Естественное и искусственное освещение

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.

1. 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.

2. 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).

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

4. 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 (?э), зависимостью ?э =l/h. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников.

На основании  принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество.

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

6. 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;

? - 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 J? - нормативная сила света на данную точку поверхности, кд;

г - расстояние от источника до точки поверхности, м;

? - 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): 

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;

?о - 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 e? = (E?q + E3qK) ?оr, где: E?, E3q - геометрические коэффициенты освещенности от небосвода  и противоположного здания; q - коэффициент  учета неравномерной яркости  небосвода; К - коэффициент учета  относительной яркости противостоящего  здания; ?о - 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. 
 

ЛИТЕРАТУРА:

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

2. 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.

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

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

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

6. www.vashdom.ru/snip/2305-95/

7. www.rusbani.ru›СНиП›2_08_01_89.html

8. www.sonel.ru/ru/biblio/standards/snip-23-05-95/