Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Короткі теоретичні відомості

Лабораторна робота № 2

«Дослідження штучного виробничого освітлення»

Мета роботи

Ознайомитись з принципами нормування штучного освітлення виробничих приміщень; навчитися вимірювати і визначати освітленість, потрібну для виконання різних видів зорової роботи.

Короткі теоретичні відомості

Освітлення буває природним, штучним та сумісним. Сприятливим для організму є природне освітлення, тому гігієнічними нормами вимагається максимально використовувати природне освітлення, оскільки денне світло краще сприймається органами зору. Сумісне освітлення - це таке освітлення, при якому в світлий час доби одночасно використовується природне та штучне освітлення. При цьому недостатнє за умовами зорової роботи природне освітлення постійно доповнюється штучним, яке задовольняє вимогам санітарних норм з проектування штучного освітлення приміщень з недостатнім природним освітленням. Умови застосування того чи іншого виду освітлення передбачаються відповідними нормативними документами.

Для створення сприятливих умов праці важливе значення має раціональне освітлення. Правильно спроектоване і виконане освітлення покращує умови зорової роботи, знижує стомлення, підвищує продуктивність праці, надає позитивну психологічну дію на того, що працює, підвищує безпеку і запобігає травматизму на виробництві.

Світлове випромінювання впливає на весь організм: може викликати зміну частоти пульсу і інтенсивності деяких процесів обміну речовин, робити вплив на загальний нервово-психічний стан.

Але головною є дія освітлення на органи зору. З його збільшенням посилюється гострота зору, підвищуються стійкість ясного бачення і швидкість розрізнення об'єкту. Органи зору можуть пристосовуватися (адаптуватися) до зміни умов освітлення.

Процес адаптації залежить від співвідношення яркостей освітлення в просторі, де людина була до неї, і в тому просторі, в якому відбувається адаптація. При переході в погано освітлене приміщення процес адаптації триває 50 - 60 хв., а при переході в сильно освітлене приміщення 8 - 10 хв. Освітленість в приміщенні повинна бути такий, щоб працює тривалий час міг вести спостереження за всіма операціями без напруг і стомлення зору.

Освітлення - це отримання, розподіл та використання світлової енергії для забезпечення нормальних умов праці.

Освітлення, що відповідає гігієнічним вимогам, сприяє підвищенню продуктивності праці, створює гарний психологічний тонус, відповідний настрій і самопочуття, запобігає загальній втомі організму, впливає на обмін речовин, серцево-судинну систему, знижує кількість нещасних випадків. Недостатнє освітлення є однією з причин виробничого травматизму.

Таким чином, освітлення повинне бути достатнім, тобто відповідати вимогам санітарних норм, рівномірним, не повинно осліплювати очі та створювати відблиски на робочій поверхні, за спектральним складом має наближатись до сонячного світла. Оптимальним вважається таке освітлення, при якому втома зору найменша. Менш допустимою величиною освітлення вважається така, нижче якої відбувається порушення зорової функції.

Робоча поверхня освітлюється не тільки світловими потоками, які падають безпосередньо на неї від світильників, а також потоками, відбитими від стін, стелі та підлоги приміщення. За темних стін та стелі відбиті потоки малі і освітленість практично створюється променями, які падають на поверхню від світильників. За рахунок пофарбування приміщень у світлі тони можна істотно збільшити освітленість без збільшення потужності світильних установок.

Нормами штучного освітлення встановлюються мінімально допустимі величини освітленості виробничих та допоміжних приміщень, житлових та громадських будівель, території виробничих підприємств, залізничних шляхів, відкритих просторів.

Гігієнічною нормою є яскравість. Око людини безпосередньо реагує на яскравість об'єкта, яка визначається відношенням сили світла до площі поверхні, яка світиться. Вимірюється в канделах на квадратний метр (кд/м²) чи в нітах на квадратний сантиметр (нт/см²). При яскравості понад 30000 нт виникає ефект осліплення.

Освітлення характеризується кількісними та якісними показниками:

· світловий потік Ф - частина променевого потоку, яка сприймається зором людини, як світло; характеризує потужність світлового випромінювання, вимірюється в люменах (лм). Люмен є потік випромінювання, що посилається джерелом з силою світла в 1 кд (кандела) всередину тілесного кута в 1 ср (стерадіан);

· сила світла І - просторова щільність світлового потоку; визначається як відношення світлового потоку dФ, що виходить із джерела і рівномірно поширюється всередині елементарного тілесного кута dW, до величини цього кута: І = dФ / dW; вимірюється в канделах (кд). Кандела - сила світла, що випромінюється у напрямі нормалі з 1/60 см² випромінюваної поверхні світлового еталону у вигляді абсолютно чорного тіла при температурі твердіння чистої платини 2046,6 К і тиску 101325 Па. Одиницею сили світла є також свіча (св), значення якої приймається таким, щоб яскравість повного випромінювача при температурі твердіння платини була рівна 60 св на 1 см (1,005 кд = 1свеча);

· освітленість Е - поверхнева щільність світлового потоку; визначається як відношення світлового потоку dФ, що рівномірно падає на освітлену поверхню dS (м²), до її площі, тобто Е = dФ / dS; вимірюється в люксах (лк). Люкс - це освітленість, що створюється світловим потоком в 1 лм при рівномірному розподілі його на площі в 1 м²;

· яскравість В поверхні під кутом a до нормалі - відношення сили світла I даної поверхні до площі цієї поверхні S, тобто В = dФ/(dS соs a); вимірюється в канделах на квадратний метр (кд/м²) або ніт (нт) - яскравість гранично малій плоскій поверхні що світиться, вираженій в квадратних метрах, квадратний метр якої дає в напрямі, перпендикулярному до цієї поверхні, силу світла, рівну 1 св.

Для якісної оцінки умов зорової праці використовують такі показники, як фон, контраст об'єкта з фоном, коефіцієнт пульсації освітленості, показник засліплення, спектральний склад світла.

Фон - це поверхня, на якій відбувається розрізнення об'єкта. Він характеризується здатністю поверхні відбивати падаючий на неї світловий потік. Ця здатність (коефіцієнт відбивання ρ) визначається як відношення відбитого від поверхні світлового потоку Ф_від до падаючого на неї світлового потоку Ф_пад, тобто ρ = Ф_від/Ф_пад. Залежно від освітленості та фактури поверхні значення коефіцієнта відбиття знаходяться в межах 0,02...0,95; при ρ > 0,4 фон вважається світлим; при ρ = 0,2...0,4 - середнім і при ρ < 0,2 - темним.

Контраст об'єкта з фономk - ступінь розрізнення об'єкта та фону - характеризується співвідношенням яскравостей розглядуваного об'єкта (точка, лінія, знак, тріщина, риска або інші елементи, які потрібно розрізнити в процесі роботи) до фону; визначається за формулою:

k = (В_ф- В₀)/В_ф. (2.1)

Контраст об'єкта з фоном вважається великим, якщо k > 0,5 (об'єкт різко виділяється на фоні), середнім - при k =0,2...0,5 (об'єкт і фон помітно відрізняються за яскравістю і малим - при k = < 0,2 (об'єкт слабо помітний на фоні).

Коефіцієнт пульсації освітленостіk_п - це критерій глибини коливання освітленості внаслідок зміни в часі світлового потоку. Коефіцієнт пульсації k _п визначається за формулою:

, (2.2)

де Е_mak, Е_min, Е_сер - максимальне, мінімальне та середнє значення освітленості за період коливань; для газорозрядних ламп k _п= 25...65%; для ламп розжарювання k _п = 7%; для галогенних k _п = 1%.

Показник освітленості р_о - критерій оцінки засліплюючої дії освітлювальної установки. Значення р_о визначається за формулою:

р_о =1000(V₁ / V₂ - 1), (2.3)

де V_І /V₂ - видимість об'єкта розрізнення відповідно при екрануванні та наявності яскравих джерел світла в полі зору.

Екранування джерел світла здійснюється за допомогою щитків, козирків тощо.

ВидимістьV характеризує здатність ока сприймати об'єкт. Вона залежить від освітленості, розміру об'єкта, його яскравості, контрасту об'єкта з фоном, тривалості експозиції. Видимість визначається числом порогових контрастів в контрасті об'єкта з фоном, тобто

V = k / k _пор, (2.4)

де k _пор - пороговий або найменший розрізнюваний оком контраст, при невеликому зменшенні якого об'єкт стає нерозпізнаваним на цьому фоні.

За призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, аварійне, евакуаційне, охоронне. Всі ці види освітлення призначені для освітлення необхідної виробничої діяльності людини у вечірні та нічні години доби або в місцях без достатнього природного освітлення.

За виконанням (розміщенням джерел світла) штучне освітлення поділяється на загальне - призначене для рівномірного освітлення приміщення або його частини; місцеве (стаціонарне або переносне) - для освітлення тільки робочих поверхонь; комбіноване - поєднання загального та місцевого освітлення.

Джерелами світла при штучному освітленні є лампи розжарювання і газорозрядні лампи (люмінесцентні, ртутні і ін.).

Лампи розжарювання рекомендуються для застосування в приміщеннях, де виконуються відносно грубі роботи (нормована освітленість до 50 лк), а також для місцевого освітлення. Звичайний термін служби ламп розжарювання 1000 ч, потужність до 2000 Вт.

Газорозрядні лампи - це прилади, в яких випромінювання оптичного діапазону спектру виникає в результаті електричного розряду в атмосфері інертних газів і пари металів, а також за рахунок явища люмінесценції. Основною перевагою газорозрядних ламп перед лампами розжарювання є велика світлова віддача 40-1 10 лм/Вт. Термін служби у них досягає 8...12 тис. годин. Від газорозрядних ламп світловий потік можна одержати практично в будь-якій честі спектру, підбираючи відповідним чином інертні гази і пари металів, в атмосфері яких відбувається розряд.

Проте газорозрядні лампи мають ряд істотних недоліків, які необхідно враховувати при їх експлуатації. Особливістю роботи газорозрядних ламп є пульсація освітленості, яка погіршує умови зорової роботи.

Величина освітленості повинна бути постійною в часі. Коливання освітленості, викликані різкими змінами напруги в мережі, мають велику амплітуду, кожного разу викликаючи переадаптацію очей, приводять до значного стомлення.

При розгляді швидко рухомих або таких, що обертаються деталей механізмів і машин в пульсуючому потоці світла виникає стробоскопічний ефект, який виявляється в спотворенні зорового сприйняття об'єктів розрізнення (замість одного предмету видно зображення декількох, спотворюється напрям і швидкість руху, створюється ілюзія нерухомої, необертальної деталі і т.д.).

Стробоскопічний ефект веде до збільшення небезпеки травматизму і робить неможливим успішне виконання ряду виробничих операцій. Стробоскопічний ефект збільшується при збільшенні швидкості руху спостережуваного об'єкту, збільшенні контрасту з фоном і при високій освітленості.

Люмінесцентні лампи використовуються при необхідності створити особливо сприятливі умови для зорової роботи, наприклад, при виконанні млосних робіт, робіт з розрізненням колірних відтінків і ін. Вони характеризуються великим терміном служби (до 5000 ч) і сприятливим для зору спектральним складом світла. Світлова віддача люмінесцентних ламп у багато разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання.

Ртутні лампи характеризуються сприятливим спектральним складом світла і можливістю роботи при будь-якій температурі навколишнього середовища.

Лампи як джерела світла використовуються в освітлювальних приладах, що представляють конструкції, в яких поєднуються лампи з освітлювальною арматурою.

Призначення арматури в освітлювальних приладах: оберігати очі від дії яскравих частин лампи, давати потрібний розподіл сили світла, оберігати лампу від перегрівання, механічних пошкоджень, дії навколишнього середовища і ін.

На промислових підприємствах застосовують штучне освітлення двох систем: загальне (при розподілі світлового потоку в об'ємі всього приміщення) і комбіноване, таке, що складається із загального і місцевого освітлення.

Проектування і нормування штучного і природного освітлення регламентується Державними Будівельними Нормами України ДБН В.2.5-28-2006 «Природне і штучне освітленн» (табл. 2.1, 2.2). За критерій штучного освітлення прийнято значення освітленості в люксах.

Таблиця 2.1 – Норми освітлення штучним світлом

Характе ристика роботи	Розмір об'єкта розрізнян ня, мм	Розряд роботи	Підрозряд роботи	Контраст об'єкта з фоном	Фон	Найменьше освітлення
При газорозрядиих лампах	При лампах розжарювання
освітлення
Комбіноване	Загальне	Комбіноване	Загальне
Найвищої точності	Меньше 0,15	I	А Б В В В Г Г Г	Малий -//- -//- Середній Великий Середній Великий -//-	Темний Середній Світлий Середній Темний Світлий -//- Середній
Дуже високої точності	Biд 0,15 До 0,3	II	А Б Б В В В Г Г	Малий -//- Середній Малий Середній Великий Середній Великий	Темний Середній Темний Світлий Середній Темний Світлий -//-
Високої точності	Biд 0,3 До 0,5	III	А Б Б В В В Г Г Г	Малий -//- Середній Малий Середній Великий Середній Великий -//-	Темний Середній Темний Світлий Середній Темний Світлий -//- Середній
Середньої точності	Biд 0,5 До 1	IV	А Б Б В В В Г Г Г	Малий -//- Середній Малий Середній Великий Середній Великий -//-	Темний Середній Темний Світлий Середній Темний Світлий -//- Середній

Таблиця 2.2 – Нормовані значення природного освітлення для виробничих процесів

Характеристика зорової роботи	Найменший розмір об'єкту для розрізнення	Розряд зорової роботи	Коефіцієнт природного освітлення е_н, %
При верхньому і комбінованому освітленні	При звичайному освітленні
Щонайвищої точності	< 0,15	І		3,2
Дуже високої точності	0,15-0,3	II	6,3	2,3
Високої точності	0,3-0,5	III	4,5	1,8
Середньої точності	0,5-0,1	IV	3,6	1,4
Малої точності	1-5	V	2,7	0,9
Груба (дуже малої точності)	> 5	VI	1,8	0,5
Робота з матеріалами, які світяться та з виробами в гарячих цехах	> 0,5	VII	2,7	0,9
Загальне спостереження за ходом процесу: постійне		VIII	0,9	0,3
періодичне з постійним перебуванням людей в приміщенні		VIII	0,6	0,2
те ж саме при періодичному		VIII	0,5	0,1

Основною нормованою величиною природного освітлення є коефіцієнт природного освітлення.

Коефіцієнт природної освітленості (КПО) – відношення природної освітленості, яка створюється в деякій точці заданої площини всередині приміщення світлом неба (безпосереднім або після відбивання), до одночасного значення зовнішньої горизонтальної освітленості, яка створюється світлом повністю відкритого небосхилу; виражається у відсотках.

КПО =(Е_вн / Е_зовн)·100 %, (2.5)

де Е_вн – освітленість у даній точці всередині приміщення, що створюється безпосереднім чи відбитим світлом неба;

Е_зовн – освітленість горизонтальної поверхні, що створюється в той самий час повністю відкритого небосхилу.

Нормоване значення КПО, е_N, для будинків, розташованих у різних районах, слід визначати за формулою

е_N = е_n·m_N, (2.6)

де е_N – значення КПО для промислових підприємств (табл. 2.1, 2.2) та приміщень житлових, громадських і дміністративно-побутових споруд за ДБН В.2.5-28-2006 “Природне штучне освітлення”;

m_N – коефіцієнт світлового клімату за табл. 2.1, 2.2;

N – номер групи забезпеченості природним світлом за табл. 2.1, 2.2.

12 3 Следующая ⇒