Освещение производственных помещений. Искусственное и естественное освещение

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380 – 760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.

В производственных помещениях используется три вида освещения:

- естественное (источником его является солнце);

- искусственное (когда используются только искусственные источники света);

- совмещенное или смешанное (одновременное содержание естественного и искусственного освещения).

В производственных помещениях используются следующие виды естественного освещения:

- боковое (одно- и двухстороннее) – через светопроемы (окна) в наружных стенах;

- верхнее – через аэрационные и световые фонари в перекрытиях;

- комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на:

рабочее (обеспечение нормального выполнения производственного процесса);

- аварийное (при внезапном отключении рабочего освещения);

- сигнальное (для фиксации границ опасных зон);

- охранное (вдоль границ охраняемых территорий);

- эвакуационное (для обеспечения эвакуации людей);

- эритемное (при недостаточности солнечного света);

- бактерицидным (для обеззараживания воздуха, питьевой воды).

Искусственное освещение на промышленных предприятиях осуществляется лампами накаливания и газоразрядными лампами.

Лампы накаливанияотносятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминисценции.

Преимущества ламп накаливания: удобство в эксплуатации, простота в изготовлении, низкая инерционность при включении, надежность работы при колебаниях напряжения. Недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения до 20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2, 5 тыс. часов), в спектре преобладают желтыеи красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

Преимущества газоразрядных ламп перед лампами накаливания: большая световая отдача (до 110 лм/Вт), значительно больший срок службы (до 12 тыс. часов). От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, любминоформ. По спектральному составу различают лампы дневного света (ДД), дневного света с улучшенной светопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ). Недостатки газоразрядных ламп: длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, зависимость работоспособности от температуры окружающей среды, пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта (искажение зрительного восприятия).

Для общего освещения рекомендуется использовать разрядные лампы и лампы накаливания. Применение ксеноновых ламп внутри помещения не допускается.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и равномерно распределяющегося внутри элементарного телесного угла dw, к величине этого угла, измеряется в канделах (кд):

;

освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м²), к ее площади: измеряется в люксах (лк):

;

яркость L поверхности под углом r к нормали – это отношение силы света dJ, излучаемой освещаемой поверхностью, к площади dS проекции этой поверхности, на площадь, перпендикулярную этому направлению; измеряется в кд/м²:

.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном. Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения (например, при работе с приборами – толщиной линии градуировки шкалы, при чертежных работах – толщиной самой тонкой линии).

Расчет освещения производится методом светового потока, по точечному методу и по удельной мощности.

Метод светового потока применяется при равномерном расположении светильников и при нормированной горизонтальной освещенности (Е_н). Световой поток лампы Ф (лм) рассчитывают по формуле

,

где Е_н – минимальная нормированная освещенность (лк), применяемая по СНиП 23-05-95; S_п – площадь помещения, м²; К – коэффициент запаса (1, 4 – 1, 7); Z – коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Е_ср/Е_мин; n_св – число светильников или ламп; n_с.п. – коэффициент использования светового потока, который зависит от индекса помещения, коэффициентов отражения стен, потолка и типа светильника.

При расчете естественного освещения определяют размеры оконного проема по формуле:

для бокового освещения: ,

где S_о - размеры оконного проема, м²; е_н - нормированный коэффициент естественного освещения, %; h_o – характеристика оконного проема; К_з – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями и деревьями; r_o – коэффициент светопропускания окон; r₁ – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света от поверхности оборудования и стен.

Нормируемые показатели искусственного освещения производственных помещений при общем освещении согласно Санитарным правилам и нормам СанПин 2.2.1/2.1.1.1278-03:

- кабинеты, рабочие комнаты, офисы - 300 лк;

- машинописные бюро - 400 лк;

- лаборатории органической и неорганической химии, препараторские – 400 лк;

- аналитические лаборатории – 500 лк.