Искусственное освещение, используемое на рабочих местах, должно удовлетворять требованиям производственной необходимости и гигиены труда. В идеале его качество должно приближаться к натуральному. Поэтому расчет естественного и искусственного освещения при устройстве рабочих мест и промышленных цехов производится в строгом соответствии с нормативными требованиями. Но вначале давайте разберемся, что же оно собой представляет. Ведь искусственное освещение применяется на производстве в большинстве случаев.
Существует несколько его видов, каждый из которых имеет свое назначение. В соответствии с классификацией, освещение может быть рабочим, аварийным, эвакуационным или охранным. Системы же его могут быть общими, местными или комбинированными. Для каждого вида предусмотрен свой расчет искусственного освещения.
Каким оно бывает
В случае общего освещения система относится ко всему помещению. При этом она может являться как локализованной, так и равномерной. Последний тип преимущественно используется в цехах с выполнением операций одинакового характера, имеющих невысокий класс точности. При этом плотность рабочих мест в таком помещении - немалая.
Локальным освещением оснащают поточные линии, где осуществляется выполнение работ различного характера. Также оно применяется на конкретных местах при необходимости создания целенаправленного потока света или наличия затемнения.
Местное освещение предназначено лишь для рабочей поверхности. Оно также подразделяется на стационарное (к примеру, на поточной линии для контроля качества) и переносное. Последнее нужно для временного или локального увеличения видимости на отдельных участках (в случае необходимости ремонта или осмотра).
Всё лампы и приборы, использующиеся при создании местного освещения, обязаны соответствовать нормам безопасности и быть удобными в использовании. Следить за этим - обязанность службы охраны труда.
На применение исключительно местного освещения нормами наложен категорический запрет. И это не случайно. Причина его — в сильной неравномерности уровня освещенности рабочих поверхностей. Серьезными последствиями этого являются быстрая утомляемость глаз и нервные расстройства. Местное освещение на производстве может нести лишь вспомогательную функцию.
Комбинированным называют такое освещение, которое сочетает в себе элементы общего и местного. Используют его тогда, когда требуется сконцентрировать поток лучей и избежать резких теней. Такое освещение предусмотрено при работах, имеющих, по зрительным параметрам, I-VIII разряды точности.
Источники света
В промышленных помещениях основными источниками его служат либо лампы накаливания, либо разнообразные газоразрядные приборы. У каждого из упомянутых типов — свои плюсы и минусы. У ламп накаливания, испускающих тепловое излучение, величина световой отдачи составляет 10-15 лм / Вт.
Это — источник непрерывного спектра. Больше всего в нем инфракрасных лучей, меньше всего — зеленых и синих оттенков. Поэтому различать цвета при таком освещении труднее. Недостатки этих ламп — небольшой срок службы, невысокий КПД, раскалённая поверхность колбы. Преимуществами же их являются компактность, простота, возможность эксплуатации практически в любых условиях и широкий выбор типов и мощностей.
Они могут быть вакуумными, газонаполненными и пр.
Газоразрядные лампы, которые бывают ртутными, люминесцентными, высокого давления и так далее, более экономичны. Свет, излучаемый ими, ближе к естественному. Поверхность колб у них холодная, с их помощью легче добиться высокой освещенности. Цветопередача обладает более широким спектром, что важно в промышленных условиях для определения контроля качества сырья и готовой продукции.
В чем их преимущество?
Они почти в три раза экономичнее, чем лампы накаливания, в связи с более долгим сроком службы. Недостатками их являются цветовая пульсация, слепящее действие, шум при эксплуатации, высокая стоимость закупки и монтажа. Последний фактор компенсируется длительным сроком использования.
Открытые газоразрядные лампы эксплуатировать запрещено, они должны иметь защиту от вредной для глаз пульсации.
В настоящие дни такие лампы выпускают разных видов. ЛД (это обозначение ламп дневного света) дают голубоватый оттенок. Спектр их изучения близок к спектру чистого неба. ЛДЦ (так обозначают разновидность с улучшенной цветопередачей) напоминают предыдущие, но лучше "транслируют" теплые тона спектра. Лампы типа ЛЕ ближе всего к естественным лучам солнца. ЛБ — белые, дающие слегка фиолетовый оттенок. Имеются также лампы ЛХБ (холодного белого цвета) и ЛТВ — (теплого).
Яркий цвет люминесцентных ламп наиболее целесообразен для применения на производстве. Теплый оттенок востребован в помещениях отдыха персонала. В целом назначение их — компенсировать недостаток естественного освещения. Это относится к помещениям с окнами, выходящими на север, затемненными деревьями и соседними зданиями, подвальным помещениям и т. п.
Дуговые ртутные лампы принадлежат к классу светильников высокого давления. При присущей им экономичности целесообразно применять их для общего надзора в цехах с работами, не требующими особого класса точности, в просторных помещениях с высокими потолками, а также для освещения зон выгрузки и погрузки.
Какими бывают светильники
Их составные части — непосредственно источник света и арматура. Предназначение последней — перераспределение потока лучей, защита глаз, предотвращение повреждений прибора и попадания на него грязи. В зависимости от направления испускаемого потока, светильник может быть прямого и отраженного света. В первом случае 80 и более процентов лучей падает на рабочую поверхность. Во втором — та же часть попадает в пространство выше источника света — на стены и потолок.
В плане защиты от факторов внешней среды светильники могут быть открытыми, пыленепроницаемыми, влагозащищенными (как правило, от попадания воды сверху). Выпускаются и специальные лампы, которые могут быть герметичными и применяться для погружения в жидкую среду или взрывозащищенными — для работ в пожароопасных помещениях. Нормативные требования к их безопасности прописаны в соответствующих стандартах.
Нормы освещения
Законодательно установлены величины освещенности, минимально допустимые для разного типа помещений — производственных, жилых, общественных, вспомогательных, а также открытых пространств, производственных территорий и путей железных дорог. Именно на них основан расчет искусственного освещения. Зависит минимальный показатель от вида зрительной работы, фона и контраста его с объектом. При этом следует учитывать вид освещения (комбинированное либо общее), тип его источников.
По нормам, любая работа относится к одному из 8 разрядов, а большинство из них, в свою очередь, состоит из четырех подразрядов, обозначаемых буквами от А до Г.
Другие виды освещения
Аварийным называется то освещение, назначение которого — обеспечить возможность продолжения работы в случаях перебоев с электроэнергией. Оно устанавливается в местах, где в отсутствие света возможен пожар, взрыв, отравление либо нарушение технологии. Это относится к котельным, компрессорным, печным отделениям и т. д.
Назначение эвакуационного освещения ясно из его названия. Устанавливается оно в предназначенных для прохода местах, на лестничных клетках и в прочих зонах эвакуации.
Охранное освещение используется в ночное время для слежения за территорией. Обычно в качестве него бывает задействована часть светильников аварийного или рабочего освещения.
Как рассчитывают освещение
В конкретных условиях производства обычно возникает необходимость либо произвести расчет искусственного освещения помещения на предмет соответствия нормам по охране труда, либо разработать новую систему под конкретный вид работ. В первом из случаев измеряют фактический уровень освещенности и сравнивают его с нормативным.
При проектировании нового источника определяются с системой освещения, типом источника, устанавливают требуемую освещенность согласно нормам и рассчитывают необходимое для ее обеспечения число ламп или светильников.
Методы расчета общего искусственного освещения
Основных методов три: удельной мощности, точечный и метод с применением коэффициента использования потока света.
Последний используют в общих случаях, когда требуется произвести расчет искусственного освещения (равномерного) любой горизонтальной поверхности, и предполагается использование ламп различного типа. Его суть — в нахождении коэффициента конкретно для определенного помещения с заданными параметрами и светоотражающими свойствами материалов, использованных при отделке.
Недостатки метода — не слишком высокая точность расчета, а также его трудоемкость. Применяется он в основном для определения параметров внутри помещения.
Расчет искусственного освещения с применением метода удельной мощности производят в случаях необходимости предварительного определения показателей проектируемой световой установки.
Другие методы
Точечный метод нашел свое применение в расчетах как общего, так и местного локализованного освещения. При этом он применяется при разном расположении рабочей поверхности.
По данной методике определяется освещенность плоскости в любой из рассчитываемых точек. Причем вычисление производится отдельно по отношению к каждому источнику. Способ этот — весьма трудоемкий и требует от применяющего его внимательности и аккуратности.
Есть и другие методы расчета искусственного освещения. Например, комбинированный, который применяют в случае невозможности определить требуемый уровень одним из предыдущих способов.
В отдельных помещениях (например, на лестницах, в коридорах) мощность используемых ламп задается прямыми нормативами.
Расчет искусственного освещения. Пример
Рассмотрим, как рассчитывается освещение по методу коэффициента использования светового потока. Основная формула в данном случае выглядит так:
F = (Емин х S х Кз х z) / (n х η), где:
- F - расчетный световой поток одной или нескольких ламп источника света,
- Емин — нормативная освещенность (лк),
- Кз — предусмотренный в зависимости от загрязненности помещения и типа ламп коэффициент запаса,
- z — поправочный коэффициент, назначение которого — учесть среднюю освещенность помещения, превышающую нормативы,
- n — количество светильников,
- S — площадь помещения в квадратных метрах,
- η — коэффициент использования светового потока (это справочная величина, берущаяся в зависимости от вида светильника, размеров помещения и коэффициента отражения материалов, из которого сделаны стены, полы и потолки).
Все нормативные и справочные цифры возможно получить из соответствующих таблиц, в которых содержится нормирование и расчет искусственного освещения.