ОСВЕЩЕНИЕ И СВЕТИЛЬНИКИ
Всякий светящийся предмет излучает энергию, которая в форме электромагнитных волн распространяется в разные стороны. Для оценки зрительного восприятия потока световой энергии используются понятия: световой поток, сила света, яркость, освещенность.
· Световой поток ‒ поток световой энергии, оцененный по его воздействию на глаз человека.
· Сила света ‒ пространственная плотность светового потока, т.е. отношение светового потока точечного источника света к величине телесного угла, в котором этот поток распространяется.
· Яркость (или фотометрическая яркость) ‒ сила света в определенном направлении (в глаз наблюдателя), отнесенную к единице площади видимой светящейся поверхности, расположенной перпендикулярно к направлению распространения света.
· Освещенность ‒ поверхностная плотность светового потока, т.е. световой поток, отнесенный к единице площади освещаемой поверхности.
· Контраст ‒ разница яркостей объекта наблюдения и его окружения (фона) или между различными частями объекта.
К функциям зрения, особенно необходимым для безопасности и результативности труда, относятся: контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость ясного видения, цветовая чувствительность.
· Контрастная (различительная) чувствительность – это способность глаза различать минимальные значения разности яркости объекта (детали) и фона. Установлена зависимость контрастной чувствительности от условий освещения объекта и яркости, к которой глаз предельно адаптировался.
· Острота зрения – это максимальная способность различать отдельные объекты. Большое влияние на остроту зрения оказывает освещенность. С ростом освещенности до определенного уровня растет и острота зрения.
|
|
Определенная роль при выполнении зрительной работы принадлежит такой зрительной функции, как цветоощущение. Значение этой функции возрастает при выполнении производственных операций, связанных с необходимостью цветоразличения. Наиболее благоприятные условия цветоощущения создаются при естественном (солнечном) освещении (поскольку оно достаточно велико), а также при искусственном освещении люминесцентными лампами с исправленной цветностью.
Для успешной зрительной работы в условиях изменчивости освещенности большое значение имеет зрительная адаптация, т.е. приспособление глаза к условиям освещения. Благодаря процессу адаптации зрительный анализатор обладает способностью работать в широком диапазоне освещенностей. Различают световую и темновую адаптации.
· Световая адаптация – приспособление глаза к работе в условиях высокой яркости поля зрения. Световая адаптация при повышении яркостей в поле зрения происходит быстро – в течение 5 – 10 мин.
· Темновая адаптация – приспособление глаза к более низким яркостям поля зрения. Темновая адаптация развивается медленнее – от 30 мин до 2 ч.
Процесс адаптации сопровождается фотохимическими и нервными процессами, перестройкой рецептивных полей в сетчатке глаза, изменением диаметра зрачка (зрачковый рефлекс). Частые изменения уровней яркости приводят к снижению зрительных функций, развитию утомления вследствие переадаптации глаза. Зрительное утомление, связанное с напряженной работой и частой переадаптацией, приводит к снижению зрительной и общей работоспособности.
|
|
Каждый вид деятельности, связанный с необходимостью различения того или иного объекта, требует определенного уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности.
Вместе с тем чрезмерная локальная яркость может вызывать ослепление. Когда в поле зрения попадает яркий источник света, глаз на какое-то время теряет способность различать предметы. Ослепление может быть прямым, когда оно вызвано нахождением ярких источников света в поле зрения, или отраженным, когда свет отражается от поверхностей с высоким коэффициентом отражения.
Человеческий глаз защищается от поражения слишком ярким светом с помощью мигательного рефлекса, поворота глаз и движения головы при воздействии яркого света.
При организации рационального освещения, выборе источников света и светильников учитываются назначение помещения, его размеры и категория по взрыво- пожароопасности, возможные загрязнения (пыль, газы, пары), характеристика и разряд выполняемой работы, нормированная освещенность и цветовая отделка.
Для создания нормальной световой среды применяют различные системы освещения.
Освещение как свет от какого-либо источника, создающее освещенность поверхностей предметов и обеспечивающее зрительное восприятие этих предметов, бывает:
1. Естественное,
2. Искусственное,
|
|
3. Совмещенное.
Естественное освещение – освещение помещений светом, исходящим от неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Нормируемой характеристикой является коэффициент естественной освещенности.
· Боковое естественное освещение – естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.
· Верхнее естественное освещение – естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах (в местах перепада высот здания).
· Комбинированное естественное освещение – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.
Искусственное освещение – освещение помещений и других мест, где недостаточно естественного освещения. Подразделяется на
а) рабочее,
б) аварийное,
в) охранное,
г) дежурное,
д) общее,
е) местное,
ж) комбинированное.
При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения используется для дежурного освещения.
а) Рабочее освещение обеспечивают во всех помещениях, а также на участках открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и с разными режимами работы, предусматривается раздельное управление рабочим освещением.
б) Аварийное освещение – освещение объектов различного назначения, не прекращающееся или автоматически вводимое в действие при внезапном отключении рабочих (основных) источников света. Предназначено для обеспечения эвакуации людей или временного продолжения работы на объектах, где внезапное отключение освещения создает опасность травматизма или недопустимого нарушения технологического процесса.
Аварийное освещение подразделяется на: освещение безопасности и эвакуационное освещение.
Освещение безопасности – освещение, предусматриваемое на случай аварийного отключения рабочего освещения, в результате чего возможны:
длительное нарушение технологического процесса;
нарушение работы объектов ‒ электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях, где недопустимо прекращение работ, и т.п.
Эвакуационное освещение – освещение для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении нормального освещения. Такое освещение (в помещениях или в местах производства работ вне зданий) следует предусматривать:
· в местах, опасных для прохода людей;
· в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек;
· по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 человек;
· на лестничных клетках жилых зданий высотой 6 этажей и более;
· в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;
· в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещениях могут одновременно находиться более 100 человек;
· в производственных помещениях без естественного света.
в) Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Могут использоваться любые источники света, за исключением случаев, когда охранное освещение автоматически включается только при срабатывании охранной сигнализации или других технических средств. В таких случаях применяются лампы накаливания.
г) Дежурное освещение – освещение в нерабочее время. Область применения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству не нормируются.
д) Общее освещение – освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).
е) Местное освещение – освещение, дополнительное к общему, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.
ж) Комбинированное освещение – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.
Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
К практической работе № 8
Источниками искусственного освещения являются газоразрядные лампы и лампы накаливания. Газоразрядные лампы предпочтительнее для применения в системах искусственного освещения. Световой поток от газоразрядных ламп по спектральному составу близок к естественному освещению и поэтому более благоприятен для зрения.
Однако газоразрядные лампы имеют существенные недостатки, к числу которых относится пульсация светового потока. При рассмотрении быстро движущихся или вращающихся деталей в пульсирующем световом потоке возникает стробоскопический эффект, который проявляется в искажении зрительного восприятия объектов (вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются направление и скорость движения).
В системах производственного освещения применяют люминесцентные газоразрядные лампы, имеющие форму цилиндрической стеклянной трубки. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда в видимый свет. Люминесцентные газоразрядные лампы в зависимости от применяемого в них люминофора создают различный спектральный состав света.
Различают несколько типов ламп: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ).
Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления), в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления:
· лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные);
· галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с йодидами);
· ксеноновые лампы ЛКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые), которые применяются для освещения территорий предприятия;
· натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые), используемые для освещения цехов с большой высотой (литейных цехов).
Применяются для освещения производственных помещений также лампы накаливания, в которых свечение возникает путем нагревания нити накала до высоких температур. Они просты и надежны в эксплуатации. Недостатками их являются низкая световая отдача (не более 20 лм/Вт), ограниченный срок службы (до 1000 ч), преобладание излучения в желто-красной части спектра, что искажает цветовое восприятие.
В осветительных системах используют лампы накаливания различных типов:
· вакуумные (НВ);
· газонаполненные биспиральные (НБ);
· биспиральные с криптоноксеноновым наполнением (НБК);
· зеркальные с диффузно отражающим слоем и др.
Все большее распространение получают лампы накаливания с йодным циклом – галоидные лампы, которые имеют лучший спектральный состав света и хорошие экономические характеристики.
Обозначения:
ЛН – лампа накаливания;
ЛЛ – люминесцентная;
LED – светодиодная;
ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.
k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1.
Его вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных)
Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором светильников, представляющих собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Основное назначение светильников заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для освещения направлениях, механическом креплении источников света и подводе к ним электроэнергии, а также защите ламп, оптических и электрических элементов от воздействия окружающей среды.