Осветительные установки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечать требованиям эстетики, электробезопасности, а также не должны быть причиной возникновения взрыва или пожара. Обеспечение указанных требований достигается применением защитного зануления или заземления, ограничением напряжения питания переносных и местных светильников, защитой элементов осветительных сетей от механических повреждений и т.п.
Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной 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). В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда.
Искусственное освещение нормируется количественными (минимальной освещенностью Еmin) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности kE).
Принято раздельное нормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Нормативное значение освещенности для газоразрядных ламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше, чем для ламп накаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 150 лк для газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания.
Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20...80 единиц в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. При освещении производственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц, глубина пульсации не должна превышать 10...20 % в зависимости от характера выполняемой работы.
При определении нормы освещенности следует учитывать также ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещенности, выбранного по характеристике зрительной работы. Увеличение освещенности следует предусматривать, например, при повышенной опасности травматизма или при выполнении напряженной зрительной работы I...IV разрядов в течение всего рабочего дня. В некоторых случаях следует снижать норму освещенности, например, при кратковременном пребывании людей в помещении.
Совмещенное освещение допускается для производственных помещений, в которых выполняются зрительные работы I и II разрядов; для производственных помещений, строящихся в северной климатической зоне страны; для помещений, в которых по условиям технологии требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (участки прецизионных металлообрабатывающих станков, электропрецизионного оборудования). При этом общее искусственное освещение помещений должно обеспечиваться газоразрядными лампами, а нормы освещенности повышаются на одну ступень.
Основной задачей светотехнических расчетов для искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещенности.
При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установки светильников и размещения их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте, и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.
Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.
Световой поток (лм) одной лампы или группы люминисцентных ламп одного светильника
,где Ен – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95, лк; S – площадь освещаемого помещения, м2; z – коэффициент неравномерности освещения, обычно z = 1,1 – 1,2; kз – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света, обычно kз = 1,3 – 1,8; n – число светильников в помещении; ηи – коэффициент использования светового потока.
Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23-05-95 в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения
,где А, В – длина и ширина помещения в плане, м; H – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.
По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 223979* и ГОСТ 682591 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10...20 %.
Для поверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки наклонной поверхности при общем локализованном освещении применяют точечный метод. В основу точечного метода положено уравнение
,где ЕA – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк; Jа – сила света в направлении от источника к расчетной точке А; определяется по кривой распределения светового потока выбираемого светильника и источника света; α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы света в точку А; r – расстояние от светильника до точки А, м.
Учитывая, что r = H/соs α и вводя коэффициент запаса kз, получим
EA=Jacos3 α /(Hk3).
Критерием правильности расчета служит неравенство ЕA ≥ Ен.
Блескость отрицательно влияет на работу глаз. Защиты от блескости глаза не имеют.
При наличии большой яркости функции зрения снижаются, происходит как бы временное ослепление, называемое слепимостью.
Большая степень блескости вызывает растройство зрения, головные боли. Блескость в условиях производства не допускается.
Зрительное утомление — недостаточное ясное различие. Оно заставляет рабочего подносить рассматриваемую деталь близко к глазам, что вызывает утомление мышц глаз. В результате чего снижается зрительное восприятие, снижается реакция на восприятие опасности, вызывает утомление работающего.
Адаптация — приспособляемость глаз к изменению яркости.
Различают два вида адаптации:
а) при переходе от сильного освещения к слабому;
б) при переходе от слабого освещения к сильному.
В этих условиях глаз некоторое время приспособливается к новым условиям, при этом зрительная способность глаза значительно понижается. Длительность процесса переадаптации зависит от разницы яркости и составляет 13 мин.
Переадаптация — раздражение зрительного нерва, которое ведет к быстрому утомлению и снижению производительности труда.
Нормы искусственного освещения для предприятия машиностроения утверждены Президиумом ЦК профсоюза рабочих машиностроения в 1960 году, и кроме того, регламентируются СНиП II-В6.
Освещенность нормируется в зависимости от точности и сложности выполняемой работы, размера деталей или изделий а также от их подвижности (работа на неподвижных стендах или на движущихся конвейерах).
Освещенность нормируется отдельно для ламп накаливания и для люминисцентных ламп.
Таблица 1
Характеристика зрительной работы | Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта с фоном | Характерис тика фона | Искусственное освещение | ||||
Освещенность, лк | Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации | |||||||||
при системе комбинированного освещения | при системе общего освещения | |||||||||
всего | в том числе от общего | Р | Кп, % | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Наивысшей точности | Менее 0,15 | I | а | Малый | Темный | 5000 -4500 | 500 - 500 | —— | 20 10 | 10 10 |
б | Малый Средний | Средний Темный | 4000 - 3500 | 400 - 400 | 1250 1000 | 20 10 | 10 10 | |||
в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2500 - 2000 | 300 - 200 | 750 600 | 20 10 | 10 10 | |||
г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1500 - 1250 | 200 - 200 | 400 300 | 20 10 | 10 10 | |||
Очень высокой точности | От 0,15 до 0,30 | II | а | Малый | Темный | 4000 3500 | 400 - 400 | —— | 20 10 | 10 10 |
б | Малый Средний | Средний Темный | 3000 2500 | 300 - 300 | 750 600 | 20 10 | 10 10 | |||
в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2000 1500 | 200 - 200 | 500 400 | 20 10 | 10 10 | |||
г | Средний Большой « | Светлый Светлый Средний | 1000 - 750 | 200 - 200 | 300 200 | 20 10 | 10 10 | |||
Высокой точности | От 0,30 до 0,50 | а | Малый | Темный | 2000 - 1500 | 200 - 200 | 500 400 | 40 20 | 15 15 | |
III | б | Малый Средний | Средний Темный | 1000 - 750 | 200 - 200 | 300 200 | 40 20 | 15 15 | ||
в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 750 - 600 | 200 - 200 | 300 200 | 40 20 | 15 15 | |||
г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 400 | 200 - | 200 | 40 | 15 | |||
Средней точности | Св. 0,5 до 1,0 | а | Малый | Темный | 750 | 200 | 300 | 40 | 20 | |
б | Малый Средний | Средний Темный | 500 | 200 | 200 | 40 | 20 | |||
IV | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 400 | 200 | 200 | 40 | 20 | ||
г | Средний Большой « | Светлый « Средний | — | — | 200 | 40 | 20 | |||
Малой точности | Св. 1 до 5 | а | Малый | Темный | 400 | 200 | 300 | 40 | 20 | |
б | Малый Средний | Средний Темный | — | — | 200 | 40 | 20 | |||
V | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | — | — | 200 | 40 | 20 | ||
г | Средний Большой « | Светлый « Средний | — | — | 200 | 40 | 20 | |||
Грубая (очень малой точности) | Более 5 | VI | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 200 | 40 | 20 | ||
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах | Более 0,5 | VII | То же | — | — | 200 | 40 | 20 | ||
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное | а | « | — | — | 200 | 40 | 20 | |||
периодическое при постоянном пребывании людей в помещении | VIII | б | « | — | — | 75 | — | — | ||
периодическое при периодическом пребывании людей в помещении | в | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 50 | — | — | |||
Общее наблюдение за инженерными коммуникациями | г | То же | — | — | 20 | — | — |