Освещение производственных помещений и рабочих мест

            ЛЕКЦИЯ №9  (курс лекций: 32ч-16пар)

ОСВЕЩЕНИЕ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ВИДЫ И НОРМЫ

§ 7. ОСВЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И РАБОЧИХ МЕСТ

7.1. Значение освещения. Основные понятия

Трудовой процесс осуществляется при активной работе глаз: примерно 90 % информации, необходимой для трудовой деятель­ности и ориентации, человек получает за счет зрительной ра­боты. Наилучшие условия для зрительного восприятия объек­тов в трудовом процессе создает солнечный свет. Практика по­казывает, что недостаточное и неправильно организованное ос­вещение понижает трудоспособность, а также может привести к травме или к профессиональному заболеванию глаз, т.е. яв­ляется, согласно ССБТ, вредным и опасным производственным фактором.

Рациональное освещение должно обеспечивать доста­точную и постоянную во времени освещенность рабочих поверх­ностей, необходимое распределение яркостей в окружающем пространстве, отсутствие слепящего действия источника света, благоприятный спектральный состав и правильное направление светового потока. Для судостроения, например, установлено, что повышение освещенности до 300—400 лк ведет к росту произво­дительности труда плазовых работ на 25—35%.

Судостроительное производство характеризуется следующей спецификой зрительной работы:

- большими размерами и сложной конфигурацией конструкций при расположении объектов различения во всех пространствен­ных положениях;

- широким диапазоном размеров объектов различения от очень малых (плазово-разметочные работы, изготовление корпусных деталей) до очень больших, занимающих все поле зрения и вы­ходящих за него (сборочные работы на построечном месте);

- широким диапазоном контрастов объекта с фоном от малых (близких к пороговому значению) до больших (требующих применения специальных светофильтров);

- неудобством рабочих поз, нестационарностью рабочих мест, разнопрофильностью работ, выполняемых на одном рабочем месте;

- большим количеством отвлекающих факторов, в том числе требующих повышенного внимания как к объектам труда, так и к изменениям в окружающем пространстве.

Проектирование рационального освещения производственных помещений невозможно без учета комплекса светотехнических и гигиенических вопросов, т. е. знания основ светотехники, функ­циональных характеристик зрения и принципов нормирования условий освещения.

Светотехника — наука, изучающая генерирование, распро­странение и перераспределение в пространстве электромагнит­ных излучений видимого участка спектра. Любой объект, имею­щий температуру выше абсолютного нуля (в градусах Кельвина он равен -273⁰С Цельсия), излучает лучистую энергию в окружающую его среду. Глаз человека воспринимает определенный диапазон   спектра   электромагнитных   излучении с длинами волн от 380 до 770 нм.

В светотехнике вместо количества лучистой энергии исполь­зуют мощность излучения энергии, которая оценивается по ощу­щению света глазом человека и называется световым (лу­чистым) потоком — Ф.

За единицу светового потока принят люмен, лм,— световой поток, излучаемый в телесном угле в один стерадиан равномерным точечным источником с силой света в одну канделу.

Неравномерность светового потока, излучаемого источником света (пространственную плотность светового по­тока), принято оценивать силой света. Сила света определя­ется как отношение светового потока,распространяющегося внутри элементарного телесного угла , от источника с задан­ным направлением α к этому телесному углу: , 

За единицу силы света принята кандела, кд,— сила света, из­лучаемого в перпендикулярном направлении с поверхности чер­ного тела площадью 1/600000 м² при температуре затвердевания платины (Т=2045⁰ К) и давлении 1013,25 гПа (760 мм рт. ст.).

Поверхностную плотность светового потока, падающего от источника света на поверхность   (плоскость), называют освещенностью :

.

Единицей освещенности является люкс, лк.

Рассмотрим по­верхность, излучающую в направлении глаза световой поток си­лой . Отношение силы света к площади излучающей поверх­ности называется яркостью , кд/м²:

         

При равномерном распределении света это выражение мо­жет быть преобразовано:                                ,

где - коэффициент отражения,  - освещённость.

Распределение светового потока в помещении происходит с определенными потерями, так как ограничивающие поверхно­сти помещения могут поглощать, пропускать и отражать лучи­стую энергию.

В светотехнике для характеристики материалов используют коэффициенты, которые являются справочными величинами:

- поглощения ,

- отражения ,

- пропу­скания , 

где    - поглощенный, отраженный и прошедший све­товой потоки соответственно;  — падающий световой поток.

Глаз человека по принципу действия аналогичен фотографи­ческой камере, только роль объектива выполняет хрусталик, а изображение получается на сетчатке, имеющей светочувстви­тельные рецепторы. Рецепторы поглощают падающий световой поток и преобразуют его в нервные импульсы, передаваемые по зрительному нерву в мозг, причем величина импульсов зависит от освещенности сетчатки.

Зрительное ощущение предмета зави­сит от его яркости, а различение предмета на фоне других пред­метов определяется его контрастом с фоном.      Основными харак­теристиками зрения являются острота зрения и контра­стная чувствительность.

Под остротой зрения понима­ется способность глаз различать объекты малых размеров.

Под контрастной чувствительностью  понимается способность видеть мелкие предметы по их контрасту с фоном.

Острота зрения (или различимость предмета) оценивается величиной,  обратной  углу  зрения   (рис.  28).

Для зрительных работ, выполняемых в судостроении, различимость предмета считается обеспеченной, если угловой размер предмета не менее  (линейный размер не менее 1/3440 расстояния от глаз до предмета).

Контрастная чувствительность характеризуется пороговым коэффициентом контрастности , т. е. минимальной контрастно­стью, обнаруживаемой глазом:

                    ,

где  - яркость   объекта   различения;   - яркость   фона;

 - пороговая  разность яркостей.

В обычных условиях человеку приходится различать пред­меты, имеющие значительно больший контраст, характеризуе­мый коэффициентом контрастности , чем пороговое его значе­ние. Поэтому нормальную зрительную работу принято характе­ризовать числом пороговых контрастов или видимостью  :  

                    ,

В судокорпусостроении видимость объекта является обеспе­ченной, если  Существенное влияние на различимость и видимость оказы­вают яркие предметы, попадающие в поле зрения работающего.

Это явление известно как ослепимость, количественно оценивае­мая коэффициентом ослепимости S.

,

где  - видимость объекта при устранении избыточной яр­кости  и при ее наличии  соответственно.

Видимость ухудшается также при изменении яркости в поле зрения во времени. Это особенность зрения называется зритель­ной адаптацией, т. е. приспособлением глаз к изменению ярко­сти.

Различают два вида адап­тации:

- темновую - при переходе от сильного освещения к слабому,

- световую - при переходе от слабого освещения к темному.

Время адаптации зависит от раз­ности яркостей и вида адапта­ции: при темновой адаптации ее время возрастает. Это явление следует учитывать при анализе опасных зон помещения на эта­пах   проектирования   освещения.