Системы и виды производственного освещения: естественное, искусственное, аварийное и сигнальное, требования к нему.

(178 kb.)

Доступные файлы (1):

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие сведения об освещении…………………………………………1
2. Общие сведения о естественном освещении…………………………..3
3. Нормирование естественного освещения………………………………4
4. Общие сведения о искусственном освещении…………………………8
5. Нормирование искусственного освещения…………………………….10
6. Эффективное применение искусственного освещения……………….14

Список литературы………………………………………………………

Общие сведенияоб 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.

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 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.
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 ограждаю-щих конструкций.)

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; 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 помещений
с 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 и площадь окон определяют количество окон: .

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, эвакуацион-ное, 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 производствен-ных 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.

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;>K>0,5. Рабочие поверхности, являющиеся фоном, на котором объект зри­тельно обнаруживается и опознается, классифицируются по коэф­фициенту их отражения ? на три группы: темные (? <0,2), сред­ние (0,2? ? ?0,4) и светлые (? >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; — яркость блеского источника, кд/м²; — угловой размер блеского источ­ника, ср; — индекс позиции блеского источника относительно линии зрения; — 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; — 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.

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;, 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); 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; ? – 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.