейся плоскости.

Выражают в единицах: кандела на квадратный метр (кд/м2).

Основными показателями работоспособности глаза являются:

контрастность,

острота зрения,

вероятность различения,

время зрительного восприятия,

поле зрения

ослепленность.

Количественно контрастность определяют, как отношение разности яркости предметами фона к яркости предмета (фона):

Кпр = (Вф -- Вп)/Вф или Кобр = (Вп -- Вф) /Вп.

Оптимальным значением контрастности считают 0,6...0,9.

Размеры предмета выражают в угловых величинах, которые связаны с линейным соотношением

tg б = б/2 = h/(2l);

где б - угловой размер предмета различения; h - его линейный размер; l - расстояние от глаз до предмета.

Порог остроты зрения при нормальной освещенности соответствует примерно 1'. Оптимальные условия различения предметов будут при б ? 30'...40'.

Латентным периодом называют промежуток времени от момента подачи сигнала до возникновения ощущения. Для большинства людей tлат = 160...240 мс.

Критическая частота слияния мельканий -- минимальная частота сигналов, при которой возникает их слитое восприятие. При нормальной яркости fкр = 20...25 Гц.

Адаптация глаза. При переходе от высоких яркостей к практической темноте процесс адаптации происходит медленно и составляет 60...90 сек. Обратный процесс происходит быстрее - 5...10 сек.

Все поле зрения человека принято разбивать на три зоны:

центрального зрения (б ~ 2°), где детали различаются четко;

ясного видения (б ~ 30...350), где при неподвижном глазе можно опознать предмет без различения мелких деталей;

периферическое зрение (б ~ 75...900), где предметы только обнаруживаются.

Слепящее действие света на глаза человека называют блескостью. Чем больше блескость, тем больше теряет человек зрительные функции, т. е. перестает различать предметы.

Одним из основных факторов благоприятного функционирования зрения является достаточная освещенность рабочих поверхностей и участков.

На рис. 9.1 приведен пример изменения эффективности осветительной установки от освещенности рабочей поверхности. При увеличении освещенности значительно возрастает производительность труда и уменьшается утомление. В рассматриваемом случае увеличение освещенности от 30 до 300 лк дает существенный рост производительности труда. В дальнейшем возрастание освещенности приводит к незначительному росту производительности труда. При 1000 лк утомление имеет минимальное значение.

Рис. 9.1 График эффективности осветительной установки в зависимости от освещенности: 1 - производительность труда; 2 - утомление.

2. Основные требования к производственному освещению

Освещенность на рабочих местах должна соответствовать разряду зрительной работы. Увеличение освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов, повышает производительность труда.

Равномерное распределение яркости и отсутствие резких теней на рабочей поверхности.

Отсутствие блескости.

Постоянство освещенности в пространстве и во времени.

Правильная цветопередача. Спектральный состав света должен соответствовать (приближаться) спектру дневного света.

Обеспечение электро-, взрыво- и по-жаробезопасности.

Экономичность.

3. Выбор типа и системы производственного освещения

По назначению освещение делят на:

рабочее

аварийное

охранное

дежурное

По типу рабочее освещение принято делить на естественное, искусственное и смешанное.

Естественное освещение не требует затрат энергии, но оно переменно в течение суток, зависит от климатических и сезонных условий.

Естественное освещение в производственных зданиях может быть боковым, верхним или комбинированным. Верхнее освещение создают размещением световых фонарей в крыше зданий.

Искусственное освещение создают электрическими источниками света. Такое освещение требует затрат электроэнергии и отличается по спектру от естественного света.

Смешанное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Системы искусственного освещения: общего или комбинированного.

Общим называют освещение, которое освещает всю площадь помещения, строительной площадки. При необходимости дополнительной подсветки отдельных зон и участков строительных работ прибегают к локализованному размещению осветительных приборов.

Система комбинированного освещения включает общее и местное освещение. Местное освещение предназначено для освещения только лишь поверхностей рабочего места.

производственный освещение зрение

4. Выбор требуемого уровня освещенности

При создании системы производственного освещения руководствуются СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» и ГОСТ 12.1.046-85.

Нормирование естественного освещения. Непостоянство естественного освещения потребовало в качестве основного показателя освещенности принять относительную величину, называемую коэффициентом естественной освещенности (КЕО).

Коэффициентом естественной освещенности (КЕО) - отношение освещенности в данной точке помещения (Ег) к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности (Ен), создаваемой светом полностью открытого неба (%):

При выборе нормы КЕО учитывают: тип освещения - (естественное или совмещенное); направление освещения (верхнее, комбинированное и боковое); разряд зрительной работы, определяемый размером различаемых деталей; солнечный климат; световой климат.

Нормированные значения КЕО, еN, для зданий, располагаемых в различных районах определяют по формуле: еN = еH mN где: N - номер группы обеспеченности естественным светом; еH - значение КЕО; тN - коэффициент светового климата (все величины определяют по соответствующим таблицам СНиП 23-05-95

Нормирование искусственного освещения.

Нормативные значения освещенности при естественном, искусственном и смешанном освещении зависят от разрядов и подразрядов (контрастность объекта и фона, характеристик фона) зрительных работ, от систем освещения (комбинированного, общего), от сочетания нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации. Значения требуемой освещенности при искусственном освещении в зависимости от разрядов и подразрядов зрительных работ приведены в следующей таблице.

Освещенность рабочих поверхностей мест производства работ, расположенных вне зданий, на этажерках вне зданий и под навесом, должна приниматься:

Общее равномернее освещение строительной площадки должно не менее 2 лк.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасности следует предусматривать в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:

взрыв, пожар, отравление людей;

длительное нарушение технологического процесса;

нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.;

нарушение режима детских учреждений.

Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ вне зданий следует предусматривать:

в местах, опасных для прохода людей;

в проходах и на лестницах при числе эвакуирующихся более 50 чел.;

по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.;

в лестничных клетках жилых зданий высотой 6 этажей и более;

в производственных помещениях, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

в производственных помещениях без естественного света.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях - 0,5 лк, на открытых территориях - 0,2 лк.

Для охраны строительной площадки из рабочего освещения выделяют часть осветительных установок, обеспечивающих горизонтальную на уровне земли или вертикальную на плоскости ограждения освещенность, равную 0,5 лк.

Аварийное освещение устраивают в местах производства работ по бетонированию особенно ответственных конструкций; и в тех случаях, когда перерыв в укладке бетона недопустим. При этом освещенность бетонирования железобетонных конструкций должна быть 3 лк, а на участках бетонирования массивов - 1 лк.

5. Выбор источника света

Для освещения помещений следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы.

Искусственное освещение создают с помощью осветительных установок, представляющих собой в общем случае сочетание источника света, осветительной арматуры и опоры.

Источник света является устройством для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение. По природе различают два вида оптического излучения: тепловое и люминесцентное.

Тепловое оптическое излучение возникает при нагреве тел, на этом принципе основаны лампы накаливания (ЛН) и галогенные лампы накаливания (ГЛН). Галогенные лампы по сравнению с ЛН имеют более стабильный по времени световой поток и повышенный срок службы.

Люминесцентное оптическое излучение создается в газоразрядных лампах в результате электрического разряда в газах, парах или их смесях. Газоразрядные лампы выпускают следующих типов: люминесцентные лампы (ЛЛ), дуговые ртутные лампы (ДРЛ), дуговые ртутные с излучающими добавками (ДРИ), дуговые натриевые лампы трубчатые (ДНаТ) и дуговые неоновые трубчатые или шаровые лампы (ДКсТ или ДКсШ).

В табл. 9.1 показаны основные типы ламп и их характеристики. Газоразрядные лампы по сравнению с ЛН имеют значительно лучшую светоотдачу, а следовательно, и более экономичны, могут обеспечивать цветопередачу, близкую к дневному свету, а также имеют в основном на порядок выше срок службы.

В ГОСТ 12.1.046--85 даны рекомендации по использованию источников света.

6. Выбор осветительного прибора

Осветительный прибор представляет собой сочетание источника света и арматуры. Осветительная арматура обеспечивает крепление ИС и светораспределение в пространстве. В зависимости от светораспределяющих свойств различают светильники и прожекторы.

Светильники -- световые приборы, перераспределяющие свет источника внутри больших телесных углов (до 4л).

Важнейшей светотехнической характеристикой светильников является светораспределение, которое принято характеризовать кривой силы света, коэффициентами светораспределения и формы.

Кривые силы света (КСС) представляют собой изображение в полярных координатах в меридиональной плоскости линий постоянной силы света.

Обычно эти кривые строят для условного источника света со световым потоком 1000 лм (рис. 9.2).

Рис. 9.2 Типы кривых силы света: К -- концентрированная; Г -- глубокая; Д -- косинусная; Л -- полуширокая; Ш -- широкая; С -- синусная; М -- равномерная

По коэффициенту светораспределения (Кс), равному отношению светового потока, направляемого в нижнюю полусферу и полного светового потока лампы Фл все светильники делятся на пять классов: прямого света (П) - Кс> 80%; преимущественно прямого света (Н) - Кс = 60...80%; рассеянного света (Р) - Кс = 40...60 %, преимущественно отраженного света (В) - Кс = 20...40% и отраженного света (О) - Кс <20%.

Под коэффициентом формы светового прибора СП (Кф) понимают отношение максимальной силы света Imах в меридиональной плоскости к условному среднеарифметическому значению силы света Iср. Для КСС коэффициент формы равен Кф > 3, для Г- 2<Кф<3, Д -1,3<Кф<2.

Важной характеристикой осветительного прибора является блескость, обычно оцениваемая защитным углом г, создаваемым отражателем или экранирующей решеткой осветительного прибора (рис. 9.3).

Рис. 9.3 Коэффициент блескости: а - лампа накаливания; б - люминесцентная лампа

Прожекторы - световые приборы, перераспределяющие свет внутри малых телесных углов и обеспечивающие угловую концентрацию светового потока. Применение прожекторов на строительных площадках имеет ряд преимуществ: экономичность, благоприятное для объемного видения соотношение вертикальной и горизонтальной освещенности, меньшая загруженность территории столбами и воздушной проводкой.

Отношение осевой силы света Iмакс, кд, одного прибора (прожектора или наклонно расположенного осветительного прибора прожекторного типа) к квадрату высоты установки этих приборов Н, м2, в зависимости от нормируемой освещенности не должно превышать значений, указанных в таблице

7. Размещение осветительных приборов на строительной площадке

Размещение осветительных приборов влияет на экономичность и качество освещения, а также на удобство их эксплуатации. При размещении светильников в зданиях определяется отношение расстояния между светильниками к высоте подвеса л = а/h. Уменьшение этой величины удорожает осветительную систему, а увеличение - к неравномерность освещения.

В зависимости от кривой силы света (КСС) рекомендуют следующие светотехнически и энергетически наивыгоднейшие расположения.

Для косинусной КСС лс = 1.4, лэ = 1.6, для полуширокой КСС - Кс = 1.6 и лэ = 1.8; а для равномерной КСС - лс = 2.0, лэ = 2.6:

При размещении светильников общего равномерного освещения рекомендуется принимать расстояние от крайних рядов светильников до стен (0.25 … 0.3) а.

Рекомендуемые схемы установки световых приборов для создания общего равномерного освещения показаны на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Схемы размещения светильников: а - параллельное; б - "шахматное"; в - на закруглении дорог

8. Расчет искусственного освещения

Светотехнический расчет проводится в основном одним из следующих двух методов: точечным и методом светового потока (коэффициента использования).

Точечный метод. Сущность метода заключается в определении освещенности точки световым потоком, падающим от излучателя света. В случае точечного круглосимметричного излучателя освещенность в общем виде равна:

где: Iб - сила света по направлению б (рис. 9.5); б - угол, определяющий направление силы света в расчетную точку х; h - расчетная высота установки светильника от рабочей поверхности; и - угол наклона расчетной плоскости по отношению к горизонтальной поверхности (для горизонтальной плоскости и = 0, для вертикальной и = р/2); d - расстояние от точки до проекции светильника на горизонтальную поверхность.

Если для выбранного светильника заранее построены пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности (рис. 9.6) от источника света (лампы) со световым потоком в 1000 лм, то по заданным параметрам h и d находят условную освещенность еусл в расчетной точке

Потребный световой поток лампы равен:

(9.1)

где Ен - нормируемая освещенность, лк; k - коэффициент запаса (для ЛН k = 1,3 и ЛЛ k =1,5); м - коэффициент дополнительной освещенности, создаваемой удаленными светильниками и отраженным светом (приближенно принимается 1...1,2); - условная освещенность в расчетной точке хi от суммарного действия «ближайших» светильников (в качестве расчетной выбирают точку, с минимальной освещенностью поверхности); еi - условная освещенность от i-го светильника (еi можно определить по формуле (9.1) или по пространственным условным изолюксам); m - количество «ближайших» светильников.

Метод светового потока позволяет обеспечить среднюю освещенность поверхности с учетом всех падающих на нее прямых и отраженных потоков света. Переход от средней освещенности к минимальной осуществляют приближенно. Необходимый поток лампы равен:

(9.3)

где: А - освещаемая площадь, м2; z - коэффициент минимальной освещенности (приближенно при освещении помещения светильниками, расположенными по вершинам квадратных полей, принимают z = 1,15, при освещении линиями люминесцентных светильников z = 1,1); з - коэффициент использования светильников, определяемый по индексу помещения i и коэффициентам отражения потолка - рп, стен - рс, пола - рр; N - количество светильников. Индекс помещения

9. Расчет прожекторного освещения

Расчет прожекторного освещения обычно производят для определения типа прожектора, необходимого количества, высоты, места и угла наклона оптической оси в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивающих заданную нормами освещенность мест производства работ.

Рекомендуемые типы прожекторов для освещения строительных площадок и участков приведены в ГОСТ 12.1.046-85.

Метод расчета по мощности прожекторной установки рекомендован ГОСТ 12.1.046--85. В качестве исходных данных принимают размеры строительной площадки и ее нормируемую освещенность. Число прожекторов определяют по формуле:

,

где: m - коэффициент, учитывающий световую отдачу источника света, КПД прожекторов и коэффициент использования светового потока (для ЛН m=0.2-0.25, а для ГЛ m=0.12-0.16); Ен - нормируемая освещенность горизонтальной поверхности (лк); k - коэффициент запаса (для ЛН k = 1,3 и ЛЛ k =1,5); А - освещаемая площадь строительной площадки (м2); Рл - мощность лампы (Вт).

Размещено на Allbest.ru