Рациональное использование промышленных систем освещения рабочих мест

22.11.2016

Для обеспечения безопасных и комфортных условий труда, повышения эф¬фективности производства и сохранения здоровья работающих необходимым является создание рационального освещения. Под рациональным принято понимать освещение, достаточное по коли¬честву, хорошее по качеству, экономичное и безопасное в эксплуатации.

Ос¬новное требование, которому должна отвечать осветительная установка, – это, прежде всего, создание достаточного уровня освещенности в помещении и достаточной освещенности (яркости) на рассматриваемых предметах. Ра¬циональное освещение должно быть равномерным в пределах помещения, обеспечивать хорошую видимость объектов, которые приходится различать в процессе работы. Должны отсутствовать прямая и отраженная блескость, пульсация освещенности, резкая разница в яркостях окружающих поверхно¬стей и глубокие тени на рабочих местах. По спектральному составу искусст¬венное освещение должно приближаться к естественному свету.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИСКУСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

Рациональное искусственное освещение обеспечивается правильным вы¬бором системы освещения, источников света, светильников, их размещени¬ем и правильной эксплуатацией осветительных установок. Производственное освещение подразделяется на естественное, искусст¬венное и совмещенное.

Естественное освещение, создаваемое солнечным светом, в зависимости от места расположения световых проемов подразделяется на боковое (через окна в наружных стенах здания), верхнее (через световые фонари и перекры¬тия), верхнее и боковое (комбинированное). Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное (осве¬щение безопасности и эвакуационное), охранное и дежурное освещение. Рабочее освещение предусматривается для всех помещений и зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохо¬да людей и движения транспорта.


Аварийное освещение безопасности предусматривается на рабочих местах в помещениях и снаружи здания в случаях, если отключение рабочего осве¬щения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механиз¬мов может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического процесса, нарушение работ таких объектов, как электрические станции, узлы радиопередачи и связи, диспетчерские пункты, насос¬ные установки водоснабжения, канализации и другие производственные по¬мещения, в которых недопустимо прекращение работ.

Аварийное эвакуационное освещение предусматривается в местах, опас¬ных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек, по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек.

Светильники аварийного освещения для продолжения работы должны присоединяться к независимому источнику питания, а светильники для эва¬куации людей – к сети, независимой от рабочего освещения.

Охранное освещение заводских и других территорий предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время; дежурное освещение — для дежурного освещения помещений.

Искусственное освещение по исполнению может быть двух систем: об¬щим (равномерное при равномерном размещении светильников по всей площади помещения или локализованное при расположении светильников с учетом размещения оборудования и рабочих мест) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное). Выбор системы освещения осуществляется исходя из нормируемой освещенности, требований равномерности освещения, размещения оборудова¬ния и рабочих мест, а также первоначальных затрат на электроэнергию и эксплуатационных расходов. Применение одного местного освещения не допускается из-за диском¬фортной блескости, возникающей при наличии темных окружающих поверх¬ностей и ярких пятен в поле зрения.

Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. Совмещенное освещение предусматривается для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы (I-III разрядов), а также в случаях, когда по условиям технологии и организации производства или климата в мес¬те строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированное значение КЕО (многоэтажные здания большой ширины, одноэтажные многопролетные здания с пролетами боль¬шой ширины).

ИСКУСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

Для искусственного освещения производственных помещений используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Принцип действия газоразрядных ламп заключается в преобразовании излучения ртутного разряда в видимые лучи, что достигается возбуждением люминофоров ультрафиолетовыми лучами. Для этого внутренняя поверх¬ность колбы покрывается специальным составом – люминофором, внутрь колбы помещают капельку ртути для образования ртутных паров. При про¬пускании электрического тока через лампу возникает ультрафиолетовое из¬лучение, под влиянием которого люминофоры начинают светиться.

В осветительных установках используются газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные) и высокого давления. Действующими нормами искусственного освещения эти источники света приняты в качестве основ¬ных для производственного освещения. Причиной этого являются такие их достоинства, как значительная световая отдача (что позволяет создать высо¬кие уровни освещенности), экономичность, благоприятный спектральный состав света, диффузность светового потока и сравнительно невысокая яркость (3500-10 000 кд/кв. м).

Выпускаются люминесцентные лампы низкого давления нескольких типов: лампы дневного света ЛД с голубоватым цветом излучения; лампы бе¬лого цвета ЛБ (цвет свечения имеет несколько желтоватый оттенок из-за преобладания в их спектре оранжево-желтой части); лампы холодного и теп¬лого белого света типа ЛХБ и ЛТБ (по спектру излучения занимают промежуточное положение между лампами ЛБ и ЛД). Лампы белого света типа ЛЕ : улучшенной цветопередачей предназначаются для освещения помещений, где нужна хорошая цветопередача человеческого лица, главным образом это помещения жилых и общественных зданий.

Световая отдача люминесцентных ламп составляет 75-85 дм/Вт, а срок службы – от 3000 до 12 000 ч. Чисто экономические достоинства люминес¬центных ламп имеют и большое гигиеническое значение, так как они дают возможность повысить уровни освещенности в 2-3 раза, а во-вторых, под¬держивать эту освещенность на требуемом уровне в течение продолжитель¬ного времени.

Лучистый поток люминесцентных ламп не оказывает вредного воздействия на организм человека. Интенсивность излучения этих ламп в области ультрафиолетовой части спектра незначительна, а обычное стекло, из которого изготовляются трубки люминесцентных ламп, практически не пропускает ультрафиолетовые лучи.

Наряду с положительными свойствами люминесцентные лампы обладают некоторыми недостатками. К ним относятся зависимость световых характеристик ламп от температуры окружающего воздуха, сложность их включе¬ния, пульсации светового потока при работе на переменном токе. Люминес¬центные лампы работают только в ограниченном диапазоне температуры ок¬ружающей среды от 5 до 50 °С; на работе ламп сказываются колебания напряжения в питающей сети: снижение напряжения сети более чем на 10% приводит к отказу в зажигании.

Широко применяются для целей производственного освещения газораз¬рядные лампы высокого давления, имеющие большую световую отдачу и большой срок службы. К этим источникам света относятся лампы типа ДРЛ – дуговые ртутные люминесцентные и лампы ДРИ – дуговые ртутные лампы с йодным циклом (аналогичные лампам ДРЛ, но с исправленной цветностью).

Лампы ДРЛ (световая отдача 45-60 лм/Вт, срок службы 10 000 – 15 000 ч) применяются для внутреннего и наружного освещения. Недостатком ламп ДРЛ являются неудовлетворительная цветопередача и большая пульсация све¬тового потока (коэффициент пульсации составляет 63–74 %). В их спектре содержится некоторая доля ультрафиолетового излучения, что может небла¬гоприятно сказываться на работающих. На зажигание ламп ДРЛ влияют тем¬пература окружающей среды и снижение напряжения сети (эти лампы надеж¬но работают только при напряжении сети не менее 90% от номинального). Основные области применения – освещение производственных помещений при высоте 3-5 м, для условий, не предъявляющих высокие требования к качеству цветопередачи, наружное освещение. Большая длительность разгорания ламп ДРЛ (5-7 мин) исключает возможность их применения для ава¬рийного и эвакуационного освещения.

Лампы типа ДРИ общего назначения отличаются от ламп ДРЛ только отсутствием люминофорного покрытия на колбе и улучшенной цветопере¬дачей. Световая отдача их 50-60 лм/Вт, срок службы до 10 000 часов. Пульсация светового потока в лампах типа ДРИ существенно ниже, чем в лампах ДРЛ, и составляет около 30%.

Выпускаемые промышленностью другие высокоэффективные газораз¬рядные лампы, такие как лампы типа ДНаТ – дуговые натриевые лампы (низкого и высокого давления) и лампы типа ДКсТ – дуговые ксеноновые лампы для внутреннего освещения, практически не применяются из-за зна¬чительного искажения цветопередачи в связи с преобладанием желтых лучей (ДНаТ) и большой интенсивностью ультрафиолетового излучения в лампах ДКсТ. Для внутреннего освещения могут применяться только лампы ДНаТ высокого давления (они имеют улучшенный спектр излучения по сравнению с лампами низкого давления), но в основном для освещения только высоко¬пролетных цехов. Основные области применения ламп ДНаТ – освещение автострад, туннелей, складов, промышленных объектов, архитектурное и де¬коративное освещение, светосигнальные установки. Лампы ДКсТ применя¬ются для освещения больших пространств (карьеров, подъездных путей, площадей и т.д.), а также архитектурных сооружений.

Для производственного освещения наряду с газоразрядными источника¬ми света используются также лампы накаливания. В лампах накаливания свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур. Ввиду низкой световой отдачи (от 7 до 20 лм/Вт), небольшого срока службы (срок службы самых мощных ламп накаливания 1000 кВ – 1500 ч), преоб¬ладания в спектре желтовато-красных лучей, что искажает цветовое восп¬риятие, применение ламп накаливания ограничивается.

Более эффективными являются галогенные лампы накаливания. Это лам¬пы с вольфрамово-йодным циклом, их световая отдача и срок службы выше, чем обычных ламп накаливания, и составляет до 30 лм/Вт и до 8000 ч соот¬ветственно. Спектр галогенных ламп накаливания близок к естественному свету, поэтому их используют для освещения общественных зданий (биб¬лиотек, столовых и др.).

Для освещения на производстве лампы накаливания применяют:
•    для аварийного и эвакуационного освещения;
•    в помещениях, для питания освещения которых допускается напряже¬ние не более 42 В;
•    в помещениях с кратковременным пребыванием людей;
•    в помещениях со взрывоопасными зонами и тяжелыми условиями среды;
•    для местного освещения;
•    в случаях, если применение газоразрядных ламп невозможно по техно¬логическим причинам (высокая температура воздуха, вибрация).
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕТИЛЬНИКОВ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

Создание в помещениях высококачественного и экономичного освещения обеспечивается применением рациональных светильников. Светильник со¬стоит из двух частей – источника света и осветительной арматуры. Главней¬шей задачей осветительной арматуры является перераспределение светового потока ламп в необходимом направлении.

От характера светораспределения зависит качество освещения. Распределение светового потока по отдельным направлениям пространства характеризуется кривыми силы света светиль¬ника. Устанавливаются следующие основные типы кривых силы света: К – концентрированная, Г – глубокая, Д – косинусная, Л — полуширокая, М — равномерная, Ш — широкая. Характер кривой силы света необходимо учи¬тывать при выборе светильников в зависимости от характера зрительных работ: например, когда необходимо направить основной световой поток на рабочую поверхность, выбирают светильник с концентрированной или глу¬бокой кривой силы света (К или Г); для создания в помещении и на рабочих поверхностях более равномерного освещения используют светильники с кривыми силы света типа Л, М или Ш.

Назначение светильника состоит также в защите глаз от слепящего дей¬ствия источника света. С этой целью могут быть использованы конструкции светильников, обеспечивающие защитный угол и ослабление яркости источ¬ников света с помощью рассеивателей из молочного, опалового или матиро¬ванного стекла.

Защитным углом называют плоский угол, образуемый пограничным све¬товым лучом светильника (лучом, проходящим через край отражателя) и го¬ризонталью, проходящей через светящее тело накала (для светильников с лампами накаливания) или через нижнюю поверхность трубки (для светиль¬ников с люминесцентными лампами). Защитные свойства светильника тем лучше, чем больше его защитный угол. Наконец, осветительная арматура служит также для предохранения источника света от загрязнения и механи¬ческого повреждения.

С точки зрения перераспределения светового потока различают светиль¬ники прямого, отраженного и рассеянного света. Светильники прямого све¬та направляют в нижнюю полусферу не менее 90% всего светового потока. При этом большая часть светового потока концентрируется на рабочих по¬верхностях. Такие светильники рекомендуется применять в производствен¬ных цехах высотой 4–10 м при невысоких коэффициентах отражения стен (механические, механосборочные, прокатные, литейные).

Светильники отраженного света основную часть светового потока (не ме¬нее 90%) направляют вверх. Они должны применяться в тех помещениях, где нет пыли, а стены и потолок светлые. Освещение такими светильниками получается особо мягким, без резких теней. Оно рекомендуется для чертеж¬но-конструкторских и машинописных бюро и других помещений, когда не¬обходимо особо равномерное распределение яркости по помещению, а также для работ с блестящими поверхностями (металл, стекло, пластмасса).

Светильники рассеянного света распределяют световой поток более или менее равномерно в обе полусферы. Их изготовляют из молочного или ма¬тового стекла и также применяют в помещениях со светлым потолком и стенами — там, где требуются большая равномерность освещения и необхо¬димость смягчить резкость теней и бликов на поверхностях с направленным и направленно-рассеянным отражением.

С экономической точки зрения установки со светильниками рассеянного и отраженного света являются менее выгодными из-за значительных потерь световой энергии. В зависимости от назначения различают светильники общего освещения (для освещения всего помещения) и местного освещения (для освещения рабочих мест). По способу установки светильники делятся на потолочные, подвесные, настенные, напольные, встроенные в оборудование, ручные и головные.



Классифицируются также светильники по степени защиты от пыли, воды и взрыва (пылезащитные, пыленепроницаемые, брызгозащищенные, взры¬вобезопасные и др.). Выбор их осуществляется в зависимости от характера среды в производственном помещении. При этом должно учитываться ис¬полнение светильников. Так, при повышенном содержании пыли в помеще¬нии должны использоваться светильники, конструкция которых позволяет легко очищать их от загрязнений. В сырых, с химически активной средой помещениях следует применять светильники, изготовленные из устойчивых материалов (фарфор, силикатное стекло и др.).

Одним из специальных видов светильников являются щелевые световоды. Они применяются для освещения взрыво- и пожароопасных производст¬венных помещений, помещений с большим содержанием пыли и влаги. Ще¬левые светильники-световоды представляют собой источники света боль¬шой мощности (натриевые лампы, галогенные лампы накаливания), распо¬лагаемые вне помещения, и собственно трубу световода, выполняемую из тонких пленочных материалов. С помощью таких светильников создаются высокие уровни освещенности и равномерное распределение светового по¬тока на освещаемых поверхностях.