Л_Р_5

Мета роботи – ознайомитися з світлотехнічними характеристиками, нормуванням штучного освітлення в виробничих приміщеннях, приладами для вимірювання освітлення на робочій поверхні і методами розрахунку систем штучного освітлення.

Завдання:

–ознайомитися з теоретичними відомостями про освітлення

–ознайомитися з приладами для вимірювання освітлюваності та принципом їх дії

–ознайомитися з методами розрахунку штучного освітлення

–виконати розрахунок штучного освітлення на робочому місці

–зробити висновки про результати виконання роботи

–дати письмові відповіді на контрольні питання

1.Теоретичні відомості

1.1.Основні відомості про фізіологічні особливості сприйняття видимого спектру

Серед чинників зовнішнього середовища, які впливають на організм людини в процесі праці, світло займає одне з перших місць. Адже відомо, що майже 90% всієї інформації про навколишнє середовище людина одержує через органи зору.

Під час здійснення будь-якої трудової діяльності стомлюваність очей в основному залежить від напруженості процесів, які супроводжують зорове сприйняття. До таких процесів відносяться, адаптація, акомодація і конвергенція

Адаптація - пристосування ока до зміни умов освітлення (рівня освітленості). Акомодація - пристосування ока до чіткого бачення предметів, які знаходяться

від нього на різній відстані за рахунок зміни кривизни кришталика ока.

Конвергенція - здатність ока при розгляді близьких предметів займати положення, при якому обидва очні яблука зводяться до перенісся, зорові осі обох очей перетинаються на предметі.

Світло впливає не тільки на функцію органів зору, але і на діяльність організму в цілому. При поганому освітленні людина швидко стомлюється, працює менш продуктивно, зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Згідно з статистичними даними 5% травм можна пояснити недостатнім або нераціональним освітленням, а в 20% воно сприяє виникненню травм. Нарешті, погане освітлення може привести до професійних захворювань, наприклад, до таких як робоча міопія (короткозорість), спазм акомодації.

Для створення оптимальних умов зорової роботи потрібно враховувати не тільки кількість і якість освітлення, але і кольорове оточення. При світлому фарбуванні інтер'єру завдяки збільшенню кількості відображеного світла рівень освітленості підвищується на 20-40% (при тій же потужності джерел світла), різкість тіней зменшується, поліпшується рівномірність освітлення.

При надмірній яскравості джерел світла і навколишніх предметів може відбутися засліплення працівника. Нерівномірність освітлення і неоднакова яскравість навколишніх предметів приводять до частої преадаптації ока під час виконання роботи і, як наслідок цього - до швидкого стомлення органів зору. Тому поверхні, які добре освітлюються і знаходяться в полі зору, краще офарблювати в кольори середньої світлості, коефіцієнт відображення яких знаходиться в межах 0.3 - 0.6. Бажано, щоб поверхні були матові.

Раціональне освітлення робочих місць створює сприятливі умови для безпечної праці, покращення якості продукції і підвищення продуктивності праці, впливає психологічно на людину, створює добрий бадьорий настрій у працюючих. Спектральний склад світла, зумовлюючий кольорове сприйняття, може викликати забруднюючу дію і

2

посилити відчуття тепла (помаранчево-червона частина спектру), або, заспокійливий вплив (жовто-зелений кольори), посилювати гальмівні процеси (синьо-фіолетова частина спектра).

1.2. Основні світлотехнічні поняття і одиниці вимірювання

Сучасна квантова теорія світла розглядає світло як потік частинок (фотонів), що розповсюджуються за законами електромагнітних хвиль.

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними і якісними показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість.

До основних якісних показників зорових умов праці можна віднести: фон,

контраст між об'єктом і фоном, видимість.

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 (рис. 1). Під стерадіаном розуміють тілесний кут у центрі сфери, який вирізає на її поверхні ділянку площі, що дорівнює квадрату радіуса сфери.

Рис. 1

(1)

(2)

Одиниці вимірювання яскравості - кд/м2;

Інтенсивність випромінювання світлового потоку на ту або іншу поверхню визначається поняттям освітленість. Одиницею вимірювання освітленості є 1 люкс (лк). 1

люкс - це світловий потік в 1 люмен, який рівномірно розподіляється на поверхні площею 1м2, тобто 1 лк = 1 лм/м2 .

3

Якісні показники:

Контраст між об'єктом і фоном характеризується співвідношенням яскравості об'єкту, який розглядається (крапка, лінія, знак і інші елементи) і фону. Контраст між об'єктом і фоном визначається за формулою:

де Во і Вф - відповідно яскравості об'єкту і фону, кд/м2.

Контраст вважається великим при k = 0,5, середнім - при k = 0,2 - 0,5 і малим - при

k <0,2.

Коефіцієнт відбиття світлового потоку – це відношення відбитого від поверхні світлового потоку до всього світлового потоку, який падає на цю поверхню

Фвідб

Фпад

Видимість (V) – характеризує здатність ока сприймати об’єкт. Видимість залежить від освітленості, розміру об’єкту розрізнення, його яскравості, контрасту між об’єктом і фоном, тривалості експозиції:

kпор

де k – контраст між об’єктом і фоном; kпор – пороговий контраст, тобто як найменший контраст, який розрізняється оком за даних умов.

Види освітлення

Виробниче освітлення може виконується природним і штучним світлом, а також може бути сумісним.

За способом виконання видами штучного освітлення являються: загальне, коли освітлювальні прилади розташовані таким чином, щоб забезпечити достатньо рівномірну освітленість в зоні робіт і проходах; комбіноване, коли крім загального освітлення встановлюються світильники місцевого освітлення для створення більш високих рівнів освітленості на робочих місцях, де виконується напружена зорова робота. Користуватися в приміщеннях тільки приладами місцевого освітлення заборонено.

Загальне освітлення може бути рівномірним і локалізованим (для посилення освітлення робочих місць).

Комбіноване освітлення рекомендується для приміщень з роботами розрядів І-IV. При комбінованому освітленні загальне освітлення повинно складати 10% всієї норми освітленості, але не менше 150 лк і не більше 500 лк (для газорозрядних ламп).

Робоче освітлення, призначене для нормального освітлення приміщення, дільниць відкритого простору для роботи, проходу людей і руху транспорту.

Охоронне освітлення (0,5…1 лк) застосовується при відсутності спеціальних технічних засобів охорони і передбачається вздовж кордону територій, які охороняються в нічний час.

Аварійне освітлення ( в приміщеннях і на місцях виконання зовнішніх робіт) необхідне для продовження роботи у випадку виходу з ладу робочого освітлення. Воно використовується також там, де випадкове відключення робочого освітлення може призвести до вибуху, пожеж, отруєння людей, до довготривалого порушення технологічного процесу чи порушення роботи вузлів зв'язку, установок для водо- і газопостачання, чергових постів і пунктів управління різноманітними системами.

Евакуаційне освітлення встановлюється в проходах виробничих й приміщень з кількістю працюючих більше 50 чоловік.

Чергове освітлення передбачається в не робочий час, при цьому, як правило, використовують частину світильників штучного освітлення.

4

У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць і загальної освітленості приміщень використовують люксметри типів Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117 і універсальний портативний цифровий люксметр - вимірювач яскравості ТЕС 0693. Робота цих приладів базується на явищі фотоефекту - перетворення світлової енергії в електричну.

1.4. Штучне освітлення

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

1.4.1. Нормування штучного освітлення

В існуючих нормах освітлення ДБНВ.2.5.-28-2006 “ Природне і штучне освітлення” (табл. 1) освітлення у виробничих приміщеннях задаються як кількісні характеристики (мінімальна освітленість, допустима яскравість у полі зору), так і якісні (показник осліплення, глибина пульсації освітлення), які важливі для створення нормальних умов праці.

Під об'єктом, який розрізняється розуміють предмет який розглядається, окрема його частина чи дефект, який потрібно розрізняти в процесі роботи.

Фон - поверхня, яка прилягає безпосередньо до об'єкту який розрізняється. Фон вважається світлим при коефіцієнті відбиття поверхні > 0,4, середнім — при коефіцієнті 0.2…0,4, темним при коефіцієнті <0,2.

Контраст об'єкта який розрізняється з фоном вважається великим при К>0,5 (об'єкт і фон різко відрізняються яскравістю), середнім К = 0,2...0,5 (об'єкт і фон помітно відрізняються яскравістю), малим - при К <0,2 (об'єкт і фон мало відрізняються яскравістю).

Система комбінованого освітлення, як більш економна, має норми освітленості вищі, ніж для загального освітлення. Таким чином, в норми закладена тенденція підвищення освітлення в усіх випадках, коли її можна підвищити за рахунок підвищення економічності установки. Для виключення постійного привикання зору через нерівномірне освітлення в приміщенні при системі комбінованого освітлення необхідно, щоб світильники загального освітлення створювали не більше 10% освітлення, що нормується, при цьому найбільше і найменше значення освітленості повинно прийматися згідно табл. 1.

При освітленні виробничих приміщень газорозрядними лампами, які живляться змінним струмом промислової частоти 50 Гц, необхідно обмежити глибину пульсації освітлення. Допустимі коефіцієнти пульсації в залежності від системи освітлення і характеру роботи, що виконується, не повинні перевищувати 10...20%''.

6

1.4.2. Розрахунок штучного освітлення

Завдання розрахунку - визначити тип і кількість ламп для створення в робочому приміщенні заданої освітленості чи визначити освітленість яку чекаємо на робочій поверхні при відомому числі і потужності ламп.

Проектуючи освітлювальну установку , необхідно наступне:

1.Вибрати систему освітлення. При цьому необхідно враховувати, що система комбінованого освітлення економніша, але в гігієнічному відношенні система загального освітлення більш сучасна, так як розподіляє світлову енергію більш рівномірно.

Система загального освітлення може виконуватися рівномірно або локалізовано розміщеними світильниками загального освітлення. Локалізоване розміщення світильників використовується, як правило в наступних випадках :

– для освітлення вертикально розміщених робочих поверхонь;

– коли є обладнання, організоване в лінії з рядами однотипно розміщених робочих місць з протяжними робочими поверхнями - конвеєрів, конвеєрних чи попередніх зборів вузлів і механізмів, пошив швейних і взуттєвих виробів і т.п;

2.Визначити нормовану освітленість на робочому місці. Для цього необхідно знати характер, роботи, що виконується. По мінімальному розміру об'єкта розрізнення, оцінити контраст об'єкту розрізнення з фоном і фон на робочому місці і по табл. 1 у відповідності з вибраною системою освітлення і джерелом світла, знайти нормовану освітленість.

Для розрахунку штучного освітлення застосовується здебільшого три методи: коефіцієнт використання світлового потоку, точковий і питомої потужності.

Метод коефіцієнту світлового потоку. Для розрахунку загального рівномірного освітлення при горизонтальній робочій поверхні основним виступає метод коефіцієнта використання світлового потоку. Світловий потік ламп розраховується за формулою:

приміщення, кривої розподілення групи світильника і коефіцієнта відбиття світлового потоку від стелі, стін і робочої поверхні (відповідно rn, rс, rр ).

Індекс приміщення розраховується за формулою:

де hр – відстань від світильника до робочої поверхні, м; А, В – відповідно довжина і ширина приміщення, м;

Визначивши світловий потік F за формулою 1, по табл.6 підбирають найближчу стандартну лампу.

На практиці допускається відхилення світлового потоку вибраної лампи від розрахованого –10...+20%, в іншому випадку задається інша схема розміщення світильників.

.

7

Таблиця 1

ДБН В. 2.5-28-2006 Природне і штучне освітлення

8

Продовження таблиці 1

9

Продовження таблиці 1

-постійне

-періодичне

при

постійному перебуванні б Те саме - - 100 - - 1 0,3 0,7 0,2

людей у приміщенні

10