Види та нормування виробничого освітлення

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути:

природним - створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу;

штучним - створюється електричними джерелами світла;

суміщеним – при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення виробничих приміщень світлом неба, особливо прямим сонячним світлом, може здійснюватися через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах або через ліхтарі (аераційні, зенітні, що встановлені на дахах і в перекриттях виробничих будівель).

Природне освітлення поділяється на:

1. Бічне одностороннє та двостороннє, що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах;

2. Верхнє, коли ліхтарі та світлові прорізи знаходяться в дахах і перекриттях .

3. Комбіноване, коли сполучається бічне і верхнє освітлення.

До систем штучне освітлення відносять: загальне, місцеве та комбіноване.

Загальним називають освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Загальне рівномірне освітлення встановлюють в цехах, де виконуються однотипні роботи невисокої точності на всій площі приміщення, при великій щільності робочих місць. Загальне локалізоване освітлення встановлюють на поточних лініях, при виконанні робіт, різноманітних за характером, на певних робочих місцях, при наявності стаціонарного затемнюючого обладнання та якщо треба створити спрямованість світлового потоку.

Місцеве освітлення призначається для освітлення тільки робочих поверхонь, воно може бути стаціонарним (наприклад, для бракеражу на лініях розливу) та переносним (для тимчасового збільшення освітленості окремих місць або зміни напрямку світлового потоку при огляді, контролі параметрів, ремонті). Світильник місцевого освітлення повинен бути зручним у користуванні, рухомим і, головне, безпечним при експлуатації.

Категорично забороняється застосовувати тільки одне (місцеве) освітлення, оскільки воно створює значну нерівномірність освітленості, яка підвищує втомленість зору та розлад нервової системи. Таке освітлення на виробництві є допоміжним до загального.

Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Робоче освітлення призначене для забезпечення виробничого процесу, переміщення людей, руху транспорту і є обов'язковим для всіх виробничих приміщень.

Аварійне освітлення використовується для продовження роботи У випадках, коли раптове відключення робочого освітлення, та пов'язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання може викликати вибух, пожежу, отруєння людей, порушення технологічного процесу. Мінімальна освітленість робочих поверхонь при аварійному освітленні повинна складати 5% від нормованої освітленості робочого освітлення, але не менше 2 лк.

Евакуаційне освітлення призначене для забезпечення евакуації людей з приміщень при аварійному відключенні робочого освітлення. Його необхідно влаштовувати в місцях, небезпечних для проходу людей; в приміщеннях допоміжних будівель, де можуть одночасно знаходитись більше 100 чоловік; в проходах; на сходових клітках; у виробничих приміщеннях, в яких працює більше 50 чоловік. Мінімальна освітленість на підлозі основних проходів та на сходах при евакуаційному освітленні повинна бути не менше 0,5 лк, а на відкритих майданчиках — не менше 0,2 лк.

Охоронне освітлення влаштовується вздовж меж території, яка охороняється в нічний час спеціальним персоналом. Для цієї мети виділяють частину світильників робочого або аварійного освітлення, які забезпечують освітленість на рівні землі або підлоги не менше 0,5 лк.

Чергове освітлення передбачається у неробочий час, при цьому, як правило, використовують частину світильників інших видів штучного освітлення.

Природне освітлення має важливе фізіолого-гігієнічне значення для працюючих. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому. Сонячне випромінювання зігріває та знезаражує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб. Окрім того, природне світло має і психологічну дію, створюючи в приміщенні для працівників відчуття безпосереднього зв'язку з довкіллям.

Природному освітленню властиві і недоліки: воно непостійне в різні періоди доби та року, в різну погоду; нерівномірно розподіляється по площі виробничого приміщення; при незадовільній його організації може викликати засліплення органів зору.

На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають наступні чинники: світловий клімат; площа та орієнтація світлових отворів; ступінь чистоти скла в світлових отворах; пофарбування стін та стелі приміщення; глибина приміщення; наявність предметів, що заступають вікно як зсередини так і з зовні приміщення.

Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня, кількісна оцінка цього виду освітлення проводиться за відносним показником — коефіцієнтом природнього освітлення (КПО).

Фактичний КПО визначають відношенням заміряної освітленості на робочому місці у виробничому приміщенні Е_вн (в середині приміщення), до освітленості зовні приміщення Е_зовн у горизонтальній площині при відкритому небосхилі. Оскільки ця величина відносна, то виражається у відсотках:

КПО = (Е_вн/Е_зовн)100,

де E_вн — освітленість в даній точці всередині приміщення, що створюється світлом неба (безпосереднім чи відбитим);

Е_зовн — освітленість горизонтальної поверхні, що створюється в той самий час ззовні світлом повністю відкритого небосхилу.

Нормовані значення КПО визначаються ДБН В.2.5-28-2006 «Природне та штучне освітлення». Нормоване значення КПО (е_н), залежить від характеру зорової роботи (розряду), тобто в основі визначення КПО покладено розмір об'єкта розпізнавання (табл. 3.1). Окрім того, нормоване значення КПО залежить від виду освітлення та особливостей світлового клімату в районі розташування будівлі на території.

Нормоване значення КПО розраховують за формулою:

е_N = е_н ^. m_N ,

де е_н- значення КПО в залежності від характеристики зорової роботи;

m_N - коефіцієнт світлового клімату для Автономної республіки Крим і Одеської обл. та решти території України;

N- номер групи забезпеченості природним.

Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових отворів (вікон, ліхтарів) у відповідності з нормованим значенням ΚΠΌ.

Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення приміщень в темний період доби. При організації штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.

Найменша освітленість, робочих поверхонь у виробничих приміщеннях регламентується ДБН В.2.5-28-2006 і визначається, в основному, характеристикою зорової роботи (табл. 3.1). Норми носять міжгалузевий характер. На їх основі, як правило, розробляють норми для окремих галузей промисловості.

Таблиця 3.1

Норми штучного, природного та суміщеного освітлення

виробничих приміщень

(витяг із ДБН В.2.5-28-2006)

В ДБН В.2.5-28-2006 вісім розрядів зорової роботи, із яких перших шість характеризуються розмірами об'єкту розпізнавання. Для І—V розрядів, які окрім того мають ще і по чотири підрозряди (а, б, в, г), нормовані значення залежать не тільки від найменшого розміру об’єкту розпізнавання, але і від контрасту об'єкта з фоном та характеристики фону. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк (розряд Ia), а найменша —30 лк (розряд VІІв).

Роботи на харчових підприємствах в основному відносяться до зорових робіт малої точності (розряд Vа–г). Окрім того, наприклад, у цехах безалкогольних напоїв і варильних цехах пивоварних заводів, мийних відділень та відділень регенерації цукрових заводів, пов'язаних із загальним постійним або періодичним спостереженням за ходом виробничого процесу; на складах безтарного зберігання борошна - це VIII розряд.

В якості джерел штучного освітлення широко використовують лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії. Ці лампи характеризуються простотою конструкції та виготовлення, відносно низькою вартістю, зручністю експлуатації, широким діапазоном напруг та потужностей. Поряд з перевагами їм притаманні і суттєві недоліки: велика яскравість (засліплююча дія); низька світлова віддача (7—20 лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год); переважання жовто-червоних променів в порівнянні з природним світлом; висока температура нагрівання (від 100 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.

Лампи розжарювання використовують, як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей.

На підприємствах харчової промисловості для освітлення застосовують різноманітні види ламп розжарювання: вакуумні В і газонаповнені Г, газонаповнені біспіральні Б тощо.

Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектру.

Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40—100 лм/Вт, що в 3—5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації — до 10 тис. год, а температура нагрівання (люмінесцентні) — 30—60 °С.

Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектра, шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофора. Так, за спектральним складом видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ) та білого (ЛБ) кольорів.

Основним недоліком газорозрядних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту, котрий полягає у спотворенні зорового сприйняття об'єктів, що рухаються, обертаються. До недоліків цих ламп можна віднести також складність схеми включення, шум дроселів, значний час між включенням та запалюванням ламп, відносна велика вартість

Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, що називаються люмінесцентними, широко застосовуються для освітлення приміщень як на виробництві, так і в побуті. Однак, вони не можуть використовуватись при низьких температурах, оскільки погано запалюються та характеризуються малою одиничною потужністю при великих розмірах самих ламп.

Газорозрядні лампи високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовнішнього середовища. Серед цих типів ламп найчастіше використовуються металевогалогенні (МГЛ), дугові ртутні (ДРЛ) та натрієві (ДНаТ).

Окрім газорозрядних ламп для освітлення промисловість випускає лампи спеціального призначення: бактерицидні, еритемні.

У виробничих приміщеннях підприємств харчової промисловості доцільно застосовувати люмінесцентні лампи білого світла - ЛБ. Вони більш економічні, дають найтепліше світло. Лампи ЛТБ можна застосовувати в приміщеннях для відпочинку. Там, де необхідно проводити суворий контроль якості продуктів, належить застосовувати лампи ЛДЦ.

Люмінесцентні лампи треба застосовувати насамперед там, де недостатнє природне освітлення (тарні цехи, експедиції, підвальні приміщення). Для комбінованого освітлення краще застосовувати лампи ЛБ.

Лампи ДРЛ (дугові ртутні) являють собою лампи високого тиску. Вони економічні, світлова віддача майже 75-100 лм/Вт. Такі лампи застосовують для освітлення в цехах при виконанні грубих робіт та робіт середньої точності, при загальному нагляді (варильні дільниці), а також для зовнішнього освітлення місць навантаження, вивантаження і в цехах великої висоти та площі.

Світильником називається освітлювальний прилад близької дії, який складається із джерела світла (лампи) і арматури, що перерозподіляє світловий потік лампи і захищає її від забруднення та механічних пошкоджень. Арматуру призначено для спрямування світлового потоку, захисту очей від блискучості, запобігання забруднення джерела світла та його пошкодженням.

Світильники класифікують за розподіленням світлового потоку в робочій зоні та захистом від факторів навколишнього середовища.

За напрямком світлового потоку світильники поділяються на 5 класів:

- прямого світла, коли випромінювання (більше 80%) світлового потоку спрямовано на робочу поверхню;

- переважно прямого світла, коли 60 % - 80 % світлового потоку попадає на робочу поверхню;

- розсіяного світла, коли 40%-60% світлового потоку спрямовано на робочу поверхню;

- переважно відбитого світла, коли 20%-40% світлового потоку спрямовано на робочу поверхню;

- відбитого світла, коли менше 20% світлового потоку спрямовано на робочу поверхню. При цьому понад 80% світла спрямовані на стелю та верхні частини стін(вище за світильник).

За ступенем захисту від навколишнього середовища світильники

поділяються на пилонезахищені (відкриті); пилозахищені та пилонепроникні; водозахищені (від попадання крапель вологи зверху); водонепроникні або герметичні (навіть при зануренні у рідину); вибухозахищені (для вибухонебезпечних і пожежонебезпечних приміщень, наприклад, цех ректифікації спирту) та підвищеної надійності проти вибуху.

Однією із характеристик світильника є його захисний кут, у межах якого око людини захищене від сліпучої дії джерела світла. Величина захисного кута має бути не менше 15^о. Обмеження сліпучої дії джерела світла досягається встановленням світильників на певній висоті в залежності від захисного кута і потужності лампи.

Важливою характеристикою світильника є коефіцієнт корисної дії (ККД) - відношення світлового потоку світильника до світлового потоку лампи, яка знаходиться у ньому. Забруднення елементів світильника значно зменшує його ККД.

Для загального освітлення застосовують дволампові чи чотирилампові світильники типу ШОД, ЛОУ, ВЛВ, ВЛК, ПВЛ для газорозрядних ламп або з лампами розжарювання типу Універсал У, Люцетта ЛЦ та ін.

Вимоги безпеки до світлового обладнання встановлені відповідним

стандартом ДНАОП 0.00-1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок».

Питання для самоперевірки:

1. Дайте визначення та охарактеризуйте світлотехнічні поняття та одиниці.

2. Назвіть основні вимоги до виробничого освітлення.

3. На які види підрозділяється виробниче освітлення?

4. Принципи нормування природного і штучного освітлення.

5. Проаналізуйте недоліки та переваги електричних ламп.

6. Для чого призначенні світильники?

7. Якими методами проводять розрахунки виробничого освітлення?

Література: 14, 30, 31, 32, 33.