Освітлення виробничих приміщень

Вступ

Серед чинників зовнішнього середовища, що впливають на організм людини в процесі праці, світлу відводиться одне із чільних місць. Адже відомо, що майже 90 % всієї інформації про довкілля людина отримує через органи зору.

Вплив світла на життєдіяльність людини вивчений досить добре. Воно впливає не лише на функцію зору, а й на діяльність організму в цілому: посилюється обмін речовин, збільшується поглинання кисню і виділення вуглекислого газу. Відомий сприятливий вплив природного освітлення на скелетну мускулатуру.

Недостатня або надмірна освітленість, нерівномірність освітлення в полі зору втомлює очі, призводить до зниження продуктивності праці; при цьому зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Надмірна яскравість джерел світла може спричинити головний біль, різь в очах, розлад гостроти зору; світлові відблиски - тимчасове засліплення.

Стан освітлення виробничих приміщень відіграє важливу роль і для попередження виробничого травматизму. Багато нещасних випадків на виробництві стається через погане освітлення. Втрати від цього становлять досить значні суми, а, головне, людина може загинути або стати інвалідом.

1. Освітлення виробничих приміщень

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість. До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об'єктом і фоном, видимість.

Світловий потік - потужність променевої енергії, яка оцінюється за світловим відчуттям, яке сприймається оком людини. За одиницю світлового потоку прийнято люмен (лм).

Усі джерела світла, у тому числі й освітлювальні прилади, випромінюють світловий потік у простір нерівномірно, тому введена величина просторово-кутової густини світлового потоку - розповсюджується від джерела всередині елементарного тілесного кута, який має в собі цей напрямок, до тілесного кута. За одиницю сили світла прийнята кандела (кд).

Освітленість - це відношення світлового потоку , який падає на елемент поверхні, до площі цього елемента. За одиницю освітленості прийнято люкс (лк).

Яскравість - відношення сили світла елемента поверхні до проекції, перпендикулярної напряму, що розглядається. Яскравість вимірюється в кд/м?.

Рівень освітлення визначається ступенем точності зорової роботи. Але для створення задовільного освітлення на робочому місці необхідно забезпечити не тільки достатню освітленість, але і якісні показники освітлення.

До якісних характеристик освітлення належать рівномірність розподілу світлового потоку, показник осліпленості і дискомфорту, коефіцієнт пульсації, спектральний склад світла. Для оцінки умов зорової роботи існують такі характеристики, як фон, контраст об'єкта з фоном, видимість об'єкта.

Показник осліпленості - критерій оцінки засліплюючої дії освітлювального пристрою.

Показник дискомфорту - критерій оцінки дискомфортної відблисковості, яка викликає неприємні відчуття при нерівномірному розподілі яскравостей в полі зору.

Коефіцієнт пульсації освітленості характеризує відносну глибину коливань освітленості в результаті змін у часі світлового потоку газорозрядних ламп, які живляться змінним струмом.

Контраст об'єкта з фоном - це відношення абсолютної величини різниці між яскравістю об'єкта і фона до яскравості фона.

Для створення сприятливих умов зорової роботи, які виключали б швидку втомлюваність очей, виникнення професійних захворювань, нещасних випадків і сприяли підвищенню продуктивності праці та якості продукції, виробниче освітлення повинно відповідати наступним вимогам:

- створювати на робочій поверхні освітленість, що відповідає характеру зорової роботи і не є нижчою за встановлені норми;

- не повинно бути засліплюючої дії як від самих джерел освітлення, так і від інших предметів, що знаходяться в полі зору;

- забезпечити достатню рівномірність та постійність рівня освітленості у виробничих приміщеннях, щоб уникнути частої переадаптації органів зору;

- не створювати на робочій поверхні різких та глибоких тіней (особливо рухомих);

- повинен бути достатній, для розрізнення деталей, контраст поверхонь, що освітлюються;

- не створювати небезпечних та шкідливих виробничих факторів (шум, теплові випромінювання, небезпечне ураження струмом, пожежо- та вибухонебзпека світильників);

- повинно бути надійним та простим в експлуатації, економічним та естетичним.

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути природним, штучним і комбінованим, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

2. Природне освітлення. Нормування та розрахунок

Природне освітлення - це освітлення приміщень світлом неба (прямим або відбитим), яке проникає через світлові прозори в зовнішніх огороджуючих конструкціях.

Для природного освітлення характерна висока дифузність (розсіяність) світла, яка позитивно впливає на роботу органів зору.

Залежно від призначення промислові будівлі можуть бути одноповерхові, багатоповерхові та різних розмірів і конструкцій. Залежно від цього і від вимог технологічного прогресу можуть бути застосовані такі види природного освітлення:

1. Бокове одностороннє або двостороннє, коли світлові отвори (вікна) знаходяться в одній або в двох зовнішніх стінах.

2. Верхнє, коли світлові отвори (ліхтарі) знаходяться в покритті або в стінах під ними.

3. Комбіноване, коли застосовується одночасно бічне і верхнє освітлення.

Згідно з вимогами СНиП ІІ-4-79 «Природне та штучне освітлення. Норми проектування», в приміщеннях із постійним перебуванням людей в них повинно бути передбачене природне освітлення.

На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають наступні чинники: світловий клімат; площа та орієнтація світлових отворів; ступінь чистоти скла в світлових отворах; пофарбування стелі та стін приміщення; глибина приміщення; наявність предметів, що заступають вікно як зсередини так і ззовні приміщення.

Оскільки природне освітлення змінюється залежно від широти місцевості, пори року і часу дня, а також погоди, основною величиною для розрахунку і нормування природного освітлення всередині приміщення прийнято коефіцієнт природної освітленості (КПО) - це відношення природної освітленості, яка створюється в деякій точці заданої площини всередині приміщення світлом неба, до одночасного значення зовнішньої освітленості на такій самій горизонтальній площині, яка створюється світлом повністю відкритого небосхилу. Оскільки ця величина відносна, то виражається у відсотках.

Нормування КПО залежить від виду природного освітлення та ряду супутніх факторів.

При боковому освітленні нормується мінімальне значення КПО. У випадку однобічного - в точці на відстані 1м від стіни - найбільш віддаленої від світлових отворів, але не більш ніж 12м від них. (мал.1)

При верхньому та комбінованому освітленні нормується середнє значення КПО.

Нормоване значення КПО (табл.1) залежить від характеру зорової роботи (розряду) та особливостей світлового клімату в районі розташування будівлі, які вираховують через коефіцієнти m - світлового клімату і c - сонячності клімату.

Встановлено 8 розрядів зорової роботи, з урахуванням найменшого об'єкта, що розрізняється:

І - найвища точність - розмір об'єкта менше 0,15мм;

ІІ - дуже висока точність - від 0,15 до 0,3мм;

ІІІ - висока точність - від 0,3 до 0,5мм;

ІV - середня точність - від 0,5 до 1мм;

V - мала точність - від 1 до 5мм;

VІ - груба (дуже малої точності) - більше 5мм;

VІІ - робота з матеріалами, що світяться, і виробами в гарячих цехах - більше 0,5мм;

VІІІ - загальне спостереження за ходом виробничого процесу.

Вся територія СНД поділена на 5 світлових поясів. Відповідно І, ІІ, ІІІ, ІV,V - світлові пояси. В будівельних нормах наведені норми природної освітленості для ІІІ світлового поясу, які можна перерахувати для будь-якого іншого поясу за рівнянням:

Схематична карта світлових поясів колишнього СРСР представлена в СНиП ІІ-4-79. Коефіцієнт світлового клімату і сонячності клімату визначають в залежності від світлового поясу даної ділянки території. Наведемо деякі міста, які розташовані у відповідних світлових поясах (с.п.):

І с.п. - Петрозаводськ, Нарьянмар, Воркута, Мурманськ та ін.

ІІ с.п. - Тула, Магадан, Санкт-Петербург, Верхоянськ, Петропавловськ-Камчатський та ін.

ІІІ с.п. - Якутськ, Омськ, Охотське, Москва, Мінськ, Н-Новгород, Саратов та ін.

ІV с.п. - Київ, Харків, Кишинів, Волгоград, Чита, Хабаровськ та ін.

V с.п. - Сімферополь, Тбілісі, Єреван, Ашхабад, Ташкент, баку та ін.

Коефіцієнти світлового клімату і сонячності наведені в таблицях 2,3.

3. Штучне освітлення. Нормування та розрахунок

Штучне освітлення використовується в темні та перехідні години доби, а також при недостатньому природному освітленні.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Робоче освітлення призначене для нормального перебігу виробничого процесу.

Аварійне освітлення влаштовують для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення. Найменша освітленість робочих поверхонь при аварійному режимі повинна складати не менше 2 лк всередині приміщення і не менше 1 лк на відкритих майданчиках. Світильники аварійного освітлення мають бути під'єднані до мережі, яка не залежить від мережі виробничого освітлення.

Евакуаційне освітлення влаштовують для евакуації людей при аварійному відключенні робочого освітлення.

Охоронне освітлення передбачають вздовж території в нічний час, або чергове в приміщенні.

Штучне освітлення може бути загальним, місцевим та комбінованим.

Загальним називають освітлення, при якому світильники розміщуються в верхній зоні приміщення (не нижче 2,5м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення).

Місцеве освітлення створюється світильниками, які концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Використання тільки місцевого освітлення у виробничих умовах заборонено, тому що воно створює велику різницю між освітленістю робочих поверхонь і навколишнього простору.

Комбіноване освітлення складається з загального та місцевого освітлення. Комбіноване освітлення використовують для забезпечення високої освітленості на робочих поверхнях. Його передбачають для робіт І-VІІІ розрядів точності за зоровими параметрами, та коли необхідно створити концентроване освітлення без утворення різких тіней.

При організації штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.

Джерела світла є важливими складовими освітлювальних пристроїв промислових підприємств. Правильний вибір типів і потужності ламп визначає експлуатаційну та економічну ефективність освітлювальних приладів.

Головними джерелами світла для промислового штучного освітлення є лампи розжарювання та газорозрядні лампи різноманітних типів.

Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії. Ці лампи характеризуються простотою конструкції та виготовлення, відносно низькою вартістю, зручністю експлуатації, широким діапазоном напруг та потужностей. Поряд з перевагами їм притаманні і суттєві недоліки: велика яскравість (засліплююча дія); низька світлова віддача (7-20 лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год.); переважання жовто-червоних променів в порівнянні з природним світлом; висока температура нагрівання (до 140?С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.

Лампи розжарювання використовують ,як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей. На підприємствах для освітлення застосовують різноманітні види ламп розжарювання: вакуумні (В), газонаповнені (Г), газонаповнені біоспіральні (Б) та ін.

Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектру.

Основною перевагою цих ламп є їх економічність.

Їх світлова віддача становить 40-100 лм/Вт, що в 3-5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації - до 10 тис. год., а температура нагрівання - 30-60?С. Так, за спектральним складом видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД) мають блакитний колір; денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ),вони близькі до ламп ЛД, але мають кращу передачу кольорів теплих відтінків, у тому числі зовнішнього вигляду людини; люмінесцентні лампи типу ЛЄ найбільш близькі до спектру природного сонячного світла; лампи білого кольору ЛБ дають випромінення з меншим вмістом синьо-фіолетових променів, світло у них трохи фіолетове, нагадує світло неба, вкритого хмарами, що освітлюються сонцем; лампи холодно-білого світла ЛХБ, ЛХЄ дають кращу передачу світла, ніж лампи ЛБ та ЛД; лампи тепло-білого світла ЛТБ дають світло рожево-білого відтінку.

У виробничих приміщеннях підприємств доцільно застосовувати люмінесцентні лампи білого кольору - ЛБ. Вони найбільш економні та дають світло теплих тонів. Лампи ЛТБ можна застосовувати у приміщеннях для відпочинку. Там, де необхідно проводити суворий контроль продукції, належить застосовувати лампи ЛДЦ.

Насамперед, люмінесцентні лампи треба застосовувати там, де недостатнє природне освітлення (приміщення з вікнами, що затіняються будівлями, деревами або виходять на північ, експедиції, підвальні приміщення тощо). Для комбінованого освітлення краще застосовувати лампи ЛБ.

Лампи ДРЛ (дугові ртутні) належать до ламп високого тиску. Вони економні, світлова віддача майже 75…100лм/Вт. Такі лампи застосовують для освітлення в цехах при виконанні грубих робіт та робіт середньої точності, при загальному нагляді, а також для зовнішнього освітлення місць навантаження, вивантаження і в цехах великої висоти та площі.

Недоліки освітлювальних установок з газорозрядними лампами (пульсація світлового потоку, осліплююча дія, шум дроселів, великі первинні витрати на закупівлю та монтаж) компенсуються їх економністю в процесі тривалої експлуатації, а також їх незамінністю при необхідності виконання робіт із розрізненням кольорів. Пульсація світлового потоку цих ламп не сприймається оком, але небажана, оскільки є причиною виникнення стробоскопічного ефекту. В пульсуючому світлі виникає викривлення зорового сприйняття стану рухомих та обертальних об'єктів, а це вже є небезпечним фактором. Ослаблення пульсації досягається підключенням паралельно працюючих ламп на різні фази трьохфазної мережі, або застосуванням високочастотного постачання освітлювальної установки. Пульсація світлового потоку негативно впливає на центральну нервову систему, погіршує умови зорової роботи, а стробоскопічний ефект призводить до збільшення небезпеки травматизму.

Засліплювання змінює сприйняття спектрального складу світлового випромінення. Тому захист від блискучості таких світильників обов'язковий. Не дозволяється застосовувати відкриті газорозрядні лампи. Недоліком у деяких типів цих ламп є довгий період запалювання - 10-15 хв. Протягом цього часу змінюються електричні і світлотехнічні характеристики лампи. Газорозрядні лампи можуть створювати радіоперешкоди, усунення яких вимагає спеціальних пристроїв.

Створення у виробничих приміщеннях якісного та ефективного освітлення неможливе без використання раціональних освітлювальних пристроїв. Освітлювальний пристрій (світильник) - це сукупність джерела світла (лампи) і освітлювальної арматури. Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи у просторі, або перетворює його властивості (змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплюючої дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу оточуючого пожежо- та вибухонебезпечного, хімічно-активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.

За напрямком світлового потоку вони поділяються на світильники: прямого світла (випромінювання нижче за світильник, не менш 80% світлового потоку спрямовано на робочу поверхню); відбитого світла (випромінювання світлового потоку - більше 80% - спрямовано на стелю та верхню частину стін /вище за світильник/); напіввідбитого світла (40-60% світлового потоку спрямовується на робочу поверхню, а решта - на стелю).

За ступенем захисту від навколишнього середовища світильники поділяються на: пили незахищені (відкриті); пило захищені та пилонепроникні; водозахищені (від потрапляння крапель зверху); водонепроникні або герметичні (навіть при зануренні у рідину); вибухозахищені (для вибухонебезпечних та пожежонебезпечних приміщень, наприклад приміщень, де застосовується спирт, гас, розчинники фарб) та підвищеної надійності проти вибуху.

Однією з характеристик світильника є його захисний кут, у межах якого око людини захищене від сліпучої дії джерела світла. Величина захисного кута має бути не менше 15? . Цей кут визначається кутом між горизонталлю і лінією, яка є дотичною до тіла лампи, що світиться, і краю відбивача або непрозорого екрану (мал. 2).

Для загального освітлення застосовують дволампові чи чотирьохлампові світильники типу ШОД, ЛОУ, ВЛВ, ВЛК, ПВЛ для газорозрядних ламп або з лампами розжарювання типу «Універсаль» (УП), «Люцетта» (ЛЦ) та ін.

У світильників з люмінесцентними лампами малий захисний кут, тому вони не застосовуються для місцевого освітлення.

Розрахунок штучного освітлення.

В розрахунку штучного освітлення для конкретних умов виробництва виникає потреба, коли необхідно дослідити існуючу освітлювальну установку, або спроектувати нову для даного виду робіт. У першому випадку розраховують освітленість, яку повинна створювати освітлювальна установка, вимірюють дійсну освітленість та порівнюють з нормованою.

У другому випадку обирають систему освітлення, тип джерела світла, визначають нормовану освітленість і розраховують кількість світильників або ламп, які забезпечують нормовану освітленість.

Для цього застосовують методи: питомої потужності і коефіцієнта використання світлового потоку.

4. Контроль та догляд за освітлювальними установками

Невідповідність світлотехнічних характеристик світильника розмірам та характеру обробки освітлюваного приміщення викликає зростання встановленої потужності, зниження якості освітлення. В свою чергу, невідповідність конструктивного виконання світильника умовам середовища в приміщенні знижує довговічність і надійність роботи освітлювальної установки (агресивне, вологе, запилене середовище), а в окремих випадках може спричинити пожежу чи вибух. Тому світильники повинні бути з необхідним ступенем захисту від умов зовнішнього середовища в місцях встановлення. Особливо жорсткі вимоги щодо цього стосуються світильників, які встановлюються у вибухо- та пожежо-небезпечних приміщеннях.

Освітлення потребує систематичного догляду, правильної експлуатації освітлювальної установки та контролю освітленості на робочих місцях не менше одного разу на рік.

Залежно від специфіки цехів графіки перевірки стану віконного скла, світильників, електроарматури, їх очищення та миття. Внаслідок тривалої експлуатації ламп, їх світловий потік знижується до 25%. Такі лампи треба своєчасно замінювати. Забороняється встановлення світильників, до комплекту яких входять не однотипні газорозрядні лампи, а також такі, які мають різний спектр та величину світлового потоку.

Очищення світильників належить проводити не менше одного разу на три місяці. Очищення шибок світлових отворів проводиться не рідше двох разів на рік для приміщень із незначним виділенням пилу, і не менше чотирьох разів із значним виділенням пилу.

Основним приладом для контролю та вимірювання освітленості на робочих місцях є люксметри типу Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117. Вони відрізняються границями вимірювання та оформлення. Принцип дії всіх однаковий і базується на явищі фотоелектричного ефекту.

Для автоматичного контролю освітленості на робочих місцях встановлюють фотодіоди ФД, які вказують на недостатню освітленість.

Висновок

Освітлення відіграє важливу роль у житті людини.

Світло є не тільки важливою умовою роботи зорового аналізатора, але й біологічним фактором розвитку організму людини в цілому. Для людини день і ніч, світло і темрява визначають біологічний ритм - бадьорість чи сон.

Отже, недостатня освітленість, або її надмірна кількість, знижує рівень збудженості центральної нервової системи і, природно, активність усіх життєвих процесів. Раціональне освітлення є важливим фактором загальної культури виробництва. Неможливо забезпечити чистоту та порядок у приміщенні, в якому напівтемрява, світильники брудні або в занедбаному стані.

Природне освітлення має важливе фізіолого-гігієнічне значення для працюючих. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому. Сонячне випромінювання зігріває та зневажує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб( наприклад, вірусу грипу).

Окрім того, природне світло має психологічну дію, створюючи в приміщенні для працівників відчуття безпосереднього зв'язку з довкіллям.

Список використаної літератури

1. Гандзюк М.П., Желібо Є.П., Халімовський М.О. - Основи охорони праці. - К., «Каравела», 2004.

2. Катренко Л.А., Кіт Ю.В., Пістун І.П. - Охорона праці. Курс лекцій. Практикум: Навчальний посібник. - Суми, «Університетська книга», 2003.

3. Джигирей В.С., Жидецький В.Ц. - Безпека життєдіяльності. Видання четверте, доповнене. - Львів, «Афіша», 2001.