Глава 4. Производственное освещение

4.1. Общие сведения

Производственное освещение — это такая система естественного и искусственного освещения, которая позволяет работающим нормально осуществлять определенный технологический процесс.

Качественное освещение в рабочих помещениях является одним из основных условий для нормальной производственной деятельности. При плохом освещении появляются зрительное утомление, общая вялость, которые приводят не только к снижению производительности труда, но так же к снижению внимания и возможности несчастного случая (травме).

Уровень освещения рабочих поверхностей определяется освещенностью. Освещенность характеризуется величиной светового потока, выраженного в люменах (лм), падающего на 1 кв. м освещаемой (рабочей) поверхности, и измеряется в люксах (лк) [7] .

Измерять световые характеристики источников света и осветительных приборов, а также характеристики условий освещения помещений и открытых пространств можно зрительными или физическими методами. В первом случае индикатором является глаз человека, во втором – различного рода физические приборы: фотоэлементы, фотоэлектронные множители, болометры и др.

Для создания нормальных условий труда большое значение имеет рациональное освещение производственных помещений . Оно должно удовлетворять следующим требованиям:

✓ освещенность должна быть достаточной и соответствовать характеру зрительной работы;

✓ освещенность должна быть равномерной, без резких теней;

✓ между объектом различения (рассмотрения) и фоном, на котором рассматривается объект, должна быть некоторая контрастность;

✓ источник света не должен создавать бликов на объекте различения и не должен ослеплять работающего;

✓ уровень освещенности рабочих поверхностей должен быть постоянным во времени и иметь оптимальный спектральный состав света; ✓ электроосветительные установки должны быть безопасными при эксплуатации.

В помещениях применяют 2 вида освещения – естественное и искусственное. Естественное освещение по спектральному составу и высокой диффузности более благоприятно для зрения. Естественный свет стимулирует жизнедеятельность организма и обеспечивает ощущение непосредственной связи с внешней средой. Свет оказывает на человека психофизиологическое, функциональное, тепловое и бактерицидное воздействие. Длительное отсутствие ультрафиолетового излучения или недостаточные его дозы вызывают явление, получившее название «световое голодание». Замена естественного освещения искусственным допускается только в случае невозможности использования дневной свет.

Различают 3 системы естественного освещения:

✓ боковое естественное освещение – освещение через световые проемы, расположенные в наружных стенах. Боковое естественное освещение может быть односторонним (световые проемы расположены с одной стороны) или двусторонним (световые проемы расположены с двух сторон); ✓ верхнее естественное освещение – естественное освещение помещения 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.

Так как освещенность, создаваемая дневным светом, не постоянна во времени (она зависит от положения солнца, степени облачности и чистоты воздуха, времени дня и т. п.), то естественное освещение помещений принято характеризовать не абсолютной величиной (в люксах), а относительной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО). Расчет естественного освещения сводится к нахождению площади световых проемов и проводится на стадии проектирования зданий.

При недостаточности естественного освещения или невозможности его применения исходя из условий технологического процесса применяют искусственное освещение, осуществляемое электрическими источниками света: лампами накаливания, люминесцентными и ртутными лампами.

Искусственное освещение делится:

✓ по виду – на общее и комбинированное;

✓ по назначению – на рабочее, аварийное и охранное.

Под общим понимается освещение, при котором освещается вся площадь помещения – как занятая рабочим оборудованием, так и вспомогательная. В зависимости от технологического процесса, размещения оборудования и функциональных задач общее освещение может быть равномерным и локализованным, которое осуществляется рассеянным или отраженным светом.

Комбинированное освещение представляет собой совокупность общего и местного освещения.

Задача местного освещения – сконцентрировать световой поток непосредственно на конкретном рабочем месте. При комбинированной системе общее освещение должно составлять не менее 10 % нормированной для данных условий освещенности, местное – остальные 90 %. Применение одного местного освещения в производственных условиях категорически запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и затемненными местами утомляет глаза, снижает темп работы и часто является одной из причин производственного травматизма.

Рабочее освещение предусматривается для всех помещений, а также для участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение предусматривается в помещениях и на открытых пространствах для продолжения или завершения работы и для эвакуации людей. Питание аварийного освещения должно иметь индивидуальные источники, которые автоматически включаются при аварии рабочего освещения.

Охранное освещение предусматривается вдоль границ территории, складов или других объектов, охраняемых в ночное время. Величина освещенности на уровне земли должна быть не менее 0,2 лк.

Основные параметры электрических истопников света: номинальные значения напряжения (В), мощности (Вт), световой поток (лм), световая отдача (лм/Вт) и срок службы (ч). Эти параметры устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Принцип действия ламп накаливания основан на тепловом действии электрического тока (вольфрамовая нить лампы, раскаленная до 2500–2700 °C, излучает световой поток).

Газоразрядные источники света имеют высокую светоотдачу, во много раз превышающую светоотдачу ламп накаливания. Основные типы газоразрядных ламп, получившие широкое применение для освещения, – трубчатые люминесцентные лампы низкого давления и лампы ДРЛ [8] .

Лампы ДРЛ рекомендуется применять для общего освещения производственных помещений преимущественно высотой 6 м и более, если характер работы не требует точного различения цветов и оттенков; для основных проходов и проездов с интенсивным движением транспорта и людей на территориях предприятий, для других участков открытых пространств, требующих повышенной освещенности.

4.2. Правила и нормы освещения

Задачей нормирования осветительных установок является обеспечение нормальных условий для работы глаза при допустимом расходе средств, материалов и электроэнергии.

Человек различает окружающие предметы благодаря тому, что они имеют разную яркость. При плохом освещении он работает менее продуктивно. Плохое освещение может привести к профессиональному заболеванию (близорукости). На рабочих местах, где требуется напряженная зрительная работа, улучшение освещения может повысить производительность труда на 5–10 %, поэтому: 1) освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется 3 параметрами:

✓ объектом различения — это наименьший размер рассматриваемого предмета, его части или дефекта, толщина линии шкалы и т. д.;

✓ фоном – поверхностью, непосредственно прилегающей к объекту различения.

Если коэффициент К > 0,4 – фон светлый; если К = 0,2–0,4 – фон средний; если К < 0,2 – фон темный;

✓ контрастом объекта различения с фоном К.

Если К > 0,5 – контраст большой; если К = 0,2–0,5 – контраст средний; если К < 0,2 – контраст малый [9] ;

2) яркость должна распределяться на рабочей поверхности достаточно равномерно. Если в поле зрения предметы сильно отличаются по яркости, то при переводе взгляда с одного на другой глаза быстро устают (происходит переадаптация);

3) на рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени, которые искажают размеры и форму предмета. Свет должен быть рассеянным;

4) в поле зрения должны отсутствовать прямая и отраженная блескость, которая создает ослепленность и приводит к утомлению. Источник света следует экранировать и правильно выбирать угол освещения; блестящие поверхности заменять матовыми;

5) величина освещенности должна быть постоянной во времени. Для этого необходимо стабилизировать напряжение питания, газоразрядные лампы питать трехфазным напряжением. Пульсации освещенности могут создавать стробоскопические эффекты. Уличные светильники следует жестко крепить во избежание раскачивания ветром;

6) все элементы осветительной установки должны быть электробезопасны и взрыво– и пажаробезопасны. Переносные источники света питаются пониженным напряжением 42, 36, 24 и 12 В.

Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется СНиП 23-05-95 «Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение». Они устанавливают величину минимальной освещенности, показатели ослепленности и дискомфорта, глубину пульсации освещенности.

Величину минимальной освещенности устанавливают по характеру зрительной работы, которую определяют по наименьшему размеру различаемого объекта. Всего установлено 8 разрядов зрительной работы по размерам объекта различения и 4 подразряда (а, б, в, г) в зависимости от контраста и фона.

Показатель ослепленности не должен превышать 20–80 ед. в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы.

Дискомфорт – это начальная стадия ослепленности. Регламентируется показатель дискомфорта для чертежных залов, машинописных бюро. Он определяется по специальным таблицам в зависимости от типа светильника, соотношения размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка.

Глубина пульсаций устанавливается при применении газоразрядных ламп.

Естественное освещение очень нестабильно, и его нельзя задавать количественной величиной освещенности. Для его характеристики принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО). КЕО (размеры проемов, остекление, загрязнение стекол и др.). Нормируемые значения КЕО устанавливаются по тем же таблицам, что и освещенность для искусственного освещения.

Общее освещение психологически настраивает человека на коллективные действия и общение. Местное освещение обосабливает каждое рабочее место и способствует индивидуальному производственному процессу. Эти особенности психологии человека необходимо учитывать при выборе системы освещения. Вместе с тем исследования, проведенные в ряде стран, показали, что одно лишь местное освещение создает у человека ощущение одиночества, изоляции от общества и приводит к угнетенному состоянию. Общее освещение, наоборот, создает впечатление раскованности, свободы. Поэтому при выборе системы освещения рекомендуется отдавать предпочтение общему освещению. При этом норму освещенности принимают по разряду зрительных работ большинства работающих в помещении. Для тех рабочих мест, где выполняются более точные зрительные работы, устанавливают дополнительные светильники местного освещения (применяют комбинированное освещение) [10] .

В проектировании систем искусственного освещения серьезное внимание следует уделять выбору источников света – люминесцентных или накаливания. В связи с тем, что зрение человека ориентировано на дневное освещение высокого уровня, люминесцентное освещение одинакового уровня с лампами накаливания человеком воспринимается как сумеречное. В результате быстро наступает утомляемость глаз, падает производительность труда. Эффект сумеречности исчезает при освещенностях в 400–500 лк.

Поэтому при нормированной освещенности ниже 400 лк предпочтение следует отдавать лампам накаливания, при больших освещенностях – люминесцентным. Однако эти соображения носят субъективный характер. В каждом конкретном случае проектирования учитывают множество факторов, обеспечивающих комфорт.

Системы освещения требуют постоянного контроля и обслуживания.

В установках с люминесцентными лампами необходимо следить за исправностью схем включения, не допуская видимых глазом миганий, и пускорегулирующих аппаратов, не допуская шума дросселей.

Необходимо регулярно очищать стекла световых проемов: 2 раза в год для помещений с незначительным выделением пыли и 4 раза в год при значительном пылевыделении.

Необходимо своевременно заменять перегоревшие лампы – или по мере перегорания, или все сразу по истечении срока службы.

Следует периодически проверять уровень освещенности в контрольных точках производственного помещения не реже 1 раза в год, совмещая это с чисткой светильников и заменой ламп. Освещенность должна быть равна или больше нормированной, умноженной на коэффициент запаса. Прибор для измерения освещенности – люксметр (Ю-16, Ю-116, Ю-117 и др.), основанный на принципе измерения фототока: селеновый фотоэлемент соединен с гальванометром, проградуированным в люксах. При измерениях чувствительный элемент располагается в плоскости рабочей поверхности.