Нормирование освещения

При проектировании осветительных установок нормируемыми величинами являются:

- освещенность рабочего места;

- неравномерность освещенности;

- показатель дискомфорта или коэффициент ослепленности;

- коэффициент пульсаций освещенности;

- индекс цветопередачи.

В установках наружного освещения нормируемой величиной является яркость дорожного покрытия.

Хотя глаз человека реагирует на яркость предметов, нормируемой величиной является освещенность, так как она значительно проще рассчитывается и не зависит от параметров освещаемых объектов.

Нормирование неравномерности распределения освещенности зависит от характера выполняемой работы. Соотношение освещенности на рабочем месте и в ближайшем окружении должно быть не более 1:0,3 …1:0,7.

Одна и та же освещенность может быть создана множеством различных способов. Известно, что присутствие в поле зрения человека каких-либо ярких предметов (лампочек, Солнца) или их отражений («зайчиков») сильно затрудняет работу глаза, а иногда делает ее просто невозможной – глаз перестает видеть нужные предметы и особенно их детали. В таких случаях у людей возникает ощущение дискомфорта, а в особо неблагоприятных случаях – чувство ослепленности. Эти ощущения зависят от яркости мешающих «зайчиков», их размеров и расположения относительно линии зрения.

В осветительных установках промышленных предприятий нормируется показатель ослепленности S, равный отношению пороговых (то есть минимально различаемых) разниц яркости объекта и фона при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Для расчета показателя ослепленности разработаны инженерные методики, которые приведены в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Для общественных зданий вместо показателя ослепленности нормируется показатель дискомфорта М. Величина М зависит от характера выполняемой работы и может принимать значения от 15 до 90.

В европейских нормах освещенности нормируется обобщенный показатель дискомфорта UGR, который может принимать значения от 14 до 27.

Нормирование коэффициента пульсаций потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света (люминесцентных, металлогалогенных, натриевых ламп). У этих ламп величина светового потока изменяется с удвоенной частотой тока сети, т.е. световой поток «пульсирует» 100 в секунду

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления – повышенную утомляемость, головную боль и даже стрессы. Кроме этого, при освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении – вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Глубина пульсаций измеряется коэффициентом пульсации освещенности

, (1.17)

где Е _mах и E _min – максимальное и минимальное значения освещенности за полупериод сетевого напряжения.

Российскими Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.21/2.11/1278-03 установлено, что глубина пульсации освещенности на рабочих местах не должна превышать 0,2, а для некоторых видов производства – 0,15. В помещениях, оснащенных компьютерами, глубина пульсаций освещенности на рабочих местах должна быть не более 0,05.

В ряде случаев род работы требует четкого различения цвета предметов и их деталей. Это особенно необходимо там, где именно цвет является важнейшим критерием качества продукции – в полиграфии, текстильной промышленности, в некоторых магазинах и т.п. Поэтому для целого ряда рабочих мест нормируется еще один качественный показатель освещения – общий индекс цветопередачи R _a.

Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи) – параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.

Зрительный аппарат человека сформировался за многие тысячи лет эволюции в условиях, когда единственным источником света было Солнце. Мы привыкли считать правильными те цвета предметов, которые они имеют при солнечном освещении. С конца 19-го века в жизнь людей стали активно вторгаться электрические источники света. Пока были только тепловые источники света (лампы накаливания), имеющие сплошной спектр излучения, зрительный аппарат человека подсознательно вносил коррективы в восприятие цветов при искусственном освещении, и проблем с оценкой качества цветопередачи не возникало.

Положение резко изменилось с массовым внедрением газоразрядных источников света, имеющих не сплошной, а линейчатый или полосчатый спектр излучения. Люди стали замечать, что при освещении таким светом цвет предметов изменяется, и иногда изменение цвета бывает настолько сильным, что предметы становятся трудноузнаваемыми. Поэтому в 70-е годы минувшего века была выработана методика оценки качества цветопередачи при освещении искусственным светом.

Международными организациями было выбрано и согласовано несколько типов предметов, цвет которых оценивался при освещении их различными источниками света: человеческая кожа, зеленые листья растений и т.п. – всего 14 образцов. Оценки качества цветопередачи каждого из таких предметов при освещении их оцениваемым источником света по сравнению с освещением «стандартным» источником были названы «частными индексами цветопередачи R _i, а средняя из полученных 14-ти оценок – общим индексом цветопередачи R _a. За «стандартный» источник был принят свет тепловых излучателей, то есть ламп накаливания – их общий индекс цветопередачи по соглашению равен 100. Таким образом, у всех ламп накаливания R _a = 100; у всех газоразрядных ламп R _a < 100.

В мире принята следующая система оценки качества цветопередачи:

- R _a > 90 – отличное качество;

- 90 > R _a > 80 – очень хорошее;

- 80 > R _a > 70 – хорошее;

- 70 > R _a > 60 – удовлетворительное;

- 60 > R _a a > 40 – приемлемое;

- R _a < 40 – плохое.

В российских нормах освещения установлено, что для предприятий полиграфической, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, а также для хирургических отделений больниц R _a должен быть не ниже 90.

Кроме светотехнических величин, СНиП 23-05-95 и другие российские нормативные документы регламентируют и энергетические параметры осветительных установок. С целью максимальной экономии электроэнергии нормируется удельная установленная мощность осветительной установки, то есть полная электрическая мощность (с учетом потерь в аппаратуре включения), деленная на площадь освещаемого помещения. Например, максимальная удельная установленная мощность осветительных установок административных зданий при нормируемой освещенности 500 лк составляет 42 Вт/м². С этой же целью прямо оговариваются и параметры источников света. Так, указано, что для общего освещения должны использоваться газоразрядные лампы со световой отдачей не ниже 55 лм/Вт; использование ламп накаливания допускается только для удовлетворения архитектурно-художественных требований и для освещения некоторых взрывоопасных помещений.

В нашей стране основным нормативным документом, определяющим требования к освещению, являются Санитарные правила и нормы СанПиН 2.21/2.11/1278-03. Требования к освещению конкретных типов помещений, рабочих мест, видов деятельности изложены в СНиП-23-05-95 и различных отраслевых нормах.

Европейские нормы освещенности EN 12464-1 мало отличаются от российских норм – в них регламентируются те же самые параметры освещения. Имеются некоторые различия в значениях нормируемых параметров. Как правило, в европейских нормах требования несколько выше.

Нормы освещения производственных и общественных зданий и сооружений, жилых помещений, а также территорий вне зданий, установленные СНиП 23-05-95, приведены в табл. 1.2, 1.3, 1.4. Нормируемые значения освещенности приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, для наружного освещения – для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000 лк.

В табл. 1.2 приведены нормы Е _норм по освещению жилых, общественных и административных помещений. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы, размера объекта различения и относительной продолжительности зрительной работы, определяющих разряд (А, Б, … З) и подразряд (1, 2) зрительной работы.

В табл. 1.3 приведены нормы по освещению помещений промышленных предприятий. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы и размера объекта различения, определяющих разряд зрительной работы (I…VIII). Каждый разряд делится на подразряды зрительной работы (а, б, в, г), характеризуемые контрастом объекта с фоном (малым, средним, большим) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабо­чих поверхностях уменьшается вследствие уменьшения со временем светового потока из-за загрязнения ламп, осветительной арматуры и отражающих по­верхностей (стен и потолков). Поэтому для обеспечения нормируемой освещенности Е _норм расчетную освещенность Е _р принимают с учетом коэффициента запаса:

. (1.18)

где К _з – коэффициент запаса, принимаемый для ламп накаливания К _з = 1,3 … 1,7; для газоразрядных ламп К _з = 1,5 … 2,0.

Аварийное освещение должно создавать освещенность на рабочих местах, равную 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе об­щего освещения, но не менее 2 лк.

Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц:

- в помещениях – 0,5 лк;

- на открытых территориях – 0,2 лк.

В табл. 1.4 приведены нормы по освещению улиц, дорог и площадей городской территории.

Из табл. 1.4 видно, что для улиц, дорог и площадей, кроме освещенности, нормируется еще и яркость дорожного покрытия. Нормирование яркости принято по причине выраженной направленности отражения современных дорожных покрытий. Яркость дорожного покрытия выбирается из условий, обеспечивающих своевременное обнаружение водителями препятствий и принятие необходимых мер.

 

Таблица 1.2