При проектировании естественного и искусственного освещения промышленных объектов осуществляется определение соответствия проектных данных основным нормативным документам.
Проект искусственного освещения промышленного предприятия должен содержать следующие материалы: план всех помещений с указанием размещения светильников и оборудования; пояснительную записку; сводную таблицу светотехнического расчета.
Санитарная оценка естественного и искусственного освещения требует использования наряду с гигиеническими ряда светотехнических сведений, излагаемых в данной главе.
Оценка искусственного освещения. Для освещения производственных помещений используют следующие источники света: лампы накаливания и газоразрядные низкого (люминесцентные) и высокого (дуговые ртутные люминесцентные — ДРЛ, ДРИ) давления.
К лампам накаливания относятся вакуумные (НВ), галогенные (ГЛН) и др.
Люминесцентные лампы отличаются характером распределения светового потока по спектру: ЛБ — люминесцентная, белого цвета; ЛД — люминесцентная, дневного света; ЛТД — люминесцентная, тепло-белая: ЛХБ — люминесцентная, холодно-белая; ЛБЦТ — люминесцентная, белого цвета с улучшенной цветопередачей; ЛЕ — люминесцентная, наиболее близкая к спектру естественного солнечного света.
На промышленных предприятиях применяют общее или комбинированное освещение. Последнее состоит из общего и местного освещения (устройство только местного запрещается).
Систему общего освещения можно рекомендовать в следующих случаях: если работа проводится в любой точке цеха при отсутствии фиксированных рабочих мест, при высокой плотности расположения оборудования, при малой точности зрительных работ.
Систему комбинированного освещения используют при выполнении работ высокой точности, при оборудовании, имеющем верти- кальные и наклонные поверхности, на рабочих поверхностях, требующих постоянного изменения направления падающего света.
Следует отметить, что комбинированная система более экономична, но оптимальные общегигиенические условия труда обеспечивает общая система освещения.
Светильники выбирают с учетом условий среды, нормированной освещенности, высоты помещения, требований к качеству освеще- ния. При эксплуатации осветительных приборов необходимо контролировать своевременность очистки арматуры и ламп от пыли, дыма и копоти.
Для создания рационального искусственного освещения существующие нормы определяют допустимый коэффициент пульсации освещенности производственных помещений (СНиП 23-05-95, см. табл. 14.8). Этот коэффициент соблюдают при определенном размещении светильников иприменении специальных схем включения — опережающе-отстающей и др. (табл. 14.13).
Слепящее действие промышленных осветительных установок оценивается по показателю ослепленности (СНиП 23-05-95, см. табл. 14.8).
Во избежание попадания блеских источников света в поле зрения устанавливается минимальная высота подвеса для каждого типа светильника в зависимости от величины защитного угла арматуры и мощности лампы (табл. 14.14 и 14.15).
При применении ламп ДРЛ и ДРИ высота подвеса светильников над уровнем пола должна быть не ниже 4 м при мощности ламп до 400 Вт и не ниже 6 м при большей мощности.
Необходимый уровень освещенности (яркости) устанавливают согласно строительным нормам (СНиП 23-05-95) и методическим рекомендациям (? 3863-85). Для этой цели определяют (из пояснительной записки проекта) основные признаки, характеризующие рабочий процесс:
• размер объекта различения;
• контраст объекта различения с фоном;
• характеристику фона.
Нормы освещенности следует повышать на одну ступень шкалы освещенности, например при работах I-IV разрядов, если напря- женная зрительная работа выполняется в течение всего рабочего дня (например, визуальный контроль изделий, проборка нитей в текстильном производстве и т.п.); при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (например, работа на дисковых пилах, гильотинных ножницах и т.п.).
В СНиП 23-05-95 приведены нормируемые уровни освещенности для газоразрядных источников света ввиду их высокой экономич- ности и эффективности. При использовании ламп накаливания нормируемый уровень освещенности следует снижать по шкале освещенности: на одну ступень при комбинированном освещении, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более; при системе общего освещения для разрядов I-V, VII; на две ступени — при общем освещении для разрядов VI, VIII.
Таблица 14.13. Значение коэффициентов пульсации (КП) для различных типов газоразрядных ламп и способов их включения
Таблица 14.14. Наименьшая высота подвеса над потолком светильников общего освещения с лампами накаливания
Проверка расчета освещенности, создаваемой светильниками общего освещения. Существует ряд методов расчета освещенности, применяемых при проектировании осветительных установок и экспертизе проектов — это методы коэффициента использования, удельной мощности (метод ватт) и точечный. В практической деятельности наиболее широко используются методы удельной мощности и точечный.
Метод удельной мощности (метод ватт) рекомендуется для ориентировочного определения освещенности. При применении ламп накаливания проводят расчет следующим образом: рассчитывают суммарную мощность всех источников света (ΣΨ) и площадь помещения (S); путем деления первой величины на вторую находят удельную мощность (Р = ΣΨ/S) в ваттах на 1 м2; далее по табл. 14.16 устанавливают минимальную освещенность, которую могут обеспечить лампы данной мощности при величине удельной мощности 10 Вт/м2, и вычисляют имеющуюся освещенность по формуле:
Поскольку величины минимальных освещенностей, приведенные в таблице, вычислены для условий наивыгоднейшего размещения светильников, пользоваться ими без дополнительных поправок можно только в тех случаях, когда размещение светильников близко к наивыгоднейшему.
Точные данные для характеристики освещенности в зависимости от удельной мощности люминесцентных ламп отсутствуют, поэтому можно использовать следующие общие ориентировочные данные: освещенность в 100 лк соответствует удельной мощности 10 Вт/м2, а в очень больших помещениях она несколько меньше — порядка
7 Вт/м2.
Точечный метод применяется для освещения лампами накаливания и ДРЛ. Расчет проводят упрощенным методом с помощью графиков изолюкс (рис. 14.1 и 14.2), т.е. кривых одинаковой освещенности. Указанные графики позволяют определить условную
Таблица 14.15. Наименьшая высота подвеса над полом светильников общего освещения с люминесцентными
лампами
Таблица 14.16. Величины минимальной горизонтальной освещенности при удельной мощности 10 Вт/м:
Таблица 14.17. Коэффициент запаса (извлечение из СНиП 23-05-95)
Окончание табл. 14.17
относительную освещенность (е), т.е. освещенность, которая создавалась бы светильником на заданной высоте подвеса и в лампе со световым потоком в 1000 лм. Практически для расчета намечают на чертеже проекта несколько точек: на рабочих местах, в проходе. В связи с тем, что каждая точка освещается несколькими светильниками, определение относительной освещенности проводят столько раз, сколько светильников дают свет в данную точку. Сначала для этой точки по масштабному плану определяют расстояние от точки А до проекции ближайших светильников (рис. 14.3). Зная величины d (в метрах) и h (высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью в метрах), по графику изолюкс находят значение относительной освещенности (см. рис. 14.1 и 14.2). Величины относительной освещенности в каждой точке суммируют и полученную величину используют для дальнейших расчетов.
Рис. 14.1. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности для светильников типа «Универсаль» и УМП (объяснение в тексте)
Рис. 14.2. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности для светильников типа «Глубокоизлучатель» (объяснение в тексте)
Рис. 14.3. Определение расстояния от точки А до светильников (объяснение в тексте)
Рис. 14.4. Линейные изолюксы условной горизонтальной освещенности (объяснение в тексте)
Рис. 14.5. Определение P и L при размещении светильников рядами (объяснение в тексте)
Рис. 14.6. Разбивка ряда люминесцентных светильников на соответствующие отрезки (объяснение в тексте)
Горизонтальную освещенность в люксах рассчитывают по формуле:
Расчет люминесцентного освещения точечным методом при расположении светильников рядами (непрерывными или с разрывами между соседними светильниками, не превышающими половины высоты подвеса светильников над рабочей поверхностью) проводят с помощью графиков линейных изолюкс (рис. 14.4, 14.5). По ним определяют значение относительной освещенности е (т.е. освещенности, отнесенной кh= 1 м) и плотности светового потока ламп в ряду (F1 = 1000 лм/м), которое рассчитывают путем определения величин L1 = L и P1 = P:
Способ нахождения этих величин представлен на рис. 14.6.
Таблица 14.18. Величина светового потока ламп накаливания
Ряд светильников, как видно, разбит отрезком Р на две части: L1 (ab) и L2 (bc). Находим относительную освещенность отдельно для каждой части ряда светильников:
Зная величины Р1 и L1, определяем по графику линейных изолюкс относительную освещенность. При освещении точки светильниками, расположенными в несколько рядов, суммируют освещенность от всех рядов и находят Σе. Истинную освещенность в искомой точке вычисляют по формуле:
Пример расчета. В инструментальном цехе необходимо определить освещенность на рабочей поверхности в точке А. На высоте 1,5 м от рабочей поверхности размещены в ряд 4 светильника типа ОДР с лампами ЛБ-40 (по 2 лампы в светильнике), общая длина ряда — 6 м.
Расчет проводят следующим образом. Из точки А на линию светильников опускают перпендикуляр, который разделяет ее на два отрезка — ab и bc (рис. 14.6). Находят по чертежу соответствующие расстояния, записывают их в табл. 14.21. Определив величины Р1 и L1 по графику линейных изолюкс, находят относительную освещенность от каждого отрезка линии светильника. Полученные величины складывают и получают 250 лк. Далее находят величину F1. Число светильников и ламп в каждом из них указано в объяснительной записке. Величину F находят по табл. 14.19.
Таблица 14.19. Величина светового потока люминесцентных ламп
Таблица 14.20. Величина светового потока ламп ДРЛ
Таблица 14.21. Определение относительной освещенности методом линейных изолюкс
Оценка аварийного и эвакуационного освещения. Аварийное освещение следует предусматривать, когда отключение рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, длительное нарушение технологического процесса.
Наименьшая освещенность рабочей поверхности должна составлять 5\% освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения (но не менее 2 лк).
Эвакуационное освещение следует предусматривать в местах, опасных для прохода людей, проходах и лестницах при числе эвакуируемых более 50 человек. Наименьшая освещенность на полу должна быть не менее 0,5 лк. Для аварийного и эвакуационного освещений применяют лампы накаливания или люминесцентные (но не ДРЛ).
Оценка местного освещения. Местное освещение применяют на производстве только совместно с общей системой освещения. Оно предназначено для создания высоких уровней освещенности на ограниченной площади самой рабочей поверхности. Крепление светильников желательно выполнять так, чтобы рабочий мог по желанию изменять направление светового потока; лучше всего использовать шарнирные кронштейны.
Распространенными типами светильников являются РБ-1 (настенный открытый), РЛ-1 (настольный открытый), КГ (открытый на гибком кронштейне), МЛ (с люминесцентными лампами), ВЗ-1
(взрывозащитный) и др. Определение освещенности от светильников местного освещения можно проводить методом пространственных кривых равной освещенности. Для некоторых светильников этот показатель представлен в табл. 14.22.
Во избежание электротравм для питания светильников местного освещения с лампами накаливания, как правило, применяют напряжение не выше 36 В. Для светильников местного освещения с люминесцентными лампами напряжение до 220 В допускается во всех помещениях. При этом предусматриваются меры, исключающие опасность электротравм.
Оценка естественного освещения. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение, при оценке которого следует исходить из требований, изложенных в СНиП 23-05-95.
При оценке проектов вновь строящихся или реконструируемых промышленных объектов расчет естественного освещения проводят путем определения КЕО.
КЕО может быть представлен как сумма трех компонентов:
Классическим методом расчета естественного освещения является графический. Для ориентировочных же расчетов применяют метод определения требуемой площади светопроемов, которая обеспечивала бы нормированную для данной работы величину КЕО
(СНиП 23-05-95).
Требования к окраске помещений и оборудования. Цветовую отделку производственных помещений следует выбирать и осуществлять с учетом гигиенических требований к характеру зрительной работы, внутреннего режима в помещениях и эстетических потребностей рабочих.
Проекты окраски рабочих помещений, которые обычно создаются дизайнерами, должны быть согласованы с органами санитарного надзора. При выборе окраски помещений и оборудования необходимо пользоваться «Указаниями по рациональной цветовой отделке
Таблица 14.22. Величина освещенности от некоторых светильников местного освещения
Таблица 14.23. Рекомендации по выбору гаммы цветовой отделки интерьера
Примерный подбор цветовой отделки поверхностей производственных помещений
Рекомендуемая цветовая отделка основных видов технологического оборудования промышленных предприятий (металлообрабатывающих, деревообрабатывающих, текстильных)
поверхностей производственных помещений и технологического оборудования промышленных предприятий» (СН 181-70). Основные извлечения из этих указаний приведены в табл. 14.23.
Цветовая отделка помещений и оборудования регулярно обновляется: повторная окраска должна проводиться не менее раза в 4 года масляными красками. В производственных помещениях с большим загрязнением воздуха рекомендуемые сроки периодической окраски сокращаются вдвое.
Заключение по проекту освещения составляют по следующей схеме.
A. Краткое описание технологического процесса.
Б. Определение характера и напряженности зрительной работы (минимальные размеры объектов различения, контраст объекта с фоном, степень светлоты фона и особых ее условий, различие цветовых оттенков, наличие движущихся объектов различения и т.д.).
B. Естественное освещение.
• Вид естественного освещения.
• Вид работ по степени точности (в зависимости от размера объекта различения).
• Необходимая по условиям зрительной работы величина КЕО.
• Расчет требуемой площади светопроемов, обеспечивающий нормированную для данной работы величину КЕО.
• Правильность подбора цветовой отделки поверхностей производственных помещений и оборудования.
• Оценка мероприятий по борьбе с инсоляцией.
• Целесообразность выбора периодичности очистки стекол и помещения.
Г. Искусственное освещение.
• Выбор источника света.
• Оценка предложенной проектантом системы освещения.
• Характеристика типа светильника общего освещения (по конструктивному исполнению и характеру распределения светового потока).
• Определение коэффициента пульсации светового потока и слепящего действия светильников.
• Периодичность очистки светильников.
• Определение необходимой наименьшей освещенности (яркости) на рабочей поверхности, исходя из величины объекта различения, фона, контраста его с объектом, источника света, системы освещения.
• Расчет освещенности, создаваемой светильниками общего освещения, сравнение с нормативными величинами.
• Характеристика местного освещения;
а) по конструктивному исполнению;
б) по характеру крепления светильника;
в) по определению уровня освещенности, создаваемого данным типом светильника.
• Характеристика аварийного или эвакуационного освещения (сведения об освещении даны в чертеже); расчет и оценка запроектированной освещенности.
Д. Заключение.