Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

В производственных помещениях используются следующие виды естественного освещения: боковое –через окна в наружных стенах; верхнее – через световые фонари в перекрытиях; комбинированное – через световые фонари и окна.

В зданиях с недостаточным естественным освещением применяют совмещенное освещение — сочетание естественного и искусственного света. Искусственное освещение в системе совмещенного освещения может функционировать постоянно (в зонах с недостаточным естественным освещением) или включаться с наступлением сумерек.

Искусственное освещение на промышленных предприятиях осуществляется лампами накаливания и газоразрядными лампами и предназначено для освещения рабочих поверхностей при недостаточности естественного освещения и в темное время суток.

В лампах накаливания свечение возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высоких температур. Такие лампы удобны в эксплуатации, просты в изготовлении, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, отличаются малым временем разгорания. Однако лампы накаливания имеют существенные недостатки: низкая световая отдача
(7... 19 лм/Вт); низкий КПД, равный 10...13 %; сравнительно малый срок службы (до 2500 ч). Спектр ламп отличается от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов, поэтому такие лампы не рекомендуется применять на работах, требующих различения цветов.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары галогена (например, йода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и высокую отдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов (например, паров ртути), а также за счет явления люминесценции. Для освещения помещений применяются газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы в зависимости от состава люминофора, обусловливающего их различную цветность, делят на несколько типов: ЛБ – лампы белого света, ЛД – лампы дневного света, ЛДЦ–лампы дневного света с улучшенной цветопередачей, ЛЕ – лампы естественного солнечного света, ЛТБ – лампы тепло-белого света, ЛХБ – лампы холодно-белого света, ЛХЕ – лампы холодно-естественного света.

Газоразрядные лампы высокого давления бывают дуговые ртутные люминесцентные (ДГЛ), дуговые ртутные с йодидами металлов (ДРИ), дуговые ксеноновые трубчатые (ДКсТ), дуговые натриевые трубчатые (ДНаТ).

Преимуществами газоразрядных ламп перед лампами накаливания являются высокая световая отдача – 40…110 лм/Вт (люминесцентные до 75, ртутные до 60, металло-галогенные до 100, ксеноновые до 40, натриевые до 110 лм/Вт), большой срок службы (до 8000…12000 ч) и возможность получения светового потока практически с любым спектром. К недостаткам относятся:

- пульсация светового потока, слепящее действие, шум дросселей, возникновение стробоскопического эффекта («рябит в глазах» и создается иллюзия движения (вращения) в обратную сторону либо полного отсутствия движения);

- длительный период разгорания (в некоторых случаях до 10…15 мин);

- сложность схемы включения;

- зависимость от температуры внешней среды.

Светильники – источники света, заключенные в арматуру, предназначены для правильного распределения светового потока и защиты глаз от чрезмерной яркости источника света. Арматура защищает источник света от механических повреждений, а также дыма, пыли, копоти, влаги, обеспечивает крепление и подключение к источнику питания.

По светораспределению светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного и отраженного света. Светильники прямого света более 80 % светового потока направляют в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой поверхности. Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полусферы: 40 – 60 % светового потока вниз, 60 – 80 % –вверх. Светильники отраженного света более 80 % светового потока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет направляется вниз в рабочую зону.

б а Рис. 29. Защитный угол светильника: а –с лампой накаливания; б – с люминесцентными лампами

Для защиты глаз от блескости светящейся поверхности лампы служат экранирующие решетки, рассеиватели из прозрачной пластмассы или стекла. Степень защиты глаз от яркости источника света характеризуется защитным углом светильника – это угол, образованный горизонталью от поверхности лампы (края светящейся нити) и линией, проходящей через край арматуры (рис. 29).

Искусственное освещение по назначению разделяют на следующие виды:

- рабочее;

- дежурное;

- аварийное;

- эвакуационное;

- охранное.

по размещению светильников различают системы освещения:

- общего (равномерного или локализованного);

- местного;

- комбинированного.

Общее искусственное освещение предназначается для освещения всего помещения, местное (в системе комбинированного) – для увеличения освещения лишь рабочих поверхностей или отдельных частей оборудования. Местное освещение может быть стационарным и переносным. Для него чаще применяются лампы накаливания, так как люминесцентные лампы могут вызвать стробоскопический эффект. Общее освещение в системе комбинированного должно обеспечивать не менее 10 % требуемой по нормам освещенности. Его назначение в этом случае – выравнивание яркости и устранение резких теней. Применение только местного освещения не допускается.

Общее равномерное освещение предусматривает размещение светильников (в прямоугольном или шахматном порядке) для создания рациональной освещенности при выполнении однотипных работ по всему помещению, при большой плотности рабочих мест. Общее локализованное освещение применяется для обеспечения на ряде рабочих мест освещенности в заданной плоскости, когда около каждого из них устанавливается дополнительный светильник, а также при выполнении на участках цеха различных по характеру работ или при наличии затеняющего оборудования.

 

 

Нормирование освещенности

 

 

Необходимые уровни освещенности рабочего освещения нормируют в соответствии со СНиП 23.05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от точности выполняемых производственных операций, световых свойств рабочей поверхности и рассматриваемой детали, системы освещения.

 

Естественное освещение

 

Естественное освещение изменяется в очень широких пределах и зависит от времени суток, времени года, облачности и т.д. Поэтому принято характеризовать его не абсолютным значением освещенности на рабочем месте, а относительным в виде коэффициента естественной освещенности (КЕО), показывающего,во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи; этот показатель выражают в процентах.

коэффициент естественной освещенности (КЕО ) представляет собой отношение естественной освещенности внутри помещения в точках ее минимального значения на рабочей поверхности к одновременно замеренному значению освещенности наружной горизонтальной поверхности, освещенной диффузным светом полностью открытого небосвода (непрямым солнечным светом):

,

где е – коэффициент естественной освещенности, %.

Е_вн – освещенность внутри помещения, лк;

Е_нар – наружная освещенность, лк.

Для каждого производственного помещения строится кривая значения КЕО в характерном сечении (поперечный разрез посеpедине помещения перпендикулярно плоскости световых проемов) (рис. 30).

При боковомосвещении нормируется минимальное значение е _min: при одностороннем–в точке, расположеннойна расстоянии 1 м от стены,наиболее удаленной от световых проемов(рис. 30, а), при двустороннем – в точкепосередине помещения(рис. 30, б). При верхнем и комбинированном освещении нормируетсясреднее значение е _ср (рис. 30, в, г). В производственных помещениях с верхним и комбинированным освещением е _ср не должно быть меньше нормированного значения при боковом освещении для аналогичной зрительной работы.

 

абвг

 

Рис. 30. Схемы распределения КЕО по характерному разрезу помещения:

а – одностороннее боковое освещение; б – двустороннее боковое освещение;
в – верхнее освещение; г – комбинированное освещение; 1 – уровень рабочей поверхности

 

Нормируемое значение КЕО, е_N, для зданий, располагаемых в различных районах, следует определять по формуле

е_N = е_н·m_n,

где N – номер группы обеспеченности естественным светом;

е_н – нормативное значение КЕО, соответствующее разряду зрительной работы, % (определяется по СниП 23-05-95 в зависимости от минимального размера объекта различения);

m_N – коэффициент светового климата.

Пример расчета естественной освещенности

Требуется определить, соответствует ли нормам естественная освещенность в производственном помещении при боковом одностороннем освещении, если

наружная освещенность Е_нар = 10000 лк;

внутренняя освещенность Е_вн = 130 лк;

условия зрительной работы – средней точности (IV разряд, минимальный размер объекта различения0,5 – 1 мм);

здание расположено в Свердловской области, световые проемы в боковых стенах здания ориентированы на северо-запад.

 

Решение

1. Определяем фактическое значение КЕО

.

2. По табл. 1 СниП 23-05-95 определяем нормативное значение КЕО, соответствующее IV разряду зрительной работы при одностороннем боковом освещении, е_н = 1,5 %.

3. В соответствии с таблицей прил. Д СниП 23-05-95 определяем, что Свердловская область относится к 1-й группе административных районов по ресурсам светового климата. Тогда согласно табл. 4 СниП 23-05-95 коэффициент светового климата для заданных условий т _N = 1.

4. Определяем нормативное значение КЕО:

е_N = е_н·m_n, = 1,5 · 1 = 1,5 %.

Вывод: поскольку е_ф > е_N, естественная освещенность в помещении соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

При естественной освещенности нормируют также качественную характеристику – неравномерность естественного освещения, которая определяется коэффициентом неравномерности — отношением максимальной освещенности к минимальной. Чем выше точность работ, тем меньше должен быть коэффициент неравномерности: не более 2:1 для зрительных работ I и II разрядов и 3:1 – для III и IV разрядов.

Искусственное освещение

 

Рабочее освещение служит для создания нормальной освещенности при выполнении конкретной работы в зависимости от разряда зрительной работы.

Нормируемой количественной характеристикой искусственного освещения служит освещенность [лк].

Нормативное значение освещенности определяется по СНиП 23.05-95 в зависимости от разряда и подразряда зрительной работы.

Установлено 8 разрядов зрительной работы в зависимости от минимального размера объекта различения.

Подразряды зрительной работы определяются по значениям яркостного контраста, определяемого как отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта (L _о) и фона (L _ф) к яркости фона:

;

а) малый контраст на темном фоне;

б) малый контраст на среднем фоне или темный контраст на темном фоне;

в) малый контраст на светлом фоне или большой контраст на темном фоне;

г) средний контраст на светлом фоне, большой контраст на светлом фоне или большой контраст на среднем фоне.

Для учета снижения освещенности в процессе эксплуатации от запыления и загрязнения расчетную освещенность увеличивают по сравнению с нормируемой, используя коэффициент запаса, который выбирается равным от 1,15 до 1,7 для ламп накаливания и от 1,3 до 2 для газоразрядных ламп.

Расчет искусственного освещения сводится к определению требуемого количества выбранных ламп.

 

Гигиенические требования, отражающие качество
производственного освещения

1. равномерное распределение яркостей в поле зрения и отсутствие резких теней. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости (освещенности), то при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.

2. ограничение прямой и отраженной блескости. Показатель ослепленности глаза Р является критерием оценки слепящего воздействия большой яркости источника света или ярких бликов, которые вызывают нарушение зрительных функций глаза – его ослепленность: Р = (S – 1) 1000, где S = v₁/v₂ – коэффициент ослепленности, равный отношению видимостей объекта соответственно при наличии и отсутствии защиты глаза от слепящего воздействия источника. Видимость является показателем того, насколько хорошо глаз видит объект или световое поле; определяется в относительных единицах числом пороговых контрастов: v = k/k _порог, где k – контраст в условиях рассматриваемой зрительной работы. Предельно допустимое значение показателя ослепленности согласно нормам должно быть не более
20 – 80 единиц (в зависимости от характера и длительности зрительной работы). Для ограничения отраженной блескости нормируется предельная яркость рабочей поверхности не выше 500 кд/м² при ее площади более 0,2 м² и не выше 2500 кд/м² при 0,01 м² и менее.

3. ограничение или устранение колебаний светового потока.

4. Необходимо обеспечивать оптимальную направленность светового потока. Экспериментально установлено, что наилучшая видимость достигается при направлении света на рабочую поверхность под углом 60 ⁰ к ее нормали, а наихудшая – под углом 0 ⁰.

5. Освещенность должна быть постоянной во времени. Для оценки условий работы глаза в мелькающем свете, который создают газоразрядные лампы, вводится коэффициент пульсации освещенности, %, который характеризует относительную глубину изменения освещенности от E _max до Е _min в течение одного периода ее колебанияи определяется по формуле

,

где Е _cp – среднее значение освещенности за один период ее колебания. Значения коэффициента пульсации нормируются (не более 12…25 % в зависимости от характера зрительной работы). В нормах рекомендуется применять в первую очередь газоразрядные лампыкакгигиенически иэкономически более выгодные, чем лампы накаливания: спектр света их близок к естественному, световая отдача в 3…4 раза больше, а срок службы более чем в 10 раз выше, чем у ламп накаливания. Но газоразрядные лампы имеют тот недостаток, что излучаемый ими световой поток пульсирует безынерционно, т.е. одинаково с колебаниями переменного тока. В мелькающем свете искажается восприятие вращающихся и движущихся предметов: возникает иллюзия их остановки или движения в обратную сторону, искажается скорость и направление движения. Это явление называют стробоскопическим эффектом. Для стабилизации светового потока лампы включают в сеть по определенным электрическим схемам таким образом, чтобы коэффициент пульсации не превышал установленной нормы.

6. Освещение должно иметь спектр света, близкий к естественному, особенно при зрительных работах, требующих цветопередачи.

B районах за Северным полярным кругом, а также и в других местностях при отсутствии естественного света в дополнение к обычному электрическому должно быть использовано эритемное освещение в целях компенсации ультрафиолетовой недостаточности.

Аварийное освещение устраивается в производственных помещениях и на открытой территории для временного продолжения работ в случае аварийного отключения рабочего освещения (общей сети). Оно должно обеспечивать не менее 5 % освещенности от нормируемого рабочего общего освещения.

Специальное освещение применяется для освещения улиц, мостов, стадионов и в других случаях.

Контрольные вопросы и задачи

 

1. Основные светотехнические характеристики: световой поток, сила света, освещенность, коэффициент отражения, яркость поверхности.

2. Обобщенный закон освещенности.

3. Виды освещения в зависимости от источника светового потока.

4. Источники света искусственного освещения: лампы накаливания и люминесцентные лампы, их достоинства и недостатки.

5. Светильники, их назначение. Защитный угол светильника.

6. Системы и виды искусственного освещения.

7. Нормирование естественного освещения. Коэффициент естественного освещения. Кривая освещенности в характерном разрезе здания.

8. Нормирование искусственного освещения. Разряды и подразряды зрительной работы.

9. Гигиенические требования к качеству освещения.

10. Причины пульсации светового потока и способы ее уменьшения.

11. Задача. Определить, соответствует ли нормам естественная освещенность, если

наружная освещенность Е_нар = 10000 лк;

внутренняя освещенность Е_вн = 100 лк;

нормативное значение КЕО, соответствующее разряду зрительной работы, е_н = 1,2 %;

коэффициент светового климата т_N = 0,9.

 

Обеспечение безопасности производства

 

Травмобезопасность – свойство рабочего места соответствовать требованиям безопасности труда, исключающим травмирование работающих в условиях, установленных нормативно-правовыми актами.

Травмобезопасность рабочих мест обеспечивается исключением повреждений частей тела человека, которые могут быть получены в результате воздействия опасных производственных факторов, а именно:

- движущихся предметов, механизмов или машин, а также неподвижными их элементами на рабочем месте (при механическом воздействии). Такими предметами являются зубчатые, цепные, клиноременные передачи, кривошипные механизмы, подвижные столы, вращающиеся детали, органы управления и т.п.;

- электрического тока. Источником поражения могут быть незащищенные и неизолированные электрические провода, поврежденные электродвигатели, открытые коммутаторы, незаземленное оборудование и др.;

- агрессивных и ядовитых химических веществ:химические ожоги силь-ными кислотами, едкими щелочами иядовитыми химическими веществами (хлор, аммиак и т.д.) при попадании их на кожу или в легкие при вдыхании;

- нагретых элементов оборудования, перерабатываемого сырья, других теплоносителей (при термическом воздействии). Примерами таких элементов являются горячие трубопроводы, крышки котлов, танков, корпуса оборудования, детали холодильных установок и т.д.,

- а также повреждения, полученные при падениях. Падения подразделяются на два вида: падение на человека различных предметов и падение человека в результате поскальзывания, запинания, падения с высоты или внезапного ухудшения здоровья.

Требования безопасности к производственным процессам и оборудованию

 

Общие требования к производственному оборудованию и производственным процессам установлены ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ «Процессы производственные. Общие требования безопасности».

Безопасность производственного процесса – свойство производственного процесса сохранять соответствие требованиям безопасности трудав условиях, установленных нормативно-технической документацией.

Безопасность производственного оборудования – свойство производственного оборудования сохранять соответствие требованиям безопасности труда при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией.

Требования безопасности к производственным процессам

 

Производственные процессы должны быть пожаро- и взрывобезопасными, не должны загрязнять окружающую среду. Требования безопасности к технологическим процессам включают также:

- устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, готовой продукцией и отходами производства, оказывающими вредное действие;

- замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или имеют меньшую интенсивность;

- комплекснуюмеханизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления при наличии опасных и вредных производственных факторов;

- герметизацию оборудования;

- применение средств защиты работающих;

- рациональную организацию труда и отдыха в целях профилактики монотонности и гиподинамии, а также ограничение тяжести труда;

- своевременное получение информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов на отдельных технологических операциях;

- систему контроля и управления технологического процесса, обеспечивающую защиту работающих и аварийное отключение производственного оборудования;

- своевременное удаление и обезвреживание отходов производства, являющихся источниками опасных и вредных факторов.

 

Требования безопасности к производственному оборудованию

 

1. Производственное оборудование должно быть безопасным в течение всего срока службы: при монтаже (в необходимых случаях – демонтаже), эксплуатации, ремонте, транспортировании и хранении, при использовании отдельно или в составе комплексов или технологических систем.

2. Производственное оборудование не должно загрязнять (выбросами вредных веществ и пыли, шумом и вибрацией, вредными излучениями) производственную среду выше установленных норм.

3. Безопасность оборудования должна обеспечиваться выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасных элементов конструкций и т.п., а также применением в конструкции средств механизации, автоматизации и дистанционного управления.

4. Рабочие места, органы управления и средства отображения информации должны соответствовать эргономическим требованиям.

5. Оборудование должно оснащаться устройствами безопасности, сигнализации и другими необходимыми средствами защиты.

6. Производственное оборудование должно быть пожаро- и взрывобезопасным.

7. Производственное оборудование при правильной эксплуатации в установленных условиях не должно создавать опасности в результате воздействия внешней среды (влажности, солнечной радиации, механических колебаний, высоких и низких давлений и температур,агрессивных веществ, ветровыхнагрузок, обледенения, микроорганизмов и т.п.).

8. Требования безопасности должны отражаться в технической документации.