Освещение является одним из важнейших производственных условий работы. Через зрительный аппарат человек получает порядка 90% информации. От освещения зависит утомляемость работающего, производительность и качество труда. Достаточное освещение улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, стимулирует обменные и иммунобиологические процессы, оказывает влияние на суточный ритм физиологических функций организма человека.
Для характеристики зрительных условий работы используются различные светотехнические показатели.
Световой поток F - это мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению. Единицей светового потока принимается люмен (лм).
Сила света I - характеризует плотность светового потока, т.е. отношение светового потока к телесному углу. Единицей силы света является кандела (кд).
Освещенность Е - это поверхностная плотность светового потока, измеряется в люксах (лк).
Яркость поверхности B в данном направлении - отношение силы света, отраженного от поверхности, к проекции ее на плоскость, перпендикулярную отраженному лучу. Единицей яркости является кандела на квадратный метр (кд/м2).
Коэффициент отражения ρ - это способность поверхности отражать световой поток
r = F отр/ F пад,
где, F отр - световой поток отражённый от поверхности; F пад - световой поток падающий на поверхность.
Фон - поверхность, к которой прилегает объект различения. В зависимости от величины коэффициента отражения различают фон светлый (r > 0,4), средний (r = 0,2 - 0,4), темный (r < 0,2).
Контраст объекта с фоном K определяется отношением разности яркостей объекта B о и фона B ф к яркости фона, т.е.
K = (B ф – B о) / B ф.
Наиболее важную роль в трудовом процессе играют такие функции зрения, как контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость ясного видения и цветовая чувствительность.
Контрастную чувствительность характеризует видимость объекта V - способность глаза воспринимать объект наблюдения:
V = K / K пор,
где К - контраст объекта и фона; К пор - пороговый контраст, т.е. наименьший контраст, различимый глазом.
Наличие в поле зрения больших яркостей вызывает ослепленность и может привести к повреждению сетчатой оболочки глаз.
Ослепленность Р - попадание в поле зрения ярких источников. Показатель ослепленности:
P = (V 1 – V 2) / V 2,
где V 1, V 2 - видимость объекта наблюдения соответственно при экранировке и наличии блескости.
Под остротой зрения понимается максимальная способность глаза различать отдельные объекты. При увеличении освещенности до определенного уровня растет острота зрения. В прямой зависимости от уровня освещенности находится скорость зрительного восприятия, а также устойчивость ясного видения, под которой понимается способность глаза удерживать отчетливое изображение рассматриваемой детали. Наилучшие условия цветоощущения создаются при естественном освещении. Цвет влияет на другие зрительные функции.
Естественное освещение - освещение помещений прямым или отраженным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещениеиспользуется для общего освещения производственных и подсобных помещений, создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее благоприятно. Такой вид освещения характеризуется тем, что создаваемая освещенность в помещении изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня, года, метеорологических факторов, поэтому характеризовать его абсолютным значением освещенности на рабочем месте не представляется возможным. В качестве нормируемой величины взята относительная величина e - коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности данной точке внутри помещения E в к одновременной наружной горизонтальной освещенности E н, создаваемой рассеянным светом всего небосвода.
e = (E в / E н)×100%. (1)
Различают следующие виды естественного освещения помещений:
· боковое одностороннее - световые проемы расположены в одной наружной стене помещения;
· боковое - световые проемы расположены в двух противоположных наружных стенах помещения;
· верхнее - фонари и световые проемы расположены в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания;
· комбинированное - световые проемы предусмотрены для бокового и верхнего освещения.
С целью создания наиболее благоприятных условий труда установлены нормы естественной освещенности. В тех случаях, когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешанное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.
Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) установлены коэффициенты естественной освещенности производственных помещений в зависимости от характера работы по степени ее точности.
Для поддержания необходимой освещенности помещений нормами предусмотрена обязательная очистка окон и световых фонарей. Кроме того, следует систематически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.
Расчет бокового одностороннего естественного
освещения в производственном помещении
Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, т.е. количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО. Нормированное значение КЕО вычисляют по формуле:
eN = eH × mN,
где N - номер административно-территориального района по обеспеченности естественным светом; eH - значение КЕО, выбираемое по таблицам СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения (см. планшет 1, табл.1). mN - значение коэффициента светового климата, выбираемое по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера административно-территориального района (для лаборатории mN = 0,9).
Суммарная площадь световых проемов при боковом освещении определяется по формуле
, (2)
где S о - суммарная площадь окон или фонарей, м2; S п - площадь пола помещения, м2; eN - нормированное значение КЕО; K з - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светопропускающего материала светового проема, зависит от типа помещения и расположения стекол
(см. планшет 1, табл.2); hо - световая характеристика окна и фонаря, определяемая по таблицам СНиП на основании отношений B / L и L / h (см. планшет 3, табл.5); K зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями. При отсутствии противостоящих зданий K зл = 1; tо - общий коэффициент светопропускания светового проема, t0 = t1×t2×t3; t1 - коэффициент светопропускания материала
(см. планшет 2, табл.4); t2 - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах окна (см. планшет 2, табл.4); t3 - коэффициент, учитывающий потери света в слое загрязнения остекления (см. планшет 2, табл. 4); r 1 - коэффициент, учитывающий отраженный свет при боковом и верхнем освещении (см. планшет 2, табл.5).
Количество световых проемов, обеспечивающих нормированное значение КЕО, вычисляют по формуле n = S о / S 1, где S 1 - площадь одного светового проема, м2.