Лекція 4. Освітлення виробничих приміщень

План лекції

1. Основні світлотехнічні визначення.

2. Природне, штучне, суміщене освітлення.

3. Класифікація виробничого освітлення. Вимоги до виробничого освітлення.

4. Кольорове оформлення виробничих приміщень як фактор підвищення продуктивності та безпеки праці.

1. Освітлення – отримання, розподіл, використання світлової енергії для забезпечення нормальних умов праці. Освітлення має бути достатнім, рівномірним, щоб були видні дрібні деталі. Не повинно бути надмірного освітлювального потоку, різких контрастів, затінення. При недостатньому освітленні людина працює менше продуктивно, швидко втомлюється, зростає потенційна небезпека помилок і нещасних випадків. Погане освітлення призводить до порушення функції зорового аналізатора, розвитку професійних захворювань. Оптична частина спектру включає ультрафіолетові, видимі і інфрачервоні промені. Видиме випромінювання має довжину хвилі 396-760 нм.

Потужність проміння вимірюється світловим потоком (люмен (лм)). Густина світлового потоку на освітлювальній поверхні визначає освітленість. Освітленість (Е) — відношення світлового потоку (Ф), що падає на елемент поверхні, до площі цього елементу (S). Одиниця освітленості є люкс (лк) – освітленість поверхні площею в 1 м² при світловому потоці випромінювання, рівному 1 лм (лк = 1 лм/м²). Освітленість Землі в місячну ніч становить приблизно 0,2 лк, а в сонячний день – до 100 000 лк. Здатність ока сприймати об’єкт – видимість. Видимість предмета на робочому місці залежить від освітленості, розміру предмета, яскравості, контрасту з фоном і тривалості експозиції. Завдяки яскравості, фону і контрастності людина добре розпізнає предмети. Основне значення для органа зору має світловий потік, відбитий від поверхні, що розглядається, і спрямований в орган зору.

Світловий потік (Ф) — це потужність світлового видимого випромінювання, що оцінюється оком людини за світловим відчуттям. Одиницею світлового потоку є люмен (лм) — світловий потік від еталонного точкового джерела в одну канделу (міжнародну свічку), розташованого у вершині тілесного кута в 1 стерадіан.

Сила світла (І) — це величина, що визначається відношенням світлового потоку (Ф) до тілесного кута (ω), в межах якого світловий потік рівномірно розподіляється. Одиницею сили світла є кандела (кд) — сила світла точкового джерела, що випромінює світловий потік в 1 лм, який рівномірно розподіляється всередині тілесного кута в 1 стерадіан.

Яскравість (В) — відношення сили світла (І), що випромінюється елементом поверхні в даному напрямку, до площі поверхні, яка світиться. Одиницею яскравості є ніт (нт) — яскравість поверхні, що світиться і від якої в перпендикулярному напрямку випромінюється світло силою в 1 канделу з 1 м².

Робоча поверхня — поверхня, на якій проводиться робота і на якій нормується чи вимірюється освітленість.

Умовна робоча поверхня — умовно прийнята горизонтальна поверхня, що розміщена на висоті 0,8 м від підлоги.

Об'єкт розпізнавання — предмет, що розглядається, окрема його частина чи дефект, які необхідно розпізнавати в процесі роботи.

Коефіцієнт відбиття поверхні (ρ) — відношення світлового потоку, відбитого від поверхні, до світлового потоку, що падає на неї.

Фон — поверхня, що прилягає безпосередньо до об'єкта розпізнавання, на якій він розглядається.

Фон вважається:

— світлим — при ρ > 0,4;

— середнім — при ρ = 0,2+0,4;

— темним — при ρ < 0,2.

Контраст об'єкта розпізнавання з фоном (К) визначається відношенням абсолютної величини різниці між яскравістю об'єкта і фону до яскравості фону.

Контраст об'єкта з фоном вважається:

— великим — при К > 0,5;

— середнім — при К = 0,2+0,5;

— малим — при К < 0,2.

Блискучість — підвищена яскравість поверхонь, що погіршує видимість об'єктів.

Переносний світильник — нестаціонарний освітлювальний прилад з індивідуальним джерелом живлення.

Світлорозподілення світильника — важлива світлотехнічна характеристика освітлювального приладу, що визначає розподілення його світлового потоку в просторі навколо світильника.

Коефіцієнт запасу(К₃) — розрахунковий коефіцієнт, що враховує зниження освітленості в процесі експлуатації внаслідок забруднення та старіння джерел світла (ламп) і світильників, а також зниження властивостей відбивання від поверхонь приміщень.

Показник осліпленості (Р) — критерій оцінки сліпучої дії освітлювальної установки, який виражається формулою:

Р=(S - 1)1000,

де S – коефіцієнт осліпленості, що дорівнює V₁/ V₂ , де V₁ – видимість обєкта спостереження при екрануванні блискучих джерел світла; V₂ - – видимість обєкта спостереження при наявності блискучих джерел світла в полі зору.

Коефіцієнт пульсації освітленості К_П, % — критерій оцінки відносної глибини коливань освітленості в результаті зміни в часі світлового потоку газорозрядних ламп при живленні їх змінним струмом, який виражається формулою:

де Е_макс, Е_мін, Е_сер – відповідно максимальне, мінімальне, середнє значення освітленості за період її коливання, лк.

Санітарні та гігієнічні норми щодо освітлення виробничих приміщень, що базуються на психофізіологічних особливостях сприйняття світла, його впливі на організм людини: рівень освітлення повинен бути достатнім, відповідати характеру зорової роботи; спектральний склад світла, який забезпечується електронним джерелом, повинен бути близьким до сонячного; освітленість повинна бути достатньо рівномірною та постійною, щоб запобігти частої переадаптації та втоми органів зору; між об’єктом та фоном має бути певна контрастність; на робочій поверхні не створювати різких та глибоких тіней; від джерел освітлення та від інших предметів, що знаходяться в полі зору не повинно бути засліплювальної дії; джерело світла має бути без пульсації.

2. У виробничих приміщеннях використовують природне, штучне і сумісне освітлення. Природне освітлення створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу; позитивно впливає на психіку людин, викликає приємне почуття, впевненість, стимулює обмін речовин, реактивність. Його тривала відсутність призводить до швидкої втоми, розвитку короткозорості. Тільки у виняткових випадках у складах (лабораторіях) дозволяється використання лише штучного освітлення. Природне освітлення може бути верхнім – світлові ліхтарі даху, бічним – вікна в стінах і комбінованим – ліхтарі і вікна. Вид необхідного природного освітлення встановлюється на основі розмірів приміщення: при ширині до 12 м рекомендується бічне одностороннє освітлення, при ширині 12-24 м – бічне двостороннє, якшо більша 24 м, то освітлення бажано мати комбінованим.

Якість природного світла у виробничих приміщеннях оцінюють коефіцієнтом природної освітленості (КПО), що є відношенням освітленості всередині приміщення до зовнішньої освітленості : КПО = ( / )х100%.

При верхньому та комбінованому освітленні цей показник змінюється в межах 2-10 %, при бічному 0,5-3,5%. Для кращого природного освітлення потрібно мити вікна не рідше 2 разів на рік, при великій загазованості – не рідше 4 разів на рік.

Відповідно до ДБН В.2.5-28:2015 «Природне і штучне освітлення» виділено 8 розрядів зорової роботи з такими розмірами обєкта розпізнавання:

- найвища точність – І – менше від 0,15 мм;

- дуже високої точності – ІІ – від0,15 до 0,3 мм;

- високої точності –ІІІ – понад 0,3 до 0,5 мм;

- середньої точності – ІV – понад 0,5 до 1 мм;

- малої точності – V – понад 1 до 5 мм;

- дуже малої точності – VІ – понад 5 мм;

- робота з матеріалами та виробами, що світяться, у гарячих цехах – VІІ – понад 0,5 мм;

- загальне спостереження за виробничим процесом - VІІІ.

Штучне освітлення створюється, як правило, електричними джерелами світла при недостатньому за нормами природному освітленні. Це суміщене освітлення. Штучне освітлення: загальне, місцеве та комбіноване. Система загального освітлення приміщень передбачає розміщення світильників під стелею щоб забезпечити рівномірний світловий потік або його локалізацію над певною групою обладнання. Місцеве освітлення забезпечує концентрацію світлового потоку від світильників безпосередньо на робочі місця. Комбіноване освітлення – поєднання загального та місцевого освітлення. Штучне освітлення здійснюється лампами розжарювання або газорозрядними лампами. Спектральний склад світла люмінесцентних ламп найбільш наближений до природного світла, бо в ньому переважають синьо-зелені промені, на відміну від червоно-оранжевих у лампах розжарювання. Газо-розрядні лампи більш економічні, мають більш високу світлову віддачу та дають менше тепла у порівнянні з лампами розжарювання. Вади люмінесцентних ламп: в їхньому світловому випромінюванні при експлуатації в мережах змінного струму можуть з’являтись пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту (спотворення зорового сприйняття об’єктів, створення чисельних уявних зображень предмету, що рухається, ілюзії зупинки рухомих частин обладнання, що може стати безпосередньою причиною нещасного випадку). Недоліки цих ламп: мала потужність при великих розмірах, значне зниження світлового потоку в кінці терміну служби та обмеженість температурних умов для нормальної праці (оптимально 18-25⁰С, а при низьких температурах вони не спалахують). Найбільш природний спектр мають лампи денного світла і з виправленою кольористістю. Усі люмінесцентні лампи є низького тиску і застосовуються як на виробництві, так і в побуті.

Якщо необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовнішнього середовища, використовують газорозрядні лампи високого тиску: металогенні (МГЛ), дугові ртутні (ДРЛ) та натрієві (ДНаТ).

Для захисту джерела світла від впливу пожежо- та вибухонебезпечного середовища, хімічно активних речовин, механічних ушкоджень, пилу, атмосферних осадів, бруду, для захисту очей працівника від засліплювальної дії ламп застосовують світильники – лампа разом з арматурою.

Для кращого освітлення потрібно чистити світильники 4-12 раз на рік відповідно нормативним нармам.

За характером розподілу світлового потоку світильники бувають прямого, розсіяного та відбитого світла,за конструкцією: відкриті (захист відсутній), захищені (захист від попадання в них пилу або краплин води), непроникаючі, вибухозахищені. Найбільш раціональна висота для світильників над підлогою з числом люмінесцентних ламп до 4 – 2,5 м, а при 4 і більше – 3,2 м.