Освітлення виробничих приміщень та особливості його проектування на промислових підприємствах

Організація раціонального освітлення робочих місць – одне з основних питань охорони праці. При незадовільному освітленні різко знижується продуктивність праці, можливі нещасні випадки, швидка стомлюваність і т. п.

При освітленні приміщень на промислових підприємствах використовують природне, штучне і змішане освітлення.

Природне освітлення – це освітлення приміщень світлом неба (прямим або відбитим), яке проникає через світлові прорізи в зовнішніх огороджуючих конструкціях.

Для природнього освітлення характерна висока дифузність (розсіяність) світла, що сприятливо для зорових умов роботи. Однак, з іншого боку, природне світло характеризується тим, що створювана їм освітленість змінюється в надзвичайно широких межах залежно від часу дня, пори року, погодних умов і т. ін. Через це в якості нормованої величини для природного освітлення прийнята відносна величина – коефіцієнт природної освітленості (КПО), який представляє собою виражене у відсотках відношення освітленості в даній точці всередині приміщення Е_вн до одночасного значення зовнішньої освітленості горизонтальної поверхні Е_зовн, створюваної світлом повністю відкритого небосхилу, тобто:

.

(4.1)

За допомогою КПО оцінюють розміри віконних прорізів, вид засклення й переплетень, їх забруднення. Природнє освітлення в приміщеннях регламентується нормами СНиП II-4-79. Нормоване значення КПО визначають за відповідними таблицями з урахуванням характеру зорової роботи і типу приміщення.

Методи розрахунку природного освітлення.

Орієнтовна гігієнічна оцінка достатності природного освітлення приміщень.

Орієнтовну гігієнічну оцінку достатності природного освітлення приміщень можна одержати за допомогою світлового коефіцієнта (СК). Він представляє собою співвідношення площі заскленої поверхні вікон до площі підлоги приміщення. При цьому гігієнічні нормативи світлового коефіцієнта для навчальних кімнат, лабораторій, кабінетів становлять 1:5…1:6. Таким чином, співвідношення для визначення СК приміщень має такий вигляд:

.

(4.2)

Приклад визначення світлового коефіцієнта. В офісному приміщенні загальна площа заскленої поверхні вікон становить 2 м², площа підлоги – 10 м². У даному випадку СК буде рівний 1:5 (площа заскленої поверхні завжди приймається рівною одиниці). Отже, орієнтовна гігієнічна оцінка показує достатність природного освітлення в приміщенні.

Однак за допомогою СК можна одержати лише приблизну оцінку природного освітлення, оскільки цей коефіцієнт не враховує багато важливих факторів, які суттєво впливають на рівень освітленості в приміщенні, наприклад, конфігурацію приміщення, розташування вікон та їх орієнтацію відносно сторони світу і т. п. У зв’язку з цим у деяких випадках світловий коефіцієнт може бути високим (що відповідатиме нормативним вимогам), а фактична освітленість робочого місця, віддаленого від світлового прорізу, поганою. З метою уникнення таких випадків поряд із цим методом використовують інші, більш точні методи розрахунку природного освітлення приміщень.

Розрахунок площі світлових прорізів приміщень

Попередній розрахунок площі світлових прорізів проводиться:

при бічному освітленні приміщень за формулою:

,

(4.3)

при верхньому освітленні приміщень за формулою:

,

(4.4)

де S_вікон – площа світлових прорізів при бічному освітленні, м²;

S_п – площа підлоги приміщення, м²;

е_н – нормоване значення КПО для будинків, розташовуваних у I, II, IV і V поясах світлового клімату, яке можна визначити за формулою:

,

(4.5)

де – значення КПО (СНиП II-4-79), %;

m – коефіцієнт світлового клімату, m = 1 (м. Харків відноситься до ІV світлового клімату);

С – коефіцієнт сонячності клімату, С = 0,8;

К_з – коефіцієнт запасу, який визначається за СНиП II-4-79;

η_в – світлова характеристика вікон, яка визначається за СНиП II-4-79;

К_зд – коефіцієнт, що враховує затінення вікон від будинків, які знаходяться навпроти, визначається за СНиП II-4-79;

τ₀ – загальний коефіцієнт світлопропускання, який можна визначити за формулою:

де τ₁ – коефіцієнт светлопропускання матеріалу, який визначається за СНиП II-4-79;

τ₂ – коефіцієнт, що враховує втрати світла в переплетеннях світлового прорізу, який визначається за СНиП II-4-79;

τ₃ – коефіцієнт, що враховує втрати світла в несучих конструкціях, який визначається за СНиП II-4-79 (при бічному освітленні τ₃=1);

τ₄ – коефіцієнт, що враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях, який визначається за СНиП II-4-79;

τ₅ – коефіцієнт, що враховує втрати світла в захисній сітці, яка встановлюється під ліхтарями (приймається рівним 0,9);

r₁ – коефіцієнт (СНиП II-4-79), що враховує підвищення КПО при бічному освітленні завдяки світлу, відбитому від поверхонь приміщення; визначається залежно від середнього коефіцієнта відбиття ρ_ср стелі, стін, підлоги за формулою:

,

(4.7)

де ρ_стелі, ρ_стін, ρ_{підлоги} – відповідні коефіцієнти відбиття (приймаються за СНиП II-4-79), %;

S_ф – площа світлових прорізів при верхньому освітленні, м²;

η_ф – світлова характеристика ліхтаря або світлового прорізу в площині покриття;

r₂ – коефіцієнт, що враховує підвищення КПО при верхньому освітленні, завдяки світлу, відбитому від поверхонь приміщення;

К_ф – коефіцієнт, що враховує тип ліхтаря.

Встановлені за допомогою розрахунку розміри світлових прорізів допускається змінювати на +5%, -10%.

Штучне освітлення передбачається в усіх приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення у темний час доби.

Джерелом штучного освітлення є лампи розжарювання та газорозрядних (люмінесцентні) лампи. Основними характеристиками ламп є: номінальна напруга, електрична потужність, світловий потік, світлова віддача та термін служби.

Лампи розжарювання мають просту конструкцію, відносно низьку вартість, широкий діапазон напруг і потужностей. Однак поряд з перевагами є й суттєві недоліки: характеризуються переважанням жовто-червоних променів у випромінюваному світлі, коефіцієнт корисної дії цих ламп низький – усього 3-4%, світловіддача також мала – 8-18 лм на 1 Вт енергії, крім того, мають відносно невеликий термін експлуатації.

Перевагами люмінесцентних ламп є: їх тривалий строк експлуатації, значно більша (в 2-4 рази) світловіддача порівняно з лампами розжарювання, що дозволяє для забезпечення необхідного рівня освітленості використовувати менш потужні лампи, крім того, вони здатні забезпечувати світловий потік практично будь-якого спектра, що створює найбільш оптимальні умови для виконання зорової роботи. Основним недоліком люмінесцентних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту – явища спотворення зорового сприйняття об’єктів, які рухаються, обертаються чи змінюються в пульсуючому світлі. Це може призвести до нещасного випадку, тому що об’єкт, який рухається, буде здаватися нерухомим.

Лампа разом з освітлювальною арматурою – світильник. Основне призначення світильників полягає в перерозподілі світлового потоку убік робочої поверхні; захист очей людини від засліплювальної дії джерела світла; запобігання лампи від механічних ушкоджень і забруднення.

Метод вимірювання штучного освітлення приміщень

Для визначення рівня освітленості в приміщенні інструментальним методом використовується об’єктивний люксметр Ю-116, який складається з вимірника люксметра й окремого фотоелемента з насадками. На передній панелі вимірника є кнопки перемикача й табличка зі схемою, що зв’язує дію кнопок і використовуваних насадок з діапазонами вимірів. Прилад має дві шкали: 0…100 і 0…30. На кожній шкалі точками відзначений початок діапазону вимірів: на шкалі 0…100 точка перебуває над оцінкою 20, на шкалі 0…30 – над оцінкою 5. Прилад має коректування для установки стрілки в нульове положення.

На бічній стінці корпуса вимірника розташована вилка для приєднання селенового фотоелемента. Для зменшення погрішності застосовується насадка на фотоелемент, яка представляє собою півсферу, виконану з білої світлорозсіючої пластмаси. Насадка позначена буквою К і застосовується відповідно з однієї із трьох інших насадок, що мають позначення М, Р, Т. Кожна із цих насадок разом з насадкою К утворює три поглиначі із загальним номінальним коефіцієнтом ослаблення 10, 100, 1000 і застосовується для розширення діапазонів вимірювань.

Люксметр градуюється без насадок в основному діапазоні вимірів (5…30; 20…100) і має найбільшу припустиму погрішність вимірів – 10 %.

Процес вимірювання наступний: фотоелемент установлюють у необхідній площині, підбирають необхідну «шкалу», починаючи із застосування більш «грубої» шкали, і відраховують освітленість.

В приміщенні визначають середню освітленість, для чого вимірювання проводять у декількох точках. Отримане значення середньої освітленості в приміщенні порівнюють із нормативними.

Методи розрахунку штучного освітлення

Для розрахунку штучного освітлення приміщень можна використовувати три методи: світлового потоку, точковий і питомої потужності.

Точковий метод застосовується для розрахунку локалізованого й комбінованого освітлення, а також освітлення горизонтальних і похилих поверхонь, коли відбитим світловим потоком можна зневажити.

Метод питомої потужності є найбільш простим, але й найменш точним із усіх методів розрахунку штучної освітленості, тому він застосовується для орієнтованих розрахунків. Цей метод дає можливість визначити потужність кожної лампи для забезпечення в приміщенні нормованої освітленості:

,

(4.8)

де Р – питома потужність, Вт/м²;

S – площа приміщення, м²;

N – кількість ламп в освітлювальній установці, шт.

Метод коефіцієнта використання світлового потоку використовують при розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь з урахуванням відбитих від стін, підлоги і стелі світлових потоків. Метод не можна застосовувати при розрахунках локалізованого та місцевого освітлення, а також освітлення похилих поверхонь.

Розрахункова формула методу коефіцієнта використання світлового потоку має вигляд:

,

(4.9)

де N – число світильників, шт.;

Е – мінімальна освітленість робочого місця згідно з нормативними вимогами (СНиП II-4-79), лк;

n – число ламп у світильнику, шт.;

S – площа освітлюваного приміщення, м²;

z = 1,15 – коефіцієнт нерівномірності освітлення для люмінісцентних ламп;

К₃ – коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості через забруднення й старіння лампи (СНиП II-4-79);

– коефіцієнт використання освітлювальної установки.

Для визначення необхідно знати тип світильника, індекс приміщення та коефіцієнт відбиття світлового потоку від стелі стін і підлоги (СНиП II-4-79). Індекс приміщення i визначають за формулою:

,

(4.10)

де L і B – відповідно, довжина й глибина приміщення, м;

h_п – висота підвісу світильника, яку можна визначити за формулою:

де Н – висота приміщення, м;

h_с – відстань від стелі до нижньої частини світильника, м;

h_р – висота робочої поверхні, м.

На підставі одержаних даних за СНиП II-4-79 можна визначити коефіцієнт використання світлового потоку .

Метод коефіцієнта використання світлового потоку дозволяє:

визначити потужність ламп, які використовуються для освітлення приміщення, якщо відомий їх тип. У цьому випадку розраховану величину світлового потоку лампи округляють до найближчого стандартного значення для вказаного типу лампи (СНиП II-4-79), і на підставі цього визначають потужність;

визначити кількість ламп, яка необхідна для освітлення приміщення, якщо заздалегідь відомі їх тип і потужність. У такому разі, спочатку визначають світловий потік обраної лампи, а потім за перетвореною формулою (4.9) визначають загальну необхідну кількість ламп:

,

де n_заг – загальна кількість ламп у приміщенні, шт.

Проектування, монтаж та експлуатація освітлювального обладнання на промислових підприємствах здійснюється згідно з ПУЕ, СНиП II-4-79, ДНАОП 0.00-1.21-84, ДНАОП 0.00-1.21-98, ДНАОП 0.01-1.01-95 і ВДОП 0.00-3.01-98.

Згідно зі СНиП II -4-79 природне і штучне освітлення нормується залежно від характеристики зорової роботи. Встановлено 8 розрядів зорової роботи, з урахуванням найменшого об'єкта, що розрівняється:

- найвища точність - розмір об'єкта менше 0,15 мм;

- дуже висока точність - від 0,15 до 0,3 мм;

- висока точність - від 0,3 до 0,5 мм;

- середня точність - від 0,5 до 1 мм;

- мала точність - від 1 до 5 мм;

- груба (дуже малої точності) - більше 5 мм;

-робота з матеріалами, що світяться, і виробами в гаря-
чих цехах - більше 0,5 мм;

- загальне спостереження за ходом виробничого процесу.

Для приміщень промислових підприємств, де виконується зорова робота 2-4 розрядів, передбачається використання змішаного і комбінованого штучного освітлення (загального плюс місцевого). Застосування одного лише місцевого освітлення не допускається.

При цьому для робіт 2 розряду рівень освітленості - Е 1000 лк, для робіт 3 розряду - Е 750 лк, а для робіт 4 розряду - Е 300-500 лк.

Для загального штучного освітлення в системі комбінованого передбачається використання в основному люмінесцентних ламп ЛБ, ЛДЦ і ЛЖ незалежно від типу джерела світла місцевого освітлення.

Організація освітлення робочих приміщень і зон має виключати попадання прямих і відбитих світлових потоків в органи зору. При заміні джерел світла на обладнанні належить встановлювати лампи, які не знижують рівень освітленості.

Для місцевого освітлення передбачаються світильники з відбивачами, що не просвічуються і мають захисний кут не менше 30°. Конструкція світильника має забезпечувати можливість зміни його положення в просторі для досягнення оптимальної освітленості й кута падіння світла при обов’язковому додержанні висоти підвісу світильника по відношенню до робочого місця - (1,5-2,0) м.

Аварійне і евакуаційне освітлення має забезпечувати мінімальну освітленість на підлозі основних проходів і на сходинках сходів: в приміщеннях – 0,5 лк, на відкритих територіях – 0,2 лк.

Для аварійного освітлення застосовуються лампи розжарювання або люмінесцентні лампи (в приміщеннях, де мінімальна температура не нижче 5 °С, за умови живлення ламп в усіх режимах змінним струмом з напругою не нижче 90% від номінальної).

Світильники аварійного освітлення мають відрізнятися від світильників робочого освітлення типом. Розміром чи знаком, нанесеним фарбою на світильник.

Приєднання до групової мережі аварійного освітлення інших видів навантаження, які не належать до цього виду освітлення, не допускається.

Перевірка справності аварійного освітлення має проводитись в денний час не рідше одного разу на квартал.

Скло вікон належить чистити від пилу і бруду 1-2 рази на рік. Внутрішні поверхні рам потрібно перефарбовувати не рідше 1 разу на 3 роки, а в приміщеннях зі значним виділенням пилу – в міру забруднення.

Світильники загального освітлення належить періодично чистити 1 раз на 3 місяці, а в друкарських і брошурувально-палітурних цехах – щомісяця.

Усі елементи освітлювального обладнання підлягають планово-попереджувальним оглядам і ремонтам. Періодично, не рідше одного разу на рік, а також після чергового чищення та заміни перегорілих ламп, перевіряється рівень освітленості на робочих місцях і у виробничих приміщеннях. Роботи по встановленню і чищенню світильників, заміні перегорілих ламп і ремонту освітлювальної мережі виконуються тільки електротехнічним персоналом (як правило у кількості 2 чоловік) при знятій напрузі.

Люмінесцентні лампи із вмістом ртуті, які вийшли з ладу, належить зберігати упакованими в спеціальних приміщеннях і періодично вивозити в спеціально відведенні місця за вказівкою санепідемстанції.

Поиск по сайту: