Методы расчета и способы обеспечения освещения

   3.4. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость — повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т. е. ухудшение видимости объектов.1

   Видимость V характеризует способность глаза  воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном: V=K/Knop, где (Кпор—пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на фоне.

   Прямая  блескость связана с источниками  света, отраженная возникает на поверхности  с большим коэффициентом отражения  или отражением по направлению к  глазу. Ослепленность приводит к  быстрому утомлению и снижению работоспособности. Критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, является показатель ослепленности Ро значение которого определяют по формуле Ро== (V1/V2— 1) • 1000. где V1 и V2— видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляют с помощью щитков, козырьков и т. п.

   Прямую  блескость ограничивают уменьшением  яркости источников света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников. Отраженную блескость ослабляют правильным выбором направления светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там, где это возможно, следует заменять блестящие поверхности матовыми.

   3.5. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети, имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностью работы газоразрядных ламп.

   Коэффициент пульсации освещенности Kп—критерий оценки относительной глубины колебаний  освещенности в результате изменения  во времени светового потока газоразрядных  ламп при питании их переменным током.

   Коэффициент пульсации освещенности Кп(%) следует  определять по формуле Кп= 100 (Emax—Emin)/2Ecp”  где Emax, Emin и Ecp—максимальное, минимальное  и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.

   Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией питающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп. Например, снижение коэффициента пульсации освещенности люминесцентных ламп с 55 до 5% (при трехфазном включении) приводит к уменьшению утомления и повышению производительности труда на 15% для работ высокой точности.

   3.6. Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других— различить рельефность элементов рабочей поверхности.

   На  машиностроительных предприятиях, например, для освещения расточных станков  применяют специальный светильник с оптической системой. Такой светильник направляет внутрь обрабатываемой полости  концентрированный световой поток лампы. Образовавшееся световое пятно имеет освещенность до 3 тыс. лк и позволяет проводить контроль качества обработки, не останавливая станок.

   Образование микротеней от рельефных элементов  облегчает различение за счет повышения  видимого контраста этих элементов с фоном. Этот метод повышения контраста используют при контроле пиломатериалов, при определении качества обработки поверхностей деталей на строгальных и фрезерных станках. Оказалось, что наибольшая видимость достигается при падении света на рабочую поверхность под углом 60° к ее нормали, а наихудшая—при 0°.

   3.7. Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.

   Правильную  цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники  света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной. Для создания цветовых контрастов применяют монохроматический  свет, усиливающий одни цвета и  ослабляющий другие.

   3.8. Все элементы осветительных установок—светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети—должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва.. Обеспечение указанных условий достигается применением зануления или заземления, ограничением напряжения для питания местных и переносных светильников до 42 В и ниже (36, 24, 12 В), выбором оборудования, соответствующего условиям среды в помещениях, и защитой элементов осветительных сетей от механических повреждений при эксплуатации. Кроме того, н

3.9. Установка должна быть удобной и простой в эксплуатации, отвечать требованиям эстетики. 

   4. Измерение и нормирование  производственного  освещения.

   Нормирование – установление пределов безопасного (для организма) изменения значений и свойств воздействующих факторов.

   Нормирование  естественного и искусственного освещения выполняют с учетом требований гигиены труда и техники  безопасности  при минимальных затратах электроэнергии и других ресурсов, а также трудовых затрат на монтаж и эксплуатацию осветительных установок.

   Оценку  и нормирование естественного и  искусственного освещения производят с учетом характера зрительной работы (определяется наименьшим размером объекта различения).

   Для гигиенической оценки освещения применяют основной абсолютный показатель – освещенность Е, лк (и некоторые вспомогательные показатели: яркость, ослепленность,  коэффициент пульсации) и относительный показатель – коэффициент естественной освещенности КЕО, %.

   Коэффициент естественной освещенности КЕО – выраженное в процентах отношение освещенности некоторой точки заданной плоскости внутри помещения к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода. КЕО показывает, какая доля естественного освещения попадает в данную точку помещения. Величина КЕО не зависит от времени суток, года, погодных условий, но определяется величиной и расположением световых проемов, прозрачностью (и чистотой) оконных стекол, окраской стен помещения и т.п. Чем дальше рабочая  поверхность расположена от световых проемов, тем меньше значение КЕО на этой поверхности. Нормированные величины КЕО  определяются разрядом зрительной работы: чем выше разряд, тем выше требуемое  значение КЕО.

   В небольших помещениях при одностороннем  боковом естественном освещении  нормируют минимальное значение КЕО (емин.) в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения, и условной рабочей поверхности на расстоянии 1м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; при двустороннем боковом  естественном освещении – в точке посередине помещения.

   Рабочая поверхность – поверхность, на которой производят работу и нормируют или измеряют освещенность.

   Характерный разрез помещения – поперечный разрез посередине помещения,  плоскость которого перпендикулярна плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или к 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 верхнем или комбинированном  естественном освещении  нормируют среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первую и последнюю точки принимают на расстоянии 1м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.

   В производственных помещениях со зрительной работой I – III разрядов необходимо выполнять совмещенное освещение.

   Нормированные значения КЕО ( еN ) для зданий, расположенных в различных районах, определяют по формуле: е_N = е_H m_N      

где N – номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 2 и 3*;

eH – значение КЕО(административных районов) по табл. 3*;

mN – коэффициент светового климата.

   Полученные  по формуле  значения eN округляют до десятых долей.

   В таблице 1 приведены значения eH (для светового пояса группы 1 административных районов России), необходимые для проектирования систем естественного, искусственного и совмещенного освещения, а также сочетания нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициентов  пульсации.

   Значения  коэффициентов светового климата и группы административных районов по ресурсам светового климата см. в табл. 2 – 3 (Ростов и Ростовская область относятся к группе № 5). Характеристики светового климата учитывают световой поток, проникающий через светопроемы в помещение в течение года благодаря солнечному свету, архитектурно-конструктивному решению и ориентации световых проемов по сторонам горизонта.

   Контроль  освещенности на соответствие требованиям  СНиП 23–05–95 /1/ выполняют с помощью  люксметра (см. ниже, рис. 1). 

   Оценку естественной освещенности помещений проводят по показателю КЕО (%); с этой целью помещение полностью освобождают от мебели и других световых экранов (портьер, занавесок и т.п.), тщательно моют окна. Освещенность Е (лк) в нормируемых точках определяют люксметром. КЕО (%) рассчитывают по формуле 2. Полученное значение КЕО сравнивают с нормированным, которое определяют по табл. 1 – 3 с учетом формулы 3.

   Необходимо  помнить: для выполнения работ I – III разрядов обязательно  применяют  совмещенное освещение в связи с  недостаточностью естественного освещения (см. табл. 1).

   Оценку совмещенного освещения помещений и рабочих поверхностей производят по показателю КЕО (%). Освещенность Е (лк) рабочих поверхностей определяют люксметром. КЕО рассчитывают по формуле 2. Полученные значения КЕО сравнивают с нормативными по табл. 1.

   Оценку  искусственного освещения помещений и рабочих поверхностей выполняют по показателю освещенности (Е, лк), измеряемой люксметром. Полученные значения Е сравнивают с нормативными по табл. 1*.

   Фотоэлектрический люксметр предназначен для измерения освещенности (лк). Принцип действия прибора основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении селенового фотоэлемента (по спектральным характеристикам близкого к чувствительности глаза человека) в замкнутой цепи, состоящей из фотоэлемента и измерителя, возникает ток, пропорциональный падающему световому потоку. Прибор оснащён затеняющими светофильтрами, расширяющими диапазон измерений освещённости от 5 до 50000 лк и более.

   Погрешность люксметра имеет максимальную величину в начале шкалы, поэтому для большей точности измерения при малых отклонениях стрелки амперметра необходимо перейти на меньший предел измерения.

   Более подробные сведения о нормативных  требованиях, предъявляемых к освещению, можно получить в СНиП 23−05−95*. 

   5. Характеристики искусственных (электрических) источников света.

   Электрическое освещение при недостаточном  естественном освещении и в темное время суток выполняют с помощью  ламп накаливания (ЛН) и газоразрядных  ламп (ГЛ)

   На  качество освещения влияют: световой поток лампы; тип и свет светильника; цвет окраски помещения и оборудования;  их состояние (свежесть окраски, запыленность).

   Основные  характеристики ламп: номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток, световая отдача (КПД), срок службы.

   5.1. Лампы накаливания.

   В лампах накаливания используют способность  нагретого до высокой температуры  тела излучать свет: электрический  ток, проходя через тонкую нить тугоплавкого металла (вольфрама), раскаляет ее, благодаря чему она начинает ярко светиться. Вольфрамовую нить для повышения температуры и уменьшения распыления помещают в стеклянную колбу, наполненную при изготовлении инертным газом (аргоном, ксеноном, криптоном и их смесями).