Вентиляция и кондиционирование

Отметим, что изоляция человека от внешней среды в помещениях имеет свои отрицательные стороны. Жизнедея­тельность человека связана с непрерывным поглощением атмосферного кислорода и выделением около 20 л в час угле­кислого газа (в состоянии покоя), что ведет к изменению состава воздуха в помещении. Повышение концентрации углекислого газа в воздухе свыше 0,1% по объему негативно сказывается на самочувствии человека, а при концентрации С0₂, равной 6%, наступает смерть человека. Поэтому необхо­дима непрерывная вентиляция помещений с подачей не менее 37,7 м³/ч свежего воздуха на каждого человека, находящегося в помещении. В жилых помещениях загрязненный углекис­лым газом теплый воздух собирается в верхней части помеще­ния и удаляется оттуда с помощью естественной вентиляции через специальные вентиляционные отверстия. Поэтому высота стандартных жилых помещений, равная 2,75—2,95 м, складывается из трех составляющих: роста человека (1,7 м), слоя загрязненного воздуха над головой человека (0,75 м) и разделительной защитной прослойки 0,3—0,5 м.

Эффективным средством обеспечения комфортных или допустимых параметров надлежащего состава воздуха в поме­щениях является вентиляция.

Вентиляцией называется организованный регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воз­духа и подачу на его место свежего. По способу перемещения различают системы естественной и механической вентиля­ции.

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется за счет разности давлений сна­ружи и внутри здания, называется естественной вентиля­цией. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, дей­ствующим на здание.

Неорганизованная естественная вентиляция — инфильтра­ция, или естественное проветривание, — осуществляется сме­ной воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов — силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограж­дений и качества строительных работ. Инфильтрация для жилых зданий может достигать 0,5—0,75, а для промышлен­ных предприятий до 1 — 1,5 объема помещения в час.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная естественная вентиляция. Она может быть вытяжной без организованного притока воздуха и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха. Естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных зданиях.

Для увеличения располагаемого давления в системах есте­ственной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки - дефлекторы (рис. 10.1). Усиления тяги происхо­дит благодаря разряжению, возникающему при обтекании дефлектора.

 

 

 

Рис. 10.1. Принципиальная схема дефлектора ЦАГИ:

1 - патрубок; 2 - диффузор; 3 - цилиндрическая обечайка;

4 — зонт

 

 

Аэрацией называется организованная естественная обще­обменная вентиляция помещений в результате поступле­ния и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различ­ной степенью открывания фрамуг (в зависимости от темпе­ратуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация (рис. 10.2) нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола.

 

Рис. 10.2. Схема аэрации промышленного здания

Воздухообмен, создаваемый в помещении вентиляцион­ными устройствами, сопровождается циркуляцией воздушных масс, в несколько раз больших объема подаваемого или уда­ляемого воздуха. Возникающая циркуляция является основ­ной причиной распространения и перемешивания вредных выделений и создания в помещении разных по концентрации и температуре воздушных зон. Так, приточная струя, входя в помещение, вовлекает в движение окружающие массы воз духа, в результате чего масса струи в направлении движения будет возрастать, а скорость падать. При истечении из круг­лого отверстия на расстоянии 15 диаметров от устья скорость струи составит 20% первоначальной скорости.

При организации воздухообмена в помещениях необхо­димо учитывать физические свойства выделяемых в нем паров и газов и в первую очередь их плотность. Если плотность газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего — непосредст­венно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью, большей плотности воздуха, из нижней части помещения удаляется 60—70%, а из верхней части — 30—40% загрязнен­ного воздуха. В помещениях со значительными выделениями влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется из верхней зоны, а подача свежего — в количестве 60% в рабочую зону и 40% в верхнюю зону.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избы­точное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежела­тельно попадание загрязненного воздуха из соседних поме­щений или холодного воздуха извне.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное дав­ление и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесо­образно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на сосед­ние, например, для вредных цехов, химических и биологи­ческих лабораторий.

Приточно-вытяжная вентиляция — наиболее распростра­ненная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы рабо­тают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатацион­ных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. В них к поступа­ющему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами. Свежая пор­ция воздуха в таких системах обычно составляет 20—10% общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиля­ции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности и концентрация их в воздухе, подаваемом в поме­щение, не превышает 30% ПДК. Применение рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности воздухообмена при­меняют понятие кратности воздухообмена k_B — отношение объема воздуха, поступающего в помещение в единицу вре­мени L (м³/ч), к объему вентилируемого помещения V (м³). При правильно организованной вентиляции кратность воз­духообмена должна быть значительно больше единицы.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиля­ции принимают в зависимости от объема помещения, при­ходящегося на одного работающего. Отсутствие вредных выделений — это такое их количество в технологическом обо­рудовании, при одновременном выделении которых в воз­духе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую. В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего < 20 м³ рас­ход воздуха на одного работающего должен быть не менее 30 м³/ч. В помещении с V_ni = 20÷40 м³ 20 м³/ч. В поме­щениях с V_ni > 40 м³ и при наличии естественной вентиля­ции воздухообмен не рассчитывают. В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воз­духа на одного работающего должен составлять не менее 60 м³/ч.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом

L = п ,

где п — количество работающих в помещении.

 

Механической вентиляцией называется система возду­хообмена в помещении, обусловленная применением спе­циальных побудителей движения воздуха. Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преиму­ществ: большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изме­нять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры нужного воздуха и скорости ветра; подвер­гать вводимый в помещение воздух предварительной очи­стке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с пода­чей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему поме­щения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механиче­ской вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и сис­темы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для вывода избыточной теплоты, влаги и вредных веществ из всего объ­ема помещения. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем приточного воздуха L_пр, пода­ваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха L_B, удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних поме­щений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10—15%.

Существенное влияние на параметры воздушной среды в помещениях оказывают правильная организация и устрой­ство приточных и вытяжных систем.

Для создания оптимальных метеорологических усло­вий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции — кондицио­нирование воздуха. Кондиционированием воздуха называ­ется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метео­рологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондициони­ровании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помеще­ние в зависимости от времени года, наружных метеороло­гических условий и характера технологического процесса в помещении. Такие строго определенные параметры воз­духа создаются в специальных установках, называемых кон­диционерами (рис. 10.3).

 

 

Рис. 10.3. Схема кондиционера:

1 — заборный воздуховод; 2 — фильтр; 3 — соединительный воздуховод;

4 — калорифер; 5 — форсунки увлажнителя воздуха; 6 — каплеуловитель;

7 — калорифер второй ступени; 8 — вентилятор; 9 — отводной воздуховод

 

 

В последние годы для регулирования температуры воздуха в жилых и общественных помещениях широко применяют так называемые сплит-системы. Эти кондиционеры более про­сты по своему устройству, так как регулируют только один параметр микроклимата в помещении — температуру воздуха. Регулирование температуры воздуха осуществляется за счет его постоянной циркуляции через теплообменник, охлаждаю­щий воздух летом и подогревающий его в холодный период года. Поступление свежего воздуха в помещении осуществляется либо за счет обычного проветривания помещений, либо за счет естественной инфильтрации.

Для защиты помещений от попадания в него холодного воз­духа применяют воздушные завесы (рис. 10.4). Они предназна­чены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение через проемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха. Она выполняет роль воздушного шибера, уменьшая прорыв холодного воз­духа через проемы. Воздушные завесы необходимо устанав­ливать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже чем один раз в час либо на 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха -15 °С и ниже.

 

 

Рис. 10.4. Схемы воздушных завес:

а - с нижней подачей; б — односторонних; в - двусторонних

 

 

Применяют завесы с нижней подачей воздуха и с двухсто­ронним боковым направлением струй.

Количество и температуру воздуха для завесы определяют рас­четным путем, причем температура нагрева воздуха для воздуш­ных ворот принимается не более 70 °С, для дверей - не более 50 °С.

 

10.1 .4. Отопление помещений

В зависимости от теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные и комбинированные. Применяют также электрическое отопление. Системы водяного отопления наиболее эффективны в санитарно-гигиениче­ском отношении. Они подразделяются на системы с нагревом воды до 100 °С и выше 100 °С (перегретая вода). В качестве побудителей движения воды используют водяные насосы и эжектирующие устройства. Вода в систему отопления пода­ется либо от собственной котельной предприятия, либо от рай­онной или городской котельной или ТЭЦ.

Системы парового отопления бывают низкого (до 70 кПа) и высокого (более 70 кПа) давления. Эти системы применяют главным образом в тех помещениях, в которых пар использу­ется для промышленных целей. Паровое отопление высокого давления разрешается устраивать в производственных поме­щениях, где технологические процессы не сопровождаются выделением органической пыли или когда пыль неорганиче­ского происхождения невзрывоопасна и невоспламеняема.

В качестве нагревательных приборов применяют радиа­торы, ребристые трубы и регистры из гладких труб. В произ­водственных помещениях со значительными выделениями пыли устанавливают нагревательные приборы с гладкими поверхностями, допускающими их легкую очистку. Поэтому ребристые трубы в таких помещениях не применяют, так как осевшая пыль вследствие нагрева будет пригорать, изда­вая неприятный запах. Кроме того, пыль при высоком нагреве может быть опасна из-за возможности ее воспламенения.

Воздушная система отопления характерна тем, что пода­ваемый воздух предварительно нагревается в калорифе­рах (водяных, паровых и электрокалориферах). В зависимости от расположения и устройства системы воздушного отопления бывают центральными и местными. В центральных системах, которые часто совмещаются с приточными вентиляцион­ными системами, нагретый воздух подается по системе воз­духоводов от расположенного, как правило, вне помещения калорифера. В местных системах нагрев и подача воздуха в определенное место помещения производят отопительными агрегатами (рис. 10.5), которые устанавливают на колоннах или стенах помещения на высоте 3—4 м.

В административно-бытовых помещениях находит приме­нение панельное отопление, которое работает за счет отдачи теплоты строительных конструкций, в которых проложены трубы с циркулирующим в них теплоносителем.

 

Рис. 10.5. Отопительный агрегат

 

Электрическое отопление в виде электропечей применяют для обогрева кабин, а также отдельно стоящих зданий неболь­ших объемов (посты управления), помещения для обогрева, отдыха и т.п. В последнее время находит применение электро­водяное отопление, в котором теплоноситель — вода подог­ревается в котле электронагревательными элементами.

Для определения тепловой мощности системы ото­пления составляют тепловой баланс часового расхода тепла (Вт) для расчетных зимних условий:

 

=

где — потери тепла через наружные ограждения; — рас­ход тепла на нагревание воздуха; — технические теплопотери на нагрев оборудования, материала, деталей и др.; — техниче­ские теплопотери при выносе изделий, материалов и т.п.

Теплопотери определяют как сумму потерь тепла через наружные и внутренние ограждения (наружные стены, двер­ные проемы и др.). Для этого вычерчивают поэтажные планы расположения всех помещений в здании. Для каждого Поме­щения величину теплопотерь рассчитывают по формуле:

 

,

где - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²·К); , - внутренняя и наружная расчетные температуры, К; — площадь огра­ждения, м²; — коэффициент, учитывающий ряд дополнительных потерь тепла через ограждения, принимаемый по нормативам.

Теплопотери помещений через наружные ограждения являются основными в тепловом балансе часового расхода тепла в здании.

Теплопотери через внутреннее ограждение учитыва­ются в тепловом балансе только при разности температур в смежных помещениях 5 °С и более.

Общие теплопотери помещения через ограждения состав­ляют

 

 

Недостаток тепла в помещениях восполняют отоплением, избыток удаляют вентиляцией. При расчетах тепловую мощность отопительной системы принимают из условия

Основными элементами отопительной системы явля­ются нагревательные приборы. Их выбирают в зависимо­сти от назначения помещений. Схема однотрубной системы водяного отопления представлена на рис. 10.6.

 

 

Рис 10.6.

 

Схема однотрубной системы отопления:

1 — циркуляционный насос; 2 — трубопровод горячей воды; 3 — регулирующие краны; 4 — отопительные приборы; 5 — воздушные краны; 6 — трубопровод обратной воды

Освещение

Виды и нормирование освещения. Освещение подраз­деляют на естественное (источник — Солнце), искусст­венное (источники — лампы накаливания, газоразрядные и другие) и совмещенное.

Естественный свет лучше по своему спектральному составу, чем искусственный свет, создаваемый любыми источниками света. Кроме того, чем лучше естественная освещенность в помещении, тем меньше времени приходится пользоваться искусственным светом, что позволяет экономить электриче­скую энергию.

Для оценки использования естественного света введено понятие коэффициента естественной освещенности, кото­рый определяется как отношение освещенности внутри помещения за счет естественного света к наружной освещен­ности от всей полусферы небосклона, выраженное в про­центах:

%

 

 

 

 

Рис. 10.7. Распределение КЕО при различных видах естественного освещения:

а - одностороннее боковое освещение; б - двустороннее боковое освещение;

в - верхнее освещение; г - комбинированное освеще­ние; 1 — уровень рабочей поверхности

 

 

При недостатке освещенности от естественного света используют искусственное освещение, создаваемое элек­трическими источниками света. По своему конструктивному исполнению искусственное освещение может быть общим, общим локализованным и комбинированным (рис. 10.8).

При общем освещении все места в помещении получают свет от общей осветительной установки. В этой системе источ­ники света распределены равномерно без учета расположе­ния рабочих мест. Средний уровень освещения должен быть равен уровню освещения, требуемого для выполнения пред­стоящей работы. Эти системы используются главным образом на участках, где рабочие места не являются постоянными.

Такая система должна соответствовать трем фундаменталь­ным требованиям. Прежде всего, она должна быть оснащена антибликовыми приспособлениями (сетками, диффузорами, рефлекторами и т.д.). Второе требование заключается в том, что часть света должна быть направлена на потолок и на верх­нюю часть стен. Третье требование состоит в том, что источ­ники света должны быть установлены как можно выше, чтобы свести ослепление до минимума и сделать освещение как можно более равномерным.

Общая локализованная система освещения предназна­чена для увеличения освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям. Светильники при таком освещении часто дают блики, и их рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они убирали источник света из прямого поля зрения рабочего. Например, они могут быть направлены вверх.

Комбинированное освещение наряду с общим включает местное освещение (местный светильник, например настольная лампа), сосредоточивающее световой поток непосредст­венно на рабочем месте. Использование местного освещения совместно с общим рекомендуется применять при высоких требованиях к освещенности.

Рис. 10.8. Виды искусственного освещения:

а — общее; б — общее локализованное; в — комбинированное

 

Применение одного местного освещения недопустимо, так как возникает необходимость частой переадаптации зрения, создаются глубокие и резкие тени и другие неблагоприятные факторы. Поэтому доля общего освещения в комбинирован­ном должна быть не менее 10% (для помещений, имеющих естественное освещение), т.е. ( / )·100%>10%

Кроме естественного и искусственного освещения может применяться их сочетание, когда освещенности за счет есте­ственного света недостаточно для выполнения той или иной работы. Такое освещение называется совмещенным. Для выполнения работы наивысшей, очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное освещение, так как естественной освещенности, как правило, недостаточно.

По назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное и специальное (эвакуационное, охран­ное, сигнальное и др.).

Рабочее освещение предназначено для выполнения производственного процесса.

Аварийное освещение — для продолжения работы при ава­рийном отключении рабочего освещения. Для аварийного освещения используются лампы накаливания, для которых применяется автономное питание электроэнергией. Светиль­ники функционируют все время или автоматически включа­ются при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение — для эвакуации людей из поме­щения при аварийном отключении рабочего освещения.

Сигнальное освещение — для фиксации границ опасных зон; оно указывает наличие опасности, либо на безопасный путь.

Охранное освещение — для указания границ охраняемых территорий.

Основным способом защиты от недостаточного освеще­ния является соблюдение норм освещенности, установлен­ных по СНиП 23-05–95.

Минимальное допустимое значение КЕО определя­ется разрядом работы: чем выше разряд, тем больше мини­мально допустимое значение КЕО. Например, для работы I разряда (наивысшей точности) при боковом естественном освещении минимально допустимое значение КЕО равно 2%, при верхнем — 6%, а для работы III разряда (высокой точно­сти) соответственно — 1,2 и 3%.

Важной характеристикой, от которой зависит нормативная освещенность на рабочем месте, является размер объекта раз­личения — минимальный размер наблюдаемого объекта (пред­мета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написа­нии или чтении текста необходимо различать толщину линии буквы, поэтому толщина линии и будет размером объекта раз­личения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Размер объекта менее 0,15 мм соответствует работе наивыс­шей точности (I разряд), при размере 0,15—0,3 мм — работе очень высокой точности (II разряд); от 0,3 до 0,5 мм — работе высокой точности (III разряд); при размере более 5 мм — гру­бой работе.

Не менее важным показателем системы освещения явля­ется контраст объекта с фоном. Контрастом К называется разница между яркостями объекта и фона , отнесенная к яркости фона. Он определяется по формуле

где яркость — это отношение величины отраженного от поверх­ности светового потока Ф_отр к величине этой поверхности.

Величина яркости тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.

Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз. Казалось бы, чем больше яркость, тем человек лучше видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков глаза световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова. В таких случаях объект на фоне ста­новится неразличимым.

Чтобы объект был хорошо виден, необходимо различие в яркости объекта и фона. Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе), контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объ­ект слабо заметен на фоне (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К< 0,2 контраст считается малым, при К=0,2÷0,5 средним, а при К > 0,5 — большим.

Очевидно, что чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта с фоном, на кото­ром выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места и наоборот.

Нормы освещенности при искусственном освещении уста­навливают величину минимально допустимой освещенности E_min. Для производственных помещений она зависит от раз­ряда работы и контраста объекта с фоном. Разряды работы делят на четыре подразряда в зависимости от характеристики фона и контраста между объектами различения и фоном. Например, для работы I разряда (наивысшей точности) уста­навливаются значения минимальной освещенности, приве­денные в табл. 10.3.

Таблица 10.3

 

Нормы освещенности при искусственном освещении по СНиП 23-05-95 (извлечения)

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика зрительной работы	Наименьший эквивалентный размер объекта, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Освещение Emin, лк
при ком­биниро­ванной системе освеще­ния	при системе общего освещения
всего	в том числе общего
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный			—
б	Малый Средний	Средний Темный	4000 3500	400 400	1250 1000
в	Малый Средний	Светлый Средний	2500 2000	300 200	750 600
г	Средний Большой	Светлый Светлый	1500 1250	200 200	400 300

 

Одной из характеристик зрительной работы является фон — поверхность, на которой происходит различение объекта, с которым работает человек. Фон характеризуется способно­стью поверхности отражать падающий на нее свет. Отража­тельная способность определяется коэффициентом отражения r. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах 0,02—0,95. Фон считается светлым при r > 0,4; средним при значениях r в диапазоне 0,2—0,4 и темным при r < 0,2.

Как очевидно из табл. 10.3, E_min отличаются для различ­ных систем освещения. При комбинированном искусствен­ном освещении, как более экономичном, нормы выше, чем при общем. Действительно, с помощью светильника местного освещения, расположенного вблизи рабочего места, необходи­мую освещенность можно обеспечить при меньших затратах электрической энергии. Более подробные сведения о норма­тивных требованиях, предъявляемых к освещению, можно получить в СНиП 23-05—95 «Нормы проектирования. Есте­ственное и искусственное освещение».

Нормативные требования к освещению жилых и обще­ственных зданий определены в Санитарно-эпидемиоло­гических правилах и нормативах СанПиН 2.2.1/1278—03 «Гигиенические требования к естественному, искусствен­ному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», извлечения из указанных норм для жилых поме­щений приведены в табл. 2.6, а для учреждений образова­ния — в табл. 10.4.

 

Таблица 10.4

 

Нормы освещенности по СанПиН 2.2.1/1278—03 (извлечения — для образовательных учреждений)

 

 

 

 

Помещения	КЕО при боковом естест­венном освеще­нии, %	Искусственное освещение Emin, лк
комбинирован­ное освещение	общее осве­щение
всего	от об­щего
Классные комнаты, кабине­ты, аудитории	1,5	—		300(опти­мально 500)
Кабинеты информатики и вычислительной техники	1,2	—	—
Мастерские по обработке металлов и древесины	1,2			300(опти­мально 500)
Кабинеты и комнаты преподавателей	1,0

Представленные выше уровни освещенности установлены для нормального зрения. С возрастом острота зрения снижа­ется, и это требует повышения уровня освещения.

Зрительная работоспособность. Зрительный комфорт достигается при нормативном и равномерном освещении; при отсутствии бликов и ослепленности; при соответствующей контрастности; при отсутствии пульсаций света и цен­тробежного эффекта.

Ослепленность. Находящиеся в поле зрения человека поверхности высокой яркости могут производить неприят­ное, дискомфортное ощущение или вызывать состояние осле­пленности. В результате резко снижается и работоспособность. Источниками высокой яркости являются осветительные установки и источники света. Уменьшение ослепленности может быть достигнуто увеличением высоты установки светильников; уменьшением яркости светильников путем закрытия источников света светорассеивающими стеклами; применением светильников с необходимым защитным углом. Желаемого эффекта по снижению ослепленности человека можно также достичь уменьшением мощности каждого отдельного светильника за счет соответствующего увеличения их числа.

Ослепленность может также возникать при больших коэффициентах отражения поверхностей, попадающих в поле зрения. Наибольшая опасность возникает при освещении зеркальных поверхностей, когда свет падает на эти поверхности таком образом, что глаза находятся на направлении зеркального отражения лучей. В этом случае человек видит либо зеркальное отражение источника света, либо размытое, но очень яркое световое пятно. Устранение отраженной ослепленности достигается правильной организацией местного и локализованного освещения и таким расположением светильников, чтобы зеркально отраженные поверхностью лучи не попадали в глаза.

Контраст между объектом и фоном. Одним из эффективных средств для повышения контраста является искусственный фон (светлый, если деталь темная, или темный, если деталь светлая). Разновидностью искусственных фонов являются световые столы, на которых поверхности просматриваются в подходящем свете и которые используются при копировании с темных оригиналов.

Постоянство освещенности во времени. Изменения освещенности по времени можно классифицировать как: медленные и плавные, частые колебания и пульсации. Медленные изменения вызываются постепенными изменениями сетевого напряжения и факторами, изменяющими освещенность в процессе эксплуатации (загрязнением источников света, снижением светоотдачи и т.д.). Если освещенность при этом сохраняется на уровне не ниже нормативного значения, эти изменения не являются вредными.

Причиной частых колебаний являются перемещения светильников, их раскачивание движением воздуха (ветер, сквозняк, вентиляция и т.д.) и колебания напряжения в сети, порождаемые изменение нагрузки. На каждый процент изменения сетевого напряжения источники света реагируют изменениями светового потока в ту же сторону: лампы накаливания – на 3,7%, люминесцентные – на 1%, лампы ДРЛ – на 3%. Устранение колебаний освещенности обеспечивается закреплением светильников и стабилизацией изменений напряжения сети.

Пульсации освещенности обусловлены малой инерционностью излучения газоразрядных ламп, световой поток от которых пульсирует при переменном токе промышленной частоты. Эти пульсации неразличимы при фиксировании глазом неподвижной поверхности, но легко обнаруживаются при рассматривании движущихся предметов.

Если при пульсирующем освещении быстро махать карандашом на контрастирующем фоне, то карандаш приобретает ясно видимые контуры. Эффективнее пульсации можно обнаружить с помощью стробоскопического волчка, который можно выполнить из белого картона, на поверхности которого нанесены черными линиями радиусы через равн