Освещенность рабочих мест: современные подходы к измерениям и оценке

СНБ 2.04.05-98 (п.3.1, 5.2) также регламентируется выбор источников света.

"5.2. Общее (независимо от принятой  системы освещения) искусственное освещение производственных помещений, предназначенных для постоянного пребывания людей, должно обеспечиваться разрядными источниками света. Выбор источников света следует производить в соответствии с приложением Е настоящих норм. Применение ламп накаливания допускается в отдельных случаях, когда по условиям технологии, среды или требований оформления интерьера использование разрядных источников невозможно или нецелесообразно".

Таким образом, основным источником света  как при проектировании, так и  эксплуатации производственных помещений являются газоразрядные источники. В приложении Е (рекомендуемое) к СНБ 2.04.05-98 предложены примерные типы источников света в зависимости от разных видов производственной деятельности, систем принятого освещения (общее или комбинированное) и характеристик зрительной работы по требованиям к цветоразличению. Рекомендуемые типы светильников предлагаются с учетом требуемого уровня освещенности, индекса цветопередачи и диапазона показателя "цветовая температура источника света".

С учетом сказанного, рассмотрим основные источники света и их характеристики.

В зависимости от типа источника  света выделяют светильники с  лампами накаливания и газоразрядными лампами. Лампы накаливания относятся  к источникам света теплового  излучения и имеют ряд положительных характеристик, например таких, как простота в изготовлении и удобство в эксплуатации, так как они не требуют специальных электротехнических устройств при подключении к сети питания, а окружающая среда, в том числе повышенная или пониженная температура воздуха, практически не оказывает влияния на их работу. Различают вакуумные лампы накаливания, газонаполненные, зеркальные, биспиральные, галоидные, галогенные и др. Достаточно известны недостатки и отрицательные характеристики ламп накаливания: низкая светоотдача (менее 20 лм/Вт), небольшой срок эксплуатации (1-3 тыс. ч), превращение в световой поток только 5-15% потребляемой энергии. Кроме того, цветовая температура ламп накаливания, от которой зависит спектральный состав излучения, составляет 2 800-3 600 0К (градусов Кельвина), определяя его преимущественно красно-оранжево-желтый цвет, что часто ведет к искажению цветовосприятия. Поэтому такие лампы не используют при зрительных работах, требующих различения цветовых характеристик.

Газоразрядные ртутные лампы низкого, высокого и сверхвысокого давления генерируют свет в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металла и  по принципу люминесценции ("холодное свечение"), при этом различные  виды энергии (химической, электрической) превращаются в световую, исключая стадию перехода в тепловую энергию. Преимуществами разрядных ламп, по сравнению с лампами накаливания, являются высокая световая отдача (в 2-5 раз выше, чем ламп накаливания), срок службы 5-15 тыс. ч. Учитывая высокую цветовую температуру, важнейшее преимущество разрядных ламп - возможность получения светового потока практически в любой части спектра. Недостатки газоразрядных ламп такие: необходимость специального пускорегулирующего устройства, длительное время разогрева (для некоторых ламп), пульсация светового потока, а также неустойчивая работа при температуре воздуха ниже ноля.

Лампы накаливания и газоразрядные  лампы часто обозначаются в технической  и другой документации следующими символами: Н - лампы накаливания общего назначения; С - лампы-светильники; И - кварцевые галогенные (накаливания); Л - прямые трубчатые люминесцентные; Ф - фигурные люминесцентные лампы; Э - эритемные люминесцентные; Р - ртутные лампы типа ДРЛ; Г - ртутные типа ДРИ, ДРИШ; К - ксеноновые (не разрешается использовать внутри помещений, в том числе производственных).

Достаточно часто в литературе, в том числе справочной, используются и такие условные обозначения  ламп и источников света: ГЛН - галогенные лампы накаливания; ГЛ (или ГРЛ) - газоразрядные лампы, ГЛВД - газоразрядные лампы высокого давления; ДРИ - металлогалогенные лампы высокого давления с излучающими добавками; ДРЛ - дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления; МГЛ - металлогалогенные лампы; ЛЛ - люминесцентные лампы; ЛБ - люминесцентные лампы белого света; ЛХБ - люминесцентные лампы холодного белого света; ЛТБ - люминесцентные лампы теплого белого света; ЛЕЦ - люминесцентные лампы естественного света с улучшенной цветопередачей; ЛД - люминесцентные лампы дневного света; ЛДЦ - люминесцентные лампы дневного света с улучшенной цветопередачей; КЛЛ - компактные люминесцентные лампы и др.

Качественное и экономное освещение  рабочих мест невозможно без использования  соответствующих светильников - источников света, заключенных в специальную осветительную арматуру. Основные функции электрического светильника - это правильное распределение (перераспределение) светового потока лампы и защита органа зрения от чрезмерной яркости источника света. Осветительная арматура светильника, кроме эстетического компонента, защищает источник света, лампу от механических повреждений, влияния вредных химических веществ, пылей, копоти, влаги. Арматура также предназначена для крепления светильника и подключения его к источнику питания. Разработано несколько классификаций светильников в зависимости от распределения светового потока. Так, светильники прямого света (П) более 80% светового потока направляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности. Светильники преимущественно прямого света (Н) в нижнюю полусферу направляют 60-80% светового потока, рассеянного света (Р) - 40-60%, преимущественно отраженного света (В) - 20-40%, а конструкция светильников отраженного света (О) в нижнюю полусферу направляет менее 20% всего светового потока, тогда как более 80% света распределяется вверх, на потолок, где он отражается и затем направляется в рабочую зону. С гигиенических позиций светильники отраженного света имеют ряд преимуществ (равномерность освещения, практическое отсутствие блескости). Однако в условиях производства они применяются редко, так как для них требуется высокий коэффициент отражения потолка и чистый воздух, что не всегда возможно для ряда производств.

В зависимости от конструктивного  исполнения различают светильники открытые, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные; по назначению светильники бывают местного и общего освещения. Излучаемый световой поток может по-разному распределяться в пространстве, и это распределение по отдельным направлениям характеризуется так называемыми кривыми силами света. По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости светильники разделяют на семь классов, условно обозначаемыми в технической и иной документации буквами Д (косинусная), Л (полуширокая), Ш (широкая), М (равномерная), С (синусная), Г (глубокая) и К (концентрированная).

Соответствие применяемого типа ламп и светильников требованиям норм особенно важно при работах, связанных  с высокими запросами к цветопередаче  и цветоразличению. Следует иметь в виду возможную взаимозаменяемость ламп с учетом их цветопередачи, цветности излучения и световой отдачи. В помещениях, где выполняются работы с повышенными требованиями к цветоразличению, необходимо применение ламп одного типа в системе общего и комбинированного освещения, а используемые источники света должны иметь спектр излучения, близкий к естественному. Для определения степени соответствия цвета объектов, освещенных данным, исследуемым источником света, цвету этих же объектов, который освещается стандартным, эталонным источником, используется показатель "индекс цветопередачи", Rа. Этот показатель может достигать своего максимального значения, равного 100, когда спектральное распределение данного, изучаемого источника света и эталонного, стандартного источника является практически одинаковым. При выборе источника света по показателям цветопередачи также необходимо учитывать цветовую температуру источника све­та (К) - температуру "черного тела" с излучением светового потока, наиболее близким к излучению рассматриваемого источника света. Эти показатели (индекс цветопередачи и цветовая температура) наряду с другой информацией (мощность, марка или модель светильника и т.д.) должны быть отражены в прилагаемой к светильникам документации. Отметим, что цвет - это неотъемлемая часть света, которая во многом определяет уровень зрительного восприятия, вид окружающего пространства, а для быстрого и точного распознавания различных объектов, деталей цвет - наиболее полезный и значимый фактор, при этом восприятие цветов улучшается при увеличении освещенности только в некоторых пределах. Важно, что цвета остаются и сохраняются в относительно постоянном соотношении при освещении, спектральный состав которого близок к естественному, дневному свету. Если спектральный состав сильно отличается от дневного, то меняется и зрительное восприятие цветового ощущения, а разные источники света могут улучшать или ухудшать способность работника различать цвета.

В соответствии с ГОСТ ИСО 8995-2002 для  основных работ в производственных помещениях рекомендуются источники света с цветовой температурой, равной 3 300-5 300 0К, а для повышенных уровней освещенности, при выполнении заданий по подбору цветов - свыше 5 300 0К.

Особенности цветопередачи определяет еще один показатель - индекс цветопередачи, максимальное значение которого равно 100. Уменьшается он по мере того, как цветопередающие свойства лампы удаляются от соответствующих характеристик стандартного источника света. Так, согласно требованиям СНБ 2.04.05-98 для зрительных работ с контролем цвета и очень высокими требованиями к цветоразличению (подбор красок, контроль готовой продукции в легкой промышленности и др.) минимальный индекс цветопередачи источника света при системе общего освещения должен быть 90 Rа, при работах, связанных с необходимостью сравнения, сопоставления цветовых характеристик - 85 Rа. При выполнении работ по различению цветовых объектов при относительно невысоких требованиях к цветоразличению (сборка изделий в радиоэлектронной промышленности, прядение, намотка проводов и т.п.) индекс цветопередачи в зависимости от требуемых уровней освещенности должен быть 40-50 Rа; при работах, где требования к цветоразличению отсутствуют, индекс цветопередачи составляет при общем освещении от 50 Rа (при освещенности 500 лк и выше) до 25 Rа, когда нормируемый уровень освещенности на данном рабочем месте менее 150 лк.

Согласно СНБ 2.04.05-98 зрительные работы в зависимости от размера рассматриваемого объекта, различаемой детали делятся  на восемь разрядов (от I до VIII), а каждый из I-V и VIII разрядов еще разделен на четыре подразряда (обозначаются буквами а, б, в и г) с учетом контраста различения детали с фоном и коэффициента отражения фона.

Рассмотрим нормирование уровня освещенности по СНБ 2.04.05-98на примере конкретного рабочего места с учетом условий выполняемой зрительной работы и характеристик освещенности. Размер детали составляет менее 0,15 мм, разряд - I, подразряд - а, контраст с фоном определен как "малый", сам фон как "темный", показатель ослепленности (Р) равен 20 и коэффициент пульсации (М) - 10.

При этих условиях нормируемый показатель освещенности (условно обозначается Е) должен быть равным 5 000 лк. Если показатель ослепленности (Р) на рабочем месте  не 20, а 10, то освещенность (Е) уже должна быть равна 4 500 лк. И при тех же условиях, но при светлом фоне и контрасте, установленном как "средний", подразряд работы уже составит "г", а необходимые по СНБ 2.04.05-98 требования по освещенности на данном рабочем месте обеспечат 1 500 лк. Следовательно, только при изменении показателя ослепленности, фона и контраста уровень освещенности может быть снижен более, чем в три раза (с 5 000 лк до 1 500 лк), при том что размеры объекта остались прежними.

Таким образом, для каждого подразряда, вида работ устанавливаются определенные нормативные величины освещенности рабочих мест, понижающиеся, например, по мере облегчения зрительной работы (увеличение размера детали, увеличение контраста с фоном, увеличение коэффициента отражения и др.) или повышающиеся, когда зрительная нагрузка увеличивается.

Разряды зрительных работ установлены  не только для производственных условий, но и для общественных, административно-бытовых  зданий. Они так же, как и для  производственных помещений, в зависимости  от размера объекта различения разделены на восемь разрядов, обозначающихся в нормативной и технической документации буквами от А до З. Для разрядов А, Б, В, Ж и З выделены два подразряда, которые в нормативной и методической документации обозначаются цифрами 1 и 2.

В ряде случаев (повышенная зрительная нагрузка, особые условия производства, особенности возрастного состава работников) указанные в СНБ 2.04.05-98 величины освещенности следует повысить по специальной шкале на одну ступень. Например, это необходимо учитывать и выполнять в следующих случаях:

- при I-VI разрядах проводимых  зрительных работ, когда время  их выполнения составляет более  50% рабочей смены;

- при повышенной опасности производственного  травматизма, когда указанные  в СНБ 2.04.05-98 нормы составляют  менее 150 лк;

- при выполнении работ на  предприятиях пищевой, фармацевтической  промышленности, когда нормы от  общего освещения составляют  менее 500 лк;

- при использовании труда подростков, если нормы от общего освещения  менее 300 лк;

- при отсутствии в помещении естественного освещения и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения составляет 750 лк и менее;

- при постоянном поиске объектов  различения на поверхности размером 0,1 м2 и более;

- когда более 50% работников находятся в возрасте старше 50 лет.

Повышение освещенности проводится только на одну ступень, даже если на рабочем  месте выявлено несколько из указанных  признаков (п.6.5 СНБ 2.04.05-98).

В указанных выше случаях нормируемые  величины освещенности (лк), отличающиеся на одну ступень, следует принимать по следующей шкале: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1 000; 1 250; 1 500; 2 000; 2 500; 3 000; 3 500; 4 000; 4 500 и 5 000 лк (п.3.1. СНБ 2.04.05-98).

Например, нормируемая величина освещенности на рабочем месте (общее освещение) составляет 200 лк, однако, по данным хронометражных наблюдений, суммарное время выполнения этой работы составляет свыше 60% времени  рабочей смены. С учетом этого в соответствии с п.3.1. и 6.5 СНБ 2.04.05-98 освещенность на рабочем месте должна быть увеличена на одну ступень по шкале и составлять 300 лк.