Освещенность естественная и искусственная

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие сведения об освещении

2. Общие сведения о естественном освещении

3. Нормирование естественного освещения

4. Общие сведения о искусственном освещении

5. Нормирование искусственного освещения

6. Эффективное применение искусственного освещения

Список литературы

1. Общие сведения об освещении

Из общего объема информации человек получает через зрительный канал около 80 %. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, явиться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывают полную потерю ориентировки работающих. Неправильная эксплуатация, так же как и ошибки, допущенные при проектировании и устройстве осветительных установок в пожаро- и взрывоопасных цехах (неправильный выбор источников света, светильников, проводов, защитных мер), могут привести к взрыву, пожару и несчастным случаям. При неудовлетворительном освещении, кроме того, снижается производительность труда и увеличивается брак продукции.

В настоящее время существует три вида освещения -- естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение. Солнечное излучение в оптической области спектра наряду с видимой частью дает невидимую -- ультрафиолетовую и инфракрасную. Ультрафиолетовые излучения имеют длины волн от 0,1 до 0,38 мкм, видимые -- от 0,38 до 0,78 мкм, инфракрасные -- от 0,78 до 3,4 мкм.

Ультрафиолетовые излучение (УФ) оказывают биологически положительное воздействие на организм человека, одновременно вызывая потемнение кожи -- эритемный эффект (загар). При высоких интенсивностях УФ могут вызвать ожоги кожи, проникая в глаза и фокусируясь хрусталиком на светочувствительной оболочке глаза -- сетчатке, могут вызвать ее ожог, что ведет к частичной или, в тяжелых случаях, к полной потере зрения.

Ультрафиолетовые излучения возникают при работе кварцевых ламп, электрической дуги высокой интенсивности, лазерных установок, при получении высокотемпературных расплавов, электро- и газовой сварке и прочее. естественный освещение искусственный промышленный

Защита от ультрафиолетовых излучений осуществляется достаточно просто -- их не пропускают ткань обычной одежды и очки с простым стеклом.

Инфракрасные излучения проявляются в основном их тепловым воздействием.

Видимые излучения, занимающие интервал спектра от до м. При больших яркостях они вызывают ослепленность и снижение остроты зрения.

Для оценки условий освещения пользуются понятием освещенности Е, измеряемой в люксах (лк). Для измерения и контроля освещенности применяют люксметр, принцип действия которого основан на фотоэлектрическом эффекте. При освещении селенового фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототек, обусловливающий отклонение стрелки микроамперметра, шкалу которого градуируют в люксах.

2. Общие сведения о естественном освещении

Естественное освещение положительно влияет не только на зрение, но также тонизирует организм человека в целом и оказывает благоприятное психологическое воздействие. В связи с этим все помещения в соответствии с санитарными нормами и правилами должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение -- освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Оно может быть боковым, если осуществляется через световые проемы в наружных стенах, и верхним -- через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания. Комбинированное естественное освещение -- сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Световые (оконные) проемы выполняют ряд защитных функций:

1. защита от шума;

2. использование для осуществления вентиляции помещений;

3. использование в случае эвакуации;

4. могут быть выходом взрывной волны (препятствуют разрушению ограждающих конструкций.)

3. Нормирование естественного освещения

Нормирование естественного освещения производится при помощи коэффициента естественной освещенности или сокращенно КЕО. КЕО -- отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в %:

где

освещенность внутри помещения; наружная освещенность.

При одностороннем боковом естественном освещении (рис.1) нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Характерный разрез помещения -- поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или продольной оси пролетов помещения. В характерный разрез помещения должны попадать участки с наибольшим количеством рабочих мест, а также точки рабочей зоны, наиболее удаленные от световых проемов.

При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола) (рис.2).

При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных па пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола) (рис.3,4). Существенное значение имеет то, в каком поясе светового климата размещается помещение, так как естественное освещение зависит от числа солнечных дней в году, а также от устойчивости снежного покрова.

Прямые солнечные лучи, проникая в производственное помещение в больших дозах и в течение всего или большей части дня, оказываются неблагоприятными, так как вызывают слепимость, повышают, иногда значительно, температуру воздуха, нагревают оборудование. Слепимость -- ослепление в результате попадания в глаза интенсивных световых лучей -- ведет к быстрому утомлению зрения и потере ориентировки, что, в свою очередь, снижает производительность труда, увеличивает брак продукции и нередко является причиной аварии и травматизма из-за ошибочных действий и попадания в опасные зоны.

Поэтому для производственных помещений с постоянным пребыванием работающих на промышленных предприятиях, проектируемых для строительства в солнечных климатических районах, предусматриваются солнцезащитные устройства (жалюзи, солнцезащитные козырьки, светорассеивающие экраны, шторы и другие).

Качество естественного освещения оценивается равномерностью. Неравномерность не должна превышать 3:1 (отношение КЕО максимального к КЕО минимальному) в помещениях производственных и общественных зданий с верхним и боковым естественным освещением.

Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещенийс одним боковым освещением, а также при верхнем или комбинированном при работах с крупными объектами различения.

Расчет естественного освещения заключается в определении коэффициента естественной освещенности в различных точках характерного разреза помещения, Учитывается световой поток прямого диффузного света от небосвода, а также отраженного от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий. Результат расчета -- определение площади световых проемов для помещений. По этому для расчета естественного освещения необходимо иметь следующие данные: длину и ширину помещения, количество пролетов, значения коэффициентов отражения стен и потолков, коэффициентов светопропускания и затемнения окон противостоящими зданиями, а также степень точности выполняемой работы. Зная площадь остекления и площадь окон определяют количество окон:

.

4. Общие сведения о искусственном освещении

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда по условиям технологии, организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированные значения КЕО (много-этажные здания большой ширины, одноэтажные многопролеточные здания с пролетами большой ширины и т. п.). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, ремонтное.

Рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации здания или территории. При погасании рабочего освещения временное продолжение работы обеспечивается аварийным освещением.

Аварийное освещение предусматривается в тех случаях, если погасание рабочего освещения может вызвать: взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического процесса, нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радиопередачи и связи и другие.

Светильники аварийного освещения должны создавать на рабочих поверхностях 5% освещенности, нормированной для данного вида работ при системе общего освещения, но не менее 5 лк при газоразрядных лампах и 2 лк -- при лампах накаливания.

Питание светильников аварийного освещения осуществляется от независимого источника электроэнергии, напряжение на котором сохраняется при исчезновении его на других источниках (трансформаторы, питаемые от двух электростанций, генераторы с самостоятельным первичным двигателем, аккумуляторные батареи).

Выполнение аварийного освещения возможно двумя способами: из числа светильников общего освещения небольшая часть выделяется для аварийного освещения либо для него устанавливаются дополнительные светильники. В обоих случаях в светильниках аварийного освещения допускается применение ламп накаливания; люминесцентные лампы допускаются при температуре окружающей среды не ниже +10°С и уровне напряжения не менее 90% номинального.

Освещение безопасности (эвакуационное) предусматривается в производственных помещениях при наличии опасности возникновения травматизма для эвакуации людей из помещения. Светильники такого освещения должны обеспечивать по линии основных проходов в помещениях освещенность не менее 0,5 лк, которая позволяет отключить силовое оборудование, прекратить работу и, если это необходимо, покинуть рабочее помещение. Система освещения безопасности питается от электрических сетей, независимых, от сетей рабочего освещения, начиная от шин подстанций.

Выходы из производственных помещений без естественного света, где могут одновременно находиться более 50 человек, и из помещений, имеющих площадь более 150м², должны быть отмечены световыми указателями, присоединенными к сети аварийного освещения.

Ремонтное освещение необходимо для обеспечения освещения там, где его недо-статочно или вообще нет. Ремонтное освещение обеспечивается аккумуляторными фонарями и светильниками, питающимися от понижающих трансформаторов. В особо опасных условиях используются светильники с питанием не более 12 В, в условиях повышенной опасности допускается использование питания не более 36 В.

Корпусы светильников изготавливаются из изоляционного материала.

5. Нормирование искусственного освещения

При выборе соотношений нормируемых значений освещенности по разрядам точности и напряженности зрительной работы необходимо учитывать следующие показатели: точность зрительной работы и коэффициент отражения рабочей поверхности; продолжительность напряженной зрительной работы в общем бюджете рабочего времени; характеристики качества освещения; технико-экономические показатели применяемой системы освещения; требования обеспечения безопасности работы.

Классификация зрительных работ по точности определяется угловым размером и яркостным контрастом объекта наблюдения с фоном. Объектом наблюдения принято называть деталь рассматриваемого предмета, которую требуется различать в процессе работы.

Угловые размеры объектов наблюдения, выраженные в угловых минутах, группируют по их линейным размерам, принимая расстояние от объекта до глаза наблюдателя равным 0,35--0,5 м, что позволяет линейный размер 0,1 мм принять эквивалентным угловому размеру в одну угловую минуту. Объекты различения классифицируются по размерам на шесть разрядов: от 1 -- наивысшей точности (размер объекта различения менее 0,15 мм) до 6 -- грубая работа (размер объекта различения более 5 мм). Последующие три разряда -- 7, 8, 9 -- не учитывают размеры объекта различения, поскольку к ним относятся работы, требующие только общего наблюдения за ходом производственного процесса, склады, а также работы с самосветящимися объектами.

Контраст К объекта наблюдения с фоном принято считать малым при К<0,2; средним при 0,2?K?0,5 и большим при K>0,5. Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зрительно обнаруживается и опознается, классифицируются по коэффициенту их отражения с на три группы: темные (с <0,2), средние (0,2? с ?0,4) и светлые (с >0,4).

Нормируемую освещенность позволяют определить три характеристики: точность зрительной работы, контраст объекта с фоном и коэффициент отражения рабочей поверхности.

Нормированные значения освещенности для разряда 1 зрительной работы приведены в таблице 1. Деление разрядов на подразряды дает возможность более дифференцированно выбрать освещенность для каждой зрительной работы.

Таблица 1.

В случаях невозможности или технической нецелесообразности применения газоразрядных ламп можно использовать лампы накаливания.

Если работа связана с повышенной опасностью травматизма, размещением деталей на движущихся поверхностях, если напряженная зрительная работа производится непрерывно в течение рабочего дня или различаемые объекты расположены от глаз далее чем на 0,5 м, нормы освещенности повышаются на одну ступень согласно специальной шкале освещенностей. Так, в указанных случаях наибольшая освещенность для зрительной работы 1а может быть повышена до 6000 и даже до 7500 лк.

В реальных условиях работы глаза яркость поля зрения неодинакова из-за различия коэффициентов отражения отдельных участков поля зрения, из-за распределения светового потока по освещаемым поверхностям и наличия в поле зрения светящихся пятен. В результате наличия в поле зрения пятен с яркостью, значительно превышающей яркость адаптации наблюдателя, возникает ощущение неудобства или напряженности -- зрительный дискомфорт. Зрительный дискомфорт вызывает отвлечение внимания и уменьшение сосредоточенности, а также может привести к зрительному и общему утомлению. Утомляют также неправильная передача цвета освещаемых предметов и пульсация яркости рабочих поверхностей во времени. В связи с этим нормируются следующие качественные показатели освещения: ослепленность, дискомфорт, пульсация и спектр излучения.

Показатель ослепленности Р -- критерий оценки слепящего действия осветительной установки

,

где коэффициент ослепленности

;

-- видимость объекта наблюдения при экранировании блеских источников; -- то же при наличии в поле зрения блеских источников.

Нормируемые значения показателей ослепленности не должны превышать Р = 20 для точных зрительных работ и Р = 40 для работ меньшей точности.

Показатель дискомфорта М -- критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения:

где -- яркость блеского источника, кд/м²; -- угловой размер блеского источника, ср; -- индекс позиции блеского источника относительно линии зрения; -- яркость адаптации, кд/м².

Таким образом, основными параметрами осветительной установки, определяющими уровень предельно допустимой яркости по дискомфорту, являются яркость адаптации и расположение световых приборов в поле зрения. Поэтому для меcтного освещения светильники предусматриваются с непросвечивающими отражателями, имеющими защитный угол не менее 30°.

Пульсация яркости рабочих поверхностей во времени вызывает зрительное утомление и снижение производительности труда. Излучение газоразрядных источников света пульсирует с удвоенной частотой переменного тока, питающего осветительную установку. Критерием оценки относительной глубины колебаний освещенности служит коэффициент пульсации освещенности:

где -- максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания; -- среднее значение освещенности за этот же период, лк.

Для уменьшения коэффициента пульсации принято пользоваться следующими методами: включение смежных ламп в различные фазы электрической сети, питание установок током повышенной частоты, а также применение двухламповых светильников с емкостным и индуктивным сопротивлениями.

Максимально допустимые значения коэффициента пульсации при системе комбинированного освещения для 1 и 2 разрядов работы равны 10 для местного и 20 для общего освещения, для 4--8 разрядов --20.

6. Эффективное применение искусственного освещения

При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы: выбрать систему освещения и тип источника света; определить норму освещенности; установить тип светильников; произвести размещение светильников; рассчитать освещенность в необходимых точках; уточнить после этого размещение светильников; определить единичную мощность светильников и ламп.

Освещение внутри помещений осуществляется либо системой общего, либо комбинированного освещения. При этом следует учитывать, что экономичнее система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения совершеннее, так как позволяет создать более благоприятное распределение яркостей в поле зрения.

Выбор источников света определяется их основными характеристиками: электрическими (напряжение, мощность), световыми (световая отдача, срок службы, яркость), цветовыми (спектральный состав, цветность излучения), размером к формой колбы, экономичностью. В настоящее время используют три типа источников света: лампы накаливания, люминесцентные лампы и лампы ДРЛ (ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью).

Для облегчения задачи выбора освещенности в проектной практике составлены отраслевые нормы, представляющие собой расписание значений освещенности для основных помещений и рабочих мест по отраслям промышленности. В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих поверхностях снижается за счет уменьшения светового потока источников света, загрязнения ламп и осветительной арматуры, а также загрязнения стен и потолка освещаемого помещения. Это учитывают коэффициентом запаса, повышающим расчетное значение освещенности по сравнению с нормированным.

Светильники выбирают по характеристикам светораспределения, блескости, экономическим показателям и по условиям среды помещений. Во взрыво- и пожароопасных помещениях применяют светильники специального исполнения.

Выбор размещения светильников связан с формой кривой силы света светильника и определяется заданным распределением освещенности или наименьшей удельной мощностью.

Расчет мощности осветительной установки в целом и каждого осветительного прибора отдельно обеспечивает минимальную освещенность. Расчет производится по световому потоку или по силе света. Наиболее прост приближенный метод удельной мощности. Под удельной мощностью понимается отношение суммарной мощности источников света к площади освещаемой поверхности.

Удельная мощность, являющаяся основным энергетическим показателем осветительной установки, определяется из выражения:

,

где n-- число источников света;--единичная мощность лампы, Вт; S -- площадь помещения, м².

Для расчета искусственного освещения методом удельной мощности составлены таблицы для различных сочетаний коэффициентов отражения потолка, стен и пола помещения и значений коэффициентов запаса для светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами.

Найденную из таблиц величину удельной мощности следует умножить на площадь помещения и определить величину общей установленной мощности. Если общую установленную мощность разделить на число светильников, то получится мощность каждой лампы.

Эксплуатация осветительных установок осуществляется в соответствии с установленными правилами. На электрических станциях не реже одного раза в квартал производятся контрольные измерения освещенности, не реже одного раза в год -- чистка светильников.

Электробезопасность при смене перегоревших ламп и чистке светильников обеспечивается теми же защитными мерами, что и для других токоприемников.

Общее освещение рассчитывается по способу светового потока:

, где

световой поток [лм] (справочные данные); минимальная освещенность рабочего места [люкс] (санитарные нормы: 100 люкс - для КИПиА; 200-300 люкс - ремонт, наладка приборов); площадь помещения [мІ]; К-коэффициент запылен-ности воздуха; N - число светильников на потолке; з - коэффициент использования осветительной установки (для нормальных помещений - 0,5; для узких - 0,3); z - коэффициент равномерности освещения (для ЛДС - 0,9; для ЛН - 0,6).

Литература

1. Охрана труда: Учебник для студентов вузов; Под ред. Б.А. Князевского- М.: Высшая школа, 1982.-311с.

2. Охрана труда в электроустановках Учебник для студентов вузов; Под ред. Б.А. Князевского- М.: Энергоатомиздат,1983.-336с.

Размещено на Allbest.ru