21. Производственное освещение. Основные светотехнические величины. Естественное освещение. Нормирование. Расчет.

Производственное освещение – это тип освещения, являющийся обязательным для всех производственных помещений и предназначенный для обеспечения нормального выполнения какой-либо деятельности, прохода людей, движения транспорта. Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей. По данным международной комиссии по освещению, благодаря улучшению освещенности помещений можно увеличить эффективность работы сотрудников на 3-11%. Оптимально спроектированное и рационально выполненное промышленное освещение повышает эффективность профессиональной деятельности, работоспособность и безопасность труда.

Освещенность - Е-поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м2), к ее площади: Е= dФ/dS , измеряется в люксах (лк); При организации производственного освещения необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Перевод взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глаз переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения и соответственно к снижению производительности труда.

Существуют следующие  виды производственного освещения:

• естественное;

• искусственное;

• совмещенное.

Основные светотехнические величины.

 Свет  – это видимое электромагнитное излучение в диапазоне длин волн 380 – 760 нм, которое, попадая на сетчатку глаза, вызывает зрительное ощущение.

Освещение производственных помещений характеризуется количественными и качественными показателями.

Количественные показатели

Световой поток F характеризует мощность светового излучения. Единица измерения – люмен (лм). Измерение основано на зрительном восприятии.

Сила света I – световой поток dF, распространяющийся внутри телесного угла dW:

I=dF/dW.                                                          (5.1)

Единица измерения – кандела (кд).

Яркость L – отношение силы света dI, излучаемого в рассматриваемом направлении, к площади освещенной поверхности dS:

L=dI/dScosα,                                                      (5.2)

где α – угол между нормалью к элементу поверхности dS и направлением, для которого рассчитывается яркость. Единица измерения – кандела на квадратный метр (кд/м²).

Освещенность E – отношение светового потока d F, падающего на элемент поверхности, к площади этого элемента dS:

E=dF/dS.                                                         (5.3)

Единица измерения – люкс (лк).

• Естественное освещение – это освещение, создаваемое направленным или рассеянным солнечным светом или светом неба, проникающим через световые проёмы помещения.

Согласно санитарным нормам все помещения, в которых постоянно находятся люди, должны иметь естественное освещение. Расчёт естественного освещения должен обеспечить оптимальное выполнение требований, предъявляемых для естественного освещения конкретных помещений. Величина естественного освещения изменяется в зависимости от широты местности, времени года и дня, состояние погоды. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. Снижение расчетного коэффициента естественного освещения по отношению к нормированному допускается только на 10%. Расчитывать норму естественного освещения нужно исключая помехи, создаваемые мебелью и деревьями.

Виды естественного освещения. Его нормирование и расчет

Освещение нормируется СНБ 2.04.05-98 "Естественное и искусственное освещение" (СНиП II-4-79). Помещения с постоянным пребыванием людей должны, как правило, иметь естественное освещение. Источник естественного (дневного) освещения – солнечная радиация, т.е. поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естественное освещение помещений подразделяется на боковое (через световые проемы в наружных стенах), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения) (рис. 1). Следует отметить, что естественное освещение имеет резкие колебания уровня освещенности, меняющегося в течение светового дня и по временам года, в зависимости от погодных условий и ряда других факторов. Непостоянство естественного освещения во времени вызывает необходимость введения КЕО (коэффициент естественной освещенности). КЕО является величиной постоянной и в упрощенном виде представляет собой процентное отношение освещенности определенной точки помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода (рис. 2). Рис. 1. Схема расположения световых проемов и освещенности помещений: а – боковое одностороннее освещение (при b 12 м); в – верхнее (при b > 5h); г – комбинированное Рис. 2. Определение величины КЕО Нормативные значения КЕО для каждого разряда зрительной работы приведены в СНБ 2.04.05-98. В практике КЕО широко используется при расчетах величины световых проемов в проектируемых зданиях. Кроме того он применяется для оценки пригодности помещения для выполнения работ заданной точности. Такая оценка проводится для помещений, целевое назначение которых изменилось или изменился характер выполняемой работы. В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов (точка ЕМ на рис. 2), а при двустороннем боковом освещении – в точке по середине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов: – на 1,5 высоты помещения для работ I-IV разрядов; – на 2 высоты помещения для работ V-VII разрядов; – на 3 высоты помещения для работ VIII разряда. При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн. Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением. Нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производится независимо. В производственных помещениях со зрительной работой I-III разрядов следует устраивать совмещенное освещение. Допускается применение верхнего естественного освещения в крупно пролетных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различно ориентированных в пространстве рабочих поверхностях. При этом нормированные значения КЕО принимаются для разрядов I-III соответственно 10, 7, 5 %. Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов для помещения.

Естественное и искусственное освещение в производственных помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО): е =  Евн/Ен*100, %, Евн –освещенность внутри помещения, Ен – наружная освещенность.

КЕО показывает, во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи. Для каждого производственного помещения строится кривая значения КЕО в характерном сечении.

При боковом освещении нормируется минимальное значение е мин., При  верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение е ср.

 Нормируемое значение КЕО для зданий, определяется по формуле: еN  = ен*mN, ен  нормативное значение КЕО, соответствующее разряду зрительной работы, % определяется по СНИП в зависимости от минимального размера объекта различения. Всего установлено 8 разрядов. mN = коэффициент светового климата, определяется по СНиП. Основное условие еф > еN