Нормування штучного освітлення

Норми штучного освітлення встановлені, виходячи з вимог доброї видимості об’єктів розпізнавання з одночасним дотриманням нормальних психологічних і гігієнічних умов зорової роботи.

Сприйняття світлової дії потоку на людину [29] підкоряється закону Вебера – Фехнера:

S_c = K lg I + α, (2.1)

де S_c – величина сприйняття світла; К – постійний коефіцієнт, який залежить від конкретних умов сприйняття та прийнятих одиниць виміру; І – інтенсивність дії світла; α – постійна величина початкової адаптації.

Умови сприйняття світла визначаються багатьма факторами, такими, як яскравість точки робочої поверхні у даному напрямку, контрастність фону, засліплююча дія світильників й інші фактори, які й обумовлені нормами будівельного проектування [75]. Враховуючи ці обставини, необхідно послідовно визначитися з поняттями і характеристиками штучного освітлення. Так, у нормах проектування [75] за умовну робочу поверхню прийнято розглядати горизонтальну поверхню у приміщенні, що розташована на висоті 0,8 м над рівнем підлоги, або поверхню на робочому органі верстата, машини чи механізму. В оглядових залах громадських будинків така поверхня може бути на стіні, екрані чи стелі.

Норма освітленості приміщень найбільше [75, 81] залежить від виду об’єкта розпізнавання, під яким розуміємо предмет, його частину чи лише дефект на його поверхні, котрий розглядаємо. Це може бути нитка тканини, точка, лінія, знак, пляма, цятка, тріщина, риска, заглибина, зміна кольору або предмет іншого поля людської діяльності і спостереження.

Видимість об’єкта розпізнавання може [29] знижуватись чи підвищуватись залежно від фону, на якому знаходиться предмет. Тобто фоном називають поверхню, що прилягає до об’єкта розпізнавання і на якій він розглядається. Фон вважається світлим, якщо коефіцієнт світловідбиття поверхні “ρ” перевищує 0,4, середнім – при ρ від 0,2 до 0,4 і темним – при ρ < 0,2.

Яскравість точки поверхні у даному напрямку являє собою відношення сили світла у даному напрямку безкінечно малого елемента поверхні, що включає дану точку, до площі ортогональної проекції цього елемента на поверхню, перпендикулярну даному напрямкові.

Яскравість ділянок робочих поверхонь належить визначити за формулами:

а) для поверхонь із властивим дифузним світловідбиттям:

(2.2)

б) для поверхні з направленим світловідбиттям:

(2.3)

в) для поверхонь із направлено-розсіяним і змішаним відбиттям:

(2.4)

де Е – освітленість робочої поверхні в лк; В_с – яскравість висвітлюючої поверхні світильника у даному напрямку до робочої поверхні в кд/м²; ρ_д – коефіцієнт дифузного відбиття робочої поверхні; ρ_з – коефіцієнт дзеркального відбиття робочої поверхні.

Середньозважена за площею яскравість робочої поверхні В_ср (в нт) визначається за формулою

, (2.5)

де В₁, В₂, В_n – яскравість окремих ділянок робочої поверхні у напрямку до очей працюючого в нт; S₁, S₂, S_n – площа ділянок робочої поверхні, для яких визначається яскравість у напрямку до очей працюючого в м².

Фотометричний контраст об’єкта розпізнавання з фоном визначається за формулою

, (2.6)

де В₀ – яскравість об’єкта розпізнавання, нт; В_ф – яскравість фону в нт.

Контраст об’єкта розпізнавання з фоном вважається великим при К більше ніж 0,5, середнім – при К від 0,2 до 0,5, малим – при К менше ніж 0,2.

При визначенні норми штучного освітлення [56] необхідно керуватись спершу шкалою освітленості, за якою освітленість відрізняється на один ступінь між собою і яка в “лк” послідовно дорівнює: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500 і 5000.

При цьому найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях повинна відповідати нормам, наведеним у таблиці 1 СНиП-ІІ-4-79 [75], а у допоміжних, громадських і житлових приміщеннях будинків має визначатися за таблицею 2 норм. Нормована величина освітленості приміщень у вказаних нормах [75] установлюється залежно від характеру зорової роботи, її розряду, контрасту об’єкта, характеристики фону й системи освітлення приміщення.

За характером зорової роботи всі види робіт розподілені на 8 розрядів залежно від розмірів об’єкта розпізнавання на предметах. До І розряду зорової роботи віднесені роботи надвисокої точності з найменшими розмірами об’єкта розпізнавання менше ніж 0,15 мм. До ІІ розряду віднесені роботи дуже високої точності з найменшими розмірами об’єкта розпізнавання більше ніж 0,15 мм до 0,3 мм. До ІІІ розряду віднесені роботи високої точності з об’єктами розпізнавання більше ніж 0,3 мм до 0,5 мм. До IV розряду віднесені роботи середньої точності (0,5 – 1 мм). До V розряду належать роботи малої точності (1 – 5 мм), до VI розряду – груба робота дуже малої точності (більше ніж 5 мм). До VII розряду віднесена роботи із самовисвічуючими матеріалами і виробами у гарячих цехах з об’єктами розпізнавання більше ніж 0,5 мм. Нарешті, до VIII розряду зорової роботи віднесено загальне спостереження за ходом виробничого процесу з підрозрядами а, б, в, що передбачають в одному випадку постійне, в другому – періодичне спостереження при постійному перебуванні людей у приміщенні, а в третьому – періодичне спостереження при періодичному перебуванні людей у приміщенні.

За нормами проектування нормоване значення штучного освітлення необхідно підвищувати на один ступінь за вказаною вище шкалою:

а) при роботах I-IV розрядів, якщо напружена зорова робота виконується протягом усього робочого дня (наприклад, візуальний контроль виробів та ін.);

б) при підвищеній небезпеці травматизму, якщо освітленість від системи загального освітлення дорівнює 150 лк і менше (наприклад, робота на дискових пилках чи гільйотинних ножицях тощо);

в) при спеціальних підвищених санітарних вимогах (наприклад, на підприємствах харчової та хіміко-фармацевтичної промисловості), якщо освітленість від системи загального освітлення дорівнює 500 лк і менше;

г) при роботі чи виробничому навчанні підлітків, якщо освітленість від системи загального освітлення дорівнює 300 лк і менше;

д) при відсутності у приміщенні природного світла й постійному перебуванні працівників, якщо освітленість від системи загального освітлення дорівнює 1000 лк і менше;

є) за наявності одночасно декількох указаних ознак норму освітлення належить підвищувати лише на один ступінь.

У приміщеннях, де виконуються роботи V-VI розрядів, норму освітленості необхідно знижувати на один ступінь при короткочасному перебуванні людей або за наявності обладнання, яке не вимагає постійного обслуговування.

При проектуванні штучного освітлення у приміщеннях цивільних будинків нормами передбачається обмеження рівня дискомфорту від пульсації джерел світла, недостатньої просторової насиченості приміщення світлом та інших факторів. Так, для обмеження засліплюючої дії світильників загального освітлення у виробничих і допоміжних приміщеннях показник засліпленості Р_з за формулою Р_з = (S_з – 1)×1000 не повинен перевищувати межу, яка зазначена у таблиці норм [75]. При цьому коефіцієнт засліпленості S_з = V₁/V₂, деV₁ – видимість об’єкта спостереження при екрануванні блистких джерел світла, а V₂ – видимість об’єктів спостереження за наявності блистких джерел у полі зору.

Норми обмежують глибину пульсації освітлення виробничих приміщень, обладнаних розрядними лампами, що живляться змінним струмом із частотою 50 Гц. Зокрема, коефіцієнт пульсації джерел освітлення у приладах не повинен перевищувати нормативних значень. Коефіцієнт пульсації при цьому визначається за формулою

, (2.7)

де E_max i E_min – максимальне та мінімальне значення освітленості за період її коливання в лк, а Е_ср – середнє значення освітленості за цей період у лк.

Для обмеження засліплюючої дії устаткування загального освітлення у приміщеннях громадських і житлових будинків показник дискомфорту, обчислений за нормами, не повинен перевищувати табличну величину. Показник дискомфорту при цьому є характеристикою якості освітлення, який визначає ступінь додаткової напруженості зорової роботи, викликаної наявністю різкої різниці в яскравостях одночасно спостережуваних поверхонь у приміщенні, й обчислюється за формулою

, (2.8)

де L_с – яскравість блисткого джерела, кд/м²; ω_б – кутовий розмір блисткого джерела, стер; φ(θ) – індекс позиції блисткого джерела відносно лінії зору; L_ад – яскравість адаптації, кд/м².

Показник дискомфорту М залежить від розміщення дискомфортної плями відносно лінії спостереження φ(θ) і може бути обчислений за формулою [56] М. М. Єпанешнікова:

, (2.9)

де L_д – яскравість висвічуючої плями, що викликає дискомфорт, кд/м²; усі інші характеристики попереднього значення.

Регламентується у нормах також циліндрична освітленість, яка характеризує насиченість приміщення світлом. Визначається вона як середня щільність світлового потоку на поверхні вертикально розміщеного у приміщенні циліндра, радіус і висота котрого наближені до нуля. Обчислюється за інженерною методикою.