Основные световые понятия и единицы. К оптическому излучению относятся электромагнитные колебания с длиной волны 380- 700 нм. Это излучение характеризуется следующими понятиями и единицами.
Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая глазом по производимому ею световому ощущению; единица светового потока — люмен (лм).
Сила света — пространственная плотность светового потока; еди- ница измерения — кандела (кд).
Яркость — основная световая величина, на которую непосредственно реагирует глаз человека, — пространственная плотность светового потока, зависящая от свойств той или иной поверхности, ее отражательной способности; единица измерения — кандела на квадратный метр (кд/м2).
Освещенность — поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока, падающего на поверх-
ность, к площади данной поверхности; единица измерения — люкс
(лк).
Коэффициент отражения — отношение отраженного телом светового потока к падающему на это тело потоку. Выражается в долях единицы или процентах.
Методика измерения. Для количественной оценки условий искусственного освещения проводится инструментальное определение освещенности и яркости на основных рабочих местах и окружающих поверхностях.
Определение световой обстановки может осуществляться для проверки осветительной установки на соответствие светотехническому проекту или контроля состояния освещения рабочих мест в момент обследования. В первом случае следует провести замену всех перегоревших ламп и чистку светильников. Во втором случае фотометрические исследования проводят без соответствующей подготовки осветительной установки.
Для определения освещенности применяют фотоэлектрические люксметры типа «Аргус-01», Ю-117, люксметры-пульсметры «Аргус- 07» и др. (табл. 14.1). Люксметры должны иметь свидетельства о метрологической аттестации и поверке.
При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования:
1) приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
2) на фотоэлемент не должны падать случайные тени от оборудования.
Таблица 14.1. Средства измерения для оценки условий освещения
Измерение яркости может проводиться прямым методом посредством люксметров-яркомеров типа «ТКА-ПКМ», яркомеров типа «Аргус-02», «Аргус-12» и др., дающих отсчет показателей непосредственно в единицах яркости. Кроме того, используется и косвенный метод измерения средней яркости поверхности путем определения освещенности и коэффициента отражения этой поверхности (табл. 14.2) с последующим пересчетом по формуле:
π
где: L — яркость поверхности, кд/м2; Е — освещенность поверхности, лк; π — 3,14; ρ -коэффициент отражения поверхности.
Яркость поверхности можно определить, зная коэффициент отражения и уровень освещения (табл. 14.3).
Контрольные точки для измерения освещенности размещают в центре помещения, под светильниками, между светильниками и их рядами, у стен на расстоянии 0,15-0,25 /, но не менее 1 м, где l — рас- стояние между рядами светильников.
Измерение уровня искусственного освещения необходимо проводить в темное время суток.
При комбинированном освещении измеряют освещенность вначале от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения в их рабочем положении и определяют суммарную освещенность от светильников общего и местного освещения.
Результаты измерений оформляют соответствующим протоколом.
Для оценки естественного освещения вычисляют коэффициент естественной освещенности (КЕО), показывающий, во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи здания.
При определении КЕО проводят одновременные измерения освещенности в контрольных точках внутри помещений (Евн) и наружной освещенности (Енар) на горизонтальной площадке под полностью открытым небосводом (двумя наблюдателями с помощью двух люксметров). Эта относительная величина выражается в процентах и определяется по формуле:
Гигиеническое нормирование. Существующие нормы строительного проектирования (СНиП 23-05-95) распространяются на естественное, совмещенное и искусственное освещение промышленных и сельскохозяйственных объектов.
Естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Это освещение может быть: а) верхним — через световые фонари в перекрытии; б) боковым — через окна в наружных стенах; в) комбинированным — через световые фонари и окна.
Совмещенное освещение — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
В строительных нормах и правилах предусматривается раздельное нормирование при освещении верхним, верхним и боковым или только боковым светом. Это объясняется большой неравномерностью освещения при применении бокового света. При освещении верхним или комбинированным светом равномерность освещения достаточная.
При боковом естественном или совмещенном освещении нормируется минимальная величина КЕО, при верхнем или комбиниро- ванном (верхнем и боковом) — среднее значение КЕО. Выбор величины КЕО по нормам определяется степенью точности выполняемых работ и видом естественного освещения — верхнее, боковое или комбинированное (СНиП 23-05-95, пп. 5.2-5.4 — для естественного и п. 6.3 — для совмещенного освещения).
В нормативах естественного освещения предусмотрены также периодическая очистка стекол световых проемов и устройство специальных солнцезащитных приспособлений для производственных помещений, где выполняются работы I-IV разрядов.
Искусственное освещение — освещение, при котором используются только искусственные источники света. Оно может быть общим, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение), или, применительно к
Таблица 14.2. Коэффициент отражения строительных материалов
Таблица 14.3. Яркость рабочей поверхности в зависимости
от ее освещенности и коэффициента отражения
расположению оборудования (общее локализованное освещение), — местным, создаваемым светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах, и комбинированным — при сочетании общего и местного освещения.
Необходимую величину освещенности в рабочем помещении и на рабочем месте устанавливают в зависимости от размера объекта различения, которые определяют при расположении объекта различения от глаз работающего на расстоянии не более 0,5 м. При увеличении этого расстояния разряд зрительной работы вычисляют по табл. 14.4 с учетом углового размера объекта различения, устанавливаемого отношением минимального размера объекта различения d к расстоянию от этого объекта до глаз работающего /.
Таблица 14.4. Определение разряда работ при расстоянии от объекта различения до глаз работающего более 0,5 м
Зрительные работы по степени точности разбиваются на 8 разрядов. Первые пять разрядов разбиты на подразряды в зависимости от коэффициента отражения фона и контраста объекта различения с фоном.
Фон — поверхность, на которой рассматривается объект различения, — считается светлым при коэффициенте отражения поверх- ности, равном 0,4 и более, средним — при коэффициенте отражения 0,2-0,4, темным — при коэффициенте отражения менее 0,2.
Контраст объекта различения с фоном (К) считается большим при значении К более 0,5, средним — при значении К = 0,2-0,5, малым — при значении К менее 0,2.
Расчет контраста между объектом и фоном проводят путем определения разницы между коэффициентом отражения объекта (Во) и фона (Вф), поделенной на коэффициент отражения фона (Вф).
Нормы освещенности рабочей поверхности в производственных помещениях приведены в табл. 14.5.
По технико-экономическим соображениям при искусственном освещении в нормах приняты разные уровни освещенности для общего и комбинированного освещения.
В отдельных случаях в зависимости от характера работ, источников применяемого освещения может предусматриваться как повышение, так и понижение уровня освещенности по шкале.
Шкала освещенности включает следующие ступени: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.
Так, например, нормы освещенности следует повышать на одну ступень по шкале освещенности, если зрительная работа выполняется непрерывно более половины рабочего дня и при повышенной опас- ности травматизма — при системе общего освещения производственных помещений без естественного света с постоянным пребыванием в них работающих (подробнее см. СНиП 11-4-79, пп. 4.5, 4.6).
Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения нормируется показатель ослепленности Р — критерий оценки слепящего действия осветительной установки, выражающийся фор- мулой:
где: S — коэффициент ослепленности, равный v1V2 (V1 — видимость объекта наблюдения при экранировании блеских источников света; V2 — видимость объекта наблюдения при наличии блеских источников света в поле зрения).
Для ориентировочных расчетов показателя ослепленности (Р) можно использовать следующую формулу:
Показатель ослепленности от светильников общего освещения не должен превышать значений, указанных в табл. 14.6. Он не ограничивается для помещений, длина которых меньше двойной высоты подвеса светильников над полом.
Предварительная оценка слепящего действия осветительных установок проводится визуально. При обнаружении фактов явного нарушения требований к устройству осветительных установок (наличие в поле зрения работающих источников света, не перекрытых отражателями, рассеивателями из молочного стекла, затенителями), при жалобах работников на повышенную яркость должно быть зафиксировано значение показателя ослепленности, превышающее нормативное.
Введено также требование по ограничению пульсации освещенности для газоразрядных ламп. При этом рассчитывают коэффициент пульсации освещенности Кп (в \%) — критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой:
Таблица 14.6. Значение показателя ослепленности для осветительных установок, выполненных линиями светильников с люминесцентными лампами типа ЛБ-40 (ЛБЦТ 40)
Таблица 14.7. Значения коэффициента Кл
Таблица 14.8. Значение коэффициента К
Таблица 14.9. Рекомендуемые уровни освещенности и яркости для точных работ
Таблица 14.10. Значение углового размера объекта
Ныне действующим документом (СНиП 23-05-95) определяется тот минимальный уровень освещенности в производственных поме- щениях, за пределами которого зрительный анализатор не может выполнить данную работу в заданном объеме.
Установлено, что эффективное выполнение любого вида зрительных работ с высокой производительностью требует создания оптимального уровня яркости (600 кд/м2), а не минимально необ- ходимого, как рекомендуют Строительные нормы и правила (СНиП II-4-79). При грубых зрительных работах эта величина может быть уменьшена (в целях экономии электроэнергии).
При определении световой обстановки учитывают также и степень напряженности и точности зрительной работы, когда норми- рование осуществляется с учетом размера объекта различения, его расстояния до глаз и времени такой работы (см. табл. 14.9).
Оценка условий труда по фактору «световая среда». По результатам сопоставления измеренных значений показателей освещения с нормативными величинами определяется класс условий труда (табл. 14.11) по каждому показателю, а именно: естественное освещение, КЕО, \%; искусственное освещение: освещенность, лк; показатель ослепленности — Р, отн. ед.; коэффициент пульсации, Кп, \%; отраженная блескость (при ее наличии).
При отсутствии в помещении естественного освещения условия труда по этому показателю относят к классу 3.2.
Показатель «отраженная блескость» определяется субъективно. При наличии слепящего действия бликов отражения, ухудшения видимости условия труда по данному показателю относят к классу 3.1.
Показатель «яркость» определяется тогда, когда в нормативных документах имеется указание на необходимость ее ограничения (ограничение яркости при контроле качества изделий в проходящем свете и т.д.). После присвоения классов по отдельным параметрам естественного и искусственного освещения проводится окончательная оценка по фактору «искусственное освещение» путем выбора параметра, имеющего наибольшую степень вредности.
Схема обследования производственного освещения. Каждое обследование осуществляют с учетом тех особенностей производственного процесса, которые связаны с выполнением зрительной работы: точности, сложности, напряженности. Это в первую очередь обусловит характер и уровень требований, предъявляемых к освеще- нию конкретного производственного помещения.
Таблица 14.11. Классы условий труда в зависимости от параметров световой среды производственных помещений
При изучении и оценке производственного освещения должны быть отражены следующие вопросы.
1. Характеристика выполняемой зрительной работы:
а) минимальные размеры объекта различения;
б) контраст фона с объектом различения и коэффициент отражения фона.
2. Естественное освещение:
а) вид освещения (боковое, верхнее, комбинированное);
б) окраска стен, потолка, пола, оборудования;
в) определение и оценка КЕО;
г) периодичность очистки оконных стекол.
3. Искусственное освещение:
а) источники света;
б) система освещения;
в) тип светильников общего и местного освещения;
г) размещение светильников общего освещения, расстояние между ними, высота подвеса над рабочей поверхностью;
д) определение и оценка освещенности, коэффициента пульсации (Кп), показателя ослепленности;
е) содержание осветительных установок, периодичность очистки светильников.
4. Класс условий труда по фактору «световая среда»:
а) естественное освещение;
б) искусственное освещение:
• освещенность;
• показатель ослепленности;
• отраженная блескость;
• коэффициент пульсации.
5. Заключение. Оздоровительные мероприятия.