Освещение производственных помещений

 

Естественное освещение помещений подразделяется на боко­вое, верхнее и комбинированное: боковое освещение осуществля­ется через световые проемы в наружных стенах; верхнее — через фонари и световые проемы в покрытии. Комбинированное освеще­ние основано на сочетании верхнего и бокового и обеспечивает большую равномерность освещения.

Путем сравнения определяют тот тип освещения, который соз­дает лучшие условия зрительной работы. Боковое освещение при­меняют, как правило, в многоэтажных зданиях, а также в одно­этажных — при соотношении глубины помещения и высоты окон не более 8, а комбинированное — в одноэтажных многопролет­ных зданиях.

На уровень освещенности влияют ориентация здания в про­странстве, затемнение световых проемов близлежащими здания­ми, конструкция светопроемов, окраска стен внутри помещения. С гигиенической точки зрения целесообразнее, чтобы окна (бо­ковые светопроемы) имели прямоугольную форму. Это обеспечи­вает большее проникновение света в помещение. Рекомендуется окрашивать стены и потолки в светлые тона, что способствует увеличению освещенности на 20 — 25 %.

В зависимости от географической широты, времени года и су­ток, а также погоды уровень естественного освещения может ме­няться, причем в довольно широких пределах. Поэтому за основу расчета при нормировании естественного освещения внутри про­изводственных помещений принят коэффициент естественной освещенности.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) — это отно­шение освещенности в данной точке помещения (Е_вн) к на­блюдаемой одновременно освещенности под открытым небом

(Е_нар).

Коэффициент естественной освещенности (Е„) выражают в процентах и определяют по формуле

 

 

Гигиенические нормативы устанавливают КЕО в зависимости от характеристики зрительных работ и вида освещения.

Зрительные работы характеризуют степенью точности, т. е. ли­нейным размером объекта различения (например, деления шка­лы весов, размер частиц в растворах).

Нормы естественного освещения промышленных зданий пред­ставлены в СНиП 23-05-95.

Нормированные значения КЕО (E_N) для зданий, расположен­ных в различных районах России, определяют по формуле

 

E_n = Е_nт,

 

где т — коэффициент, учитывающий особенности светового кли­мата.

Уровень естественного освещения производственных помеще­ний можно регулировать изменением числа и размеров световых проемов, рационально выбирая соотношение площади окон и площади пола, объема помещения и т.д. Уровень естественного освещения в производственных помещениях может значительно снизиться вследствие загрязнения остекленных поверхностей, стен и потолков. Необходимо предусматривать регулярную очистку стекол световых проемов от пыли и копоти в помещениях химических предприятий со значительными выделениями загрязне­ний.

Производственные помещения, где постоянно работают люди, без естественного освещения или с недостаточным по биологи­ческому действию естественным освещением (Е _п <0,1 %), долж­ны быть оборудованы установками искусственного ультрафиоле­тового излучения. Его отсутствие или недостаток вызывает «ульт­рафиолетовое голодание», при котором ослабевают защитные функции организма, происходит снижение сопротивляемости орга­низма к воздействию токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ, повышается утомляемость.

Для искусственного освещения производственных помещений используют газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания имеют широкий интервал мощности, просты и удоб­ны в эксплуатации. Лампы накаливания относят к источникам света теплового излучения. Превращение электрической энергии в све­товую происходит в них через тепловую энергию путем нагрева­ния нити накаливания до температуры свечения. Световой поток лампы накаливания зависит от потребляемой электрической мощ­ности и температуры нити накаливания. Их основными недо­статками являются невысокая светоотдача и недолговечность. Га­зоразрядные лампы являются более экономичными. При одина­ковой с лампами накаливания мощности они дают в несколько раз большую освещенность. Газоразрядные лампы создают высо­кий уровень освещенности, благоприятный спектральный состав света. К недостаткам газоразрядных ламп относятся пульсация светового потока (стробоскопический эффект) и чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды. Для освещения промышленных предприятий применяют газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, дуговые ртут­ные люминесцентные, металлогалогенные, натриевые, ксеноновые).

Лампы накаливания применяют для общего освещения только в случае невозможности или технической нецелесообразности использования газоразрядных ламп. Источники света выбирают с учетом требований СНиП 23-05-95.

Для местного освещения используют и газоразрядные источ­ники света, и лампы накаливания, в том числе галогенные.

Помимо необходимого уровня освещенности, освещение дол­жно обеспечивать равномерную яркость в поле зрения, быть стабильным, пожаро- и взрывобезопасным, удобным в эксплу­атации, не должно создавать резких теней на рабочих поверх­ностях. Это достигается правильным выбором светильников, опре­деленной высотой их подвешивания и рациональным размеще­нием.

Источники света располагают в осветительной арматуре — све­тильниках. Светильники направляют световой поток в сторону рабочей поверхности, защищают глаза от светящего действия ламп, предохраняют лампы от механических повреждений и загрязне­ний, изолируют их от неблагоприятной внешней среды. В табл. 10.1 приведены схемы светильников разных групп.

В зависимости от распределения светового потока в простран­стве светильники подразделяют на три основных класса: прямо­го, рассеянного и отраженного света.

Светильники прямого света направляют в нижнюю полусферу не менее 80 % всего светового потока. Их широко применяют в производственных помещениях.

Светильники рассеянного света направляют в каждую полусфе­ру от 40 до 60 % светового потока. Они обеспечивают хорошую равномерность освещения при полном отсутствии теней.

Светильники отраженного света направляют в верхнюю полу­сферу не менее 80 % всего светового потока, обеспечивая мягкое освещение без резких теней. Для освещения производственных помещений светильники этого типа не используют.

 

Таблица 10.1. Конструктивно-светотехнические схемы светильников групп I—VII

 

При выборе типа светильника необходимо учитывать светораспределение и конструктивное исполнение (открытый, пылевлагонепроницаемый, взрывобезопасный).

Во взрывоопасных помещениях устанавливают специальные светильники — взрывонепроницаемые и повышенной надежнос­ти (рис. 10.1).

Конструкция взрывобезопасных светильников исключает воз­можность возникновения в опасных производственных местах ис­кры, электрической дуги и резкого подъема температуры в про­цессе работы и в пусковом режиме. Взрывобезопасность светиль­ников обеспечивается благодаря повышенной механической проч­ности их стенок, наличию защиты в местах соединения различ­ных элементов светильников и специальных искробезопасных пат­ронов с блокировочным устройством.

 

Рис. 10.1. Светильники повышенной

надежности против взрыва: а — типа

НОБ - 300; б — типа НЗБ - 150

 

 

Нормирование искусственного освещения производят в соот­ветствии с требованиями СНиП 23-05-95 (табл. 10.2). Для искусст­венного освещения нормируемым параметром является освещен­ность. Нормами установлена величина наименьшей освещеннос­ти, при которой еще возможно выполнение зрительной работы.

Освещенность на рабочих поверхностях нормируют, исходя из характеристики и продолжительности зрительных работ, типа системы освещения и характеристик фона.

 

Таблица 10.2. Нормы естественного и искусственного освещения производственных зданий

Характеристика зрительной работы	Наимень­ший или эквива­лентный размер объекта различе­ния, мм	Относитель­ная продол­жительность зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверх­ность, %	Искусственное и естественное освещение
освещен­ность на рабочей поверхно­сти от системы общего освеще­ния, лк	КЕО, %
верхнее и/или боковое осве­щение	боковое освеще­ние
Различение объек­тов при фиксированной и нефиксированной линии зрения: очень высокой точности высокой точно- сти средней точно-­ сти Обзор окружающего пространства при кратковремен­ном эпизодическом различении объектов и различ­ной насыщенно­сти: высокой нормальной	0,15 – 0,3   0,3 – 0,5   >0,5   Независимо от размера объекта   - -	≥70   -   -   Независимо от продол- жительности зоительной работ   - -	-	4,0   3,0   2,0   -   3,0 2,5	1,5   1,0   0,5   -   1,0 0,7

 

Глава 11. ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

 

 

11.1. Общая характеристика

 

Возникающие при работе технологического и инженерного оборудования шум и вибрация могут оказывать вредное воздей­ствие на организм человека, приборы, оборудование и строитель­ные конструкции. На химических предприятиях уровень шума и вибрации может возрастать вследствие использования крупнога­баритного оборудования, мощных насосов, компрессоров, цент­рифуг, дробилок и вентиляторов.

Известно, что если уровень шума и вибрации превышает допу­стимые значения, производительность труда снижается на 10 — 20 %. Шум и вибрация воздействуют на центральную нервную си­стему и желудочно-кишечный тракт, повышают кровяное давле­ние, вызывают головокружение и онемение конечностей, могут привести к заболеваниям суставов и сосудов. У рабочих шумных предприятий гипертония наблюдается на 50 — 60% чаще, чем у людей, работающих на бесшумных предприятиях. По мнению специалистов, под влиянием интенсивного шума и вибрации у рабо­чих появляется повышенная утомляемость и стрессовое состоя­ние, что часто является причиной аварий и травматизма. Произ­водственный шум и вибрация усиливают и ускоряют токсическое действие вредных химических веществ. Из-за негативного воздей­ствия шума и вибрации могут возникать профессиональные забо­левания (тугоухость, глухота, вибрационная болезнь). Эффектив­ное лечение этих профессиональных заболеваний возможно толь­ко на ранних стадиях, причем восстановление организма проис­ходит крайне медленно [28].

Источником вибраций в производственных помещениях в ос­новном является технологическое оборудование, создающее ди­намические нагрузки. Вибрация распространяется по фундамен­там и строительным конструкциям на значительные расстояния и может вызвать необратимые деформации —

Рис. 11.1. Слуховой диапазон по Беллу

 

Рис 11.1 Слуховой диапазон по Беллу

 

сжатие, растяжение, сдвиг и изгиб, приводящие к снижению срока службы конструк­ций и зданий. Вредное действие вибрации выражается в преждевременном износе вращающихся частей оборудования вследствие дисбаланса, снижении точности и уменьшении срока службы кон­трольно-измерительных приборов, нарушении механической проч­ности и герметичности аппаратов и коммуникаций, что может послужить причиной различных аварий. Все это обусловливает необходимость разработки и осуществления комплекса инженер­но-технических и организационных мероприятий по снижению шума и вибрации до уровней, установленных санитарными нор­мами.

По физической природе шум и вибрация представляют собой колебания материальных частиц. Колебания любого твердого тела, жидкости или газа характеризуются частотой, единицей измере­ния которой является герц (Гц).

По частоте все колебания делятся на три диапазона: инфразвуковые — до 20 Гц (ниже нижнего предела слуха), которые обычно называют вибрацией, звуковые, воспринимаемые органами слуха как звук, — от 20 Гц до 20 кГц, и ультразвуковые — свыше 20 кГц (выше верхнего предела восприятия для человека с нормальным слухом).

Соотношение между вибрацией, слышимым звуком и ультра­звуком представлено на рис. 11.1.

 

 

11.2. Виды шума и их оценка

 

Шум — это совокупность звуков различной частоты и интен­сивности (силы), воспринимаемая как навязчивый и неприятный звук.

Производственный шум классифицируют по следующим при­знакам: по природе возникновения, характеру спектра, распреде­лению уровней шума во времени и по частоте.

По природе возникновения производственный шум разделяют на ударный, механический и аэродинамический. Ударный шум воз­никает при штамповке, клепке и ковке, механический — при ра­боте машин и механизмов (излучение звука происходит за счет вибрации). Аэродинамический шум сопровождает работу аппаратов, трубопроводов, турбин, воздуходувок, вентиляторов (излучение звука происходит при движении газа или жидкости за счет пуль­сации). В химической промышленности наибольшее распростра­нение имеют механический и аэродинамический шу

По характеру спектра шумы бывают широкополостными и узкополостными. Практически шум редко состоит из одной часто­ты; как правило, он включает в себя сочетание частот, которое может быть широкополостным (состоящим из широкого диапазона частот) и узкополостным или тональным (состоящим всего из нескольких частот). Частотный состав шума называется спектром.

Физиологической особенностью восприятия частотного соста­ва звуков является то, что слух реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост частоты: увеличение частоты колебаний вдвое воспринимается как повышение тона на определенную ве­личину называемую октавой. Следовательно, октава — это диапа­зон частот, в котором верхняя граница вдвое больше нижней. Весь слышимый диапазон частот разбит на девять октав со среднегео­метрическими частотами, равными 16, 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 и 16000 Гц [36].

При гигиенической оценке шума измеряют его интенсивность (силу) и спектральный (частотный) состав входящих в него зву­ков.

Распространение шума происходит при помощи звуковой вол­ны и сопровождается переносом энергии.

Звуковая энергия, передаваемая в единицу времени через еди­ницу поверхности, называется интенсивностью звука (/) и может быть выражена в ваттах (Вт) на 1 м². Интенсивность звука, соот­ветствующая порогу болевого ощущения, при частоте 1000 Гц равна 10² Вт/м², а порогу слышимости — 10~¹² Вт/м², но для практичес­ких целей использование таких величин неудобно, так как очень велик диапазон воспринимаемых на слух значений интенсивно­сти: от Ю-¹² до 10² Вт/м². К тому же увеличение звуковой энергии в 10 раз на слух ощущается как повышение громкости вдвое. По­этому для измерения интенсивности звуков или шума используют логарифмическую шкалу — так называемую шкалу бел (Б) или децибел (дБ).

За исходное значение 0 принято пороговое для слуха значение звуковой энергии 10~¹² Вт/м². При возрастании ее в 10 раз (т.е. до Ю^-11 Вт/м²) звук воспринимается как вдвое более громкий и ин­тенсивность его составляет 1 Б. Однако слух воспринимает не только усиление громкости вдвое, но и меньшее усиление, поэтому пе}и измерениях пользуются единицей в 10 раз меньшей, чем бел, т.е. децибеллом.

Таким образом, оценивают не абсолютное значение, а уровень интенсивности звука (L, дБ) по формуле

 

L _I = 101g(I/I₀),

 

где I — интенсивность звука в распространяющейся звуковой вол­не, Вт/м²; I₀ = 10 ^-12 Вт/м² — нижний предел, т.е. значение звуко­вой энергии, соответствующее порогу слышимости.

При распространении звуковой волны в воздушной среде в каждой точке звукового поля происходят попеременно дефор­мации сжатия и разряжения. Разность между атмосферным дав­лением и давлением в данной точке звукового поля называется туковым давлением (р). Ухо человека воспринимает шум со звуковым давлением р = 2 · 10⁵ Па при частоте 1 000 Гц (порог слышимо­сти); р = 2 · 10² Па равен порогу болевого ощущения.

Уровень интенсивности звука связан со звуковым давлением следующим соотношением:

 

L_p=201g (p/p₀),

 

где р — звуковое давление, Па; р₀ — пороговое звуковое давле­ние, равное 2·10 ^-5 Па.

Пользование шкалой децибелов имеет недостаток: оценка зву­ка по этой шкале не дает полного представления о громкости. Это связано с тем, что звуки одинаковой силы, но разной частоты, воспринимаются на слух как неодинаково громкие. Поэтому для физиологической оценки шума используют кривые громкости (рис. 11.2), полученные на основании результатов изучения спо­собности органа слуха оценивать звуки различной частоты по субъективному ощущению громкости.

Уровень громкости измеряют в фонах. Громкость того или ино­го звука можно определить, сравнивая его со звуком, имеющим

 

Рис. 11.2. Кривые равной громкости

 

частоту 1 000 Гц — эталонным звуком (рис. 11.2). На частоте 1 ООО I ц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления.

По частоте шумы подразделяют на низкочастотные с преобладанием максимальных значений звукового давления на частот «к 20 — 350 Гц (это, например, шум вентилятора, гудение мотора), среднечастотные — 500— 1000 Гц (шум машин, станков и агрегатов неударного действия) и высокочастотные — выше 800 I м К высокочастотным относят звенящие, шипящие, свистящие шумы, характерные для работы агрегатов ударного действия, передвижения потоков воздуха и газов, агрегатов, действующих с большими скоростями. Наиболее неприятный для слуха человека шум с наибольшим уровнем звукового давления лежит в области частот 500 - 4 000 Гц. Такой шум вызывает снижение слуховой чувствительности из-за утомления слухового аппарата.

По временным характеристикам шум подразделяют на постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день (смену) изменяется во времени менее чем на 5 дБ, и непостоянный — из­меняющийся более чем на 5 дБ.

Непостоянный шум подразделяют на колеблющийся во време­ни, прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется на 5 дБ и более (причем длительность интервалов, в течение кото­рых уровень звука остается постоянным, составляет 1 с и более), и импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов каждый длительностью менее 1 с. Импульсный шум ока­зывает наиболее неблагоприятное воздействие на организм среди всех видов шумов.

 

 

11.3. Вибрация и её оценка

 

Вибрация — это колебания твердых тел (частей аппаратов, ма­шин или оборудования), воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Вибрация может сопровождаться слышимым шу­мом.