Справочная книга по светотехнике

ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Влияние освещения на состояние людей и производи­тельность труда. Условия искусственного освещения на промышленных предприятиях оказывают большое влияние на ЗР, физическое и моральное состояние лю­дей, а следовательно, на ПТ, качество продукции и производственный травматизм. Чем точнее и напря­женнее выполняемая зрительная работа, тем больше эго влияние. Многочисленными исследованиями уста­новлены зависимости функций зрения от условий ис­кусственного освещения. Ими руководствуются при нормировании количественных и качественных харак­теристик промышленных ОУ и при выработке реко­мендаций по выбору ИС, систем и способов искусст­венного освещения (15, 16, 18, 44, 45, 5, 56, 71, 81).

Требования к устройству и эксплуатации ОУ для различных видов производств детально рассмотрены в большом числе отраслевых документов [12.1 — 12.15].

Увеличение освещенности в производственных по­мещениях и в местах производства наружных работ по­ложительно влияет на такие функции зрения, как остро­та, устойчивость ясного видения, скорость различения, контрастная чувствительность. При повышении контра­ста между объектом различения и фоном, на котором объект рассматривается, ЗР увеличивается. Она также зависит от соотношения яркостей рабочей зоны и окру­жающего фона, попадающего в поле зрения работающе­го: с увеличением этого соотношения работоспособ­ность понижается. Более благоприятное соотношение яркостей имеет место при системе общего освещения, менее благоприятное — при комбинированном освеще­нии. В последнем случае условия зрительной работы улучшаются при повышении яркости фона, что достига­ется повышением коэффициентов отражения поверхно­стей помещений (стен, потолка, пола) и производствен­ного оборудования. Однако слишком светлые поверхно­сти стен, пола и оборудования могут оказать отрица­тельное влияние, а в ряде случаев — недопустимы.

Многие производственные операции требуют опре­деленного направления света, при котором на рабочей поверхности создаются наиболее благоприятные усло­вия зрительной работы, например, лучше выявляются детали, исчезают или появляются микротени, устраня­ется попадающее в поле зрения зеркальное отражение ИС и т. п. Указанные условия достигаются применени­ем систем общего или комбинированного освещения, выбором наиболее целесообразных для данных условий ОП общего и местного освещения и их размещения от­носительно рабочих мест. Часто оптимальные решения ОУ находятся экспериментальным путем. Ухудшение функций зрения вызывают прямая блескость, т. е. чрез­мерная яркость ИС и ОП, и отраженная блескость — зеркальное отражение светового потока от рабочей по­верхности в направлении глаз работающих. Отрица­тельное действие блескости на зрение тем больше, чем точнее, напряженнее и длительнее зрительная работа. При наличии блескости снижается ПТ, повышается зрительное и общее утомление.

Ограничение прямой блескости достигается выбо­ром ОП с оптимальными для данных условий светотех­ническими характеристиками и правильным их разме­щением.

Отрицательное влияние на зрение оказывает пуль­сация освещенности при питании РЛ током промыш­ленной частоты (50 Гц), которая вызывает утомление зрения. При освещении быстро движущихся или вра­щающихся предметов может появиться стробоскопи­ческий эффект, повышающий опасность травматизма. В ОУ должны приниматься меры по снижению пульса­ции до уровня, установленного нормами.

Мероприятия по улучшению освещения на про­мышленных предприятиях требуют дополнительных, иногда значительных затрат, которые быстро окупают­ся за счет повышения ПТ, улучшения качества продук­ции и снижения травматизма.

Таким образом, промышленное освещение, как, впрочем, и любое другое, должно отвечать следующим критериям:

— достаточное количество света для выполнения зрительной задачи;

— хорошая равномерность освещения в рабочей зоне;

— баланс распределения яркости в помещении в целом;

— отсутствие прямой и отраженной блескости;

— отсутствие пульсации.

За последние годы проведен целый ряд исследова­ний [12.16—12.20], дополнительно расширивших наши представления о зрительных, биологических и психо­логических воздействиях света, подробно рассмотрен­ных в разделе 20.

Вместе с тем при проектировании ОУ важно знать связь между возрастом работающих и требованиями к освещению (рис. 12.1, для примера при чтении), воз­растные изменения коэффициентов пропускания глаз­ных сред (рис. 12.2), взаимосвязь между относительной зрительной работоспособностью (%) и освещенностью

Возраст, лет

для решения задач разной трудности людьми разного возраста.

В табл. 12.1 и 12.2 показано по данным [12.19| уве­личение работоспособности и снижение брака при по-

Табл и ца 12.1

Длина волны, нм

— Новорожденные

— 20—29 лет — 60—69 лет

Рис. 12.2. Коэффициент пропускания глазных сред для различных возрастных категорий людей. Величины выра­жены в % относительно точки 560 нм (для новорожденных)

вышении освещенности, в табл. 12.3 и нарис. 12.3 при­ведены весьма показательные данные для металлурги­ческой промышленности.

Примечания:

1. В металлургической промышленности потери производи­тельности труда за счет брака от 2 до 5%;

2. За счет несчастных случаев - от 2 до 10% (в таблице для расчетов принималась величина 5%).

Рис. 12.3. Взаимосвязь между относительной зрительной работоспособностью (%) и уровнем освещенности (лк) для зрительной задачи средней трудности (слева) и высокой трудности (справа). Сплошная линия — молодые люди, пунктирная линия — старший возраст (CEN — европей­ские нормы)

Системы освещения. Источники света. Первосте­пенное значение для выбора системы освещения име­ют точность выполняемых зрительных работ, характер и особенности производственного оборудования, усло­вия естественного освещения. Рекомендации по выбо­ру систем освещения приведены в отраслевых нормах искусственного освещения. При выборе систем осве­щения необходимо учитывать, что капитальные вложе­ния и эксплуатационные расходы при комбинирован­ном освещении ниже, чем при общем.

При устройстве общего освещения неравномер­ность освещения в зоне размещения рабочих мест в со­ответствии с требованиями норм не должна превышать значений, указанных в табл. 12.4, а рекомендуемое раз­мещение ОП с различными КСС соответствовать табл. 12.5.

Общие указания по выбору ИС для ОУ также со­держатся в отраслевых нормах искусственного освеще-

ния. Одним из важных условий при выборе типов ИС для внутреннего освещения производственных поме­щений является наличие или отсутствие требований по правильной цветопередаче. При отсутствии таких тре­бований могут использоваться ИС типов ДРЛ и ДНаТ, в противном случае должны применяться в зависимо­сти от требуемого уровня цветопередачи ЛЛ соответст­вующей цветности или лампы ДРИ.

Светотехнический выбор ОП и способов их размеще­ния. Выбор ОП для освещения промышленных пред­приятий производится с учетом многих условий. Важ­нейшим светотехническим параметром ОП является его КСС, а также КПД. Экономичность общего осве­щения производственных помещений очень сильно за­висит от правильного выбора ОП по светораспрсдсле- нию. Использование ОП с неэффективной для имею­щейся высоты подвеса и принятой схемы размещения КСС приводит к перерасходу электроэнергии на 30—35%. На основе анализа многовариантного расчета ОУ производственных помещений на ЭВМ, выполнен­ного для промышленных зданий с различными строи­тельными решениями, и при использовании ОП с разны­ми типовыми классифика­ционными КСС были по­строены энергетически вы­годные области применения массово выпускаемых ОП с различными КСС. Пример таких областей для ОП с 23 24 25 26 27 Н, м лампами типа ДРЛ приведен на рис. 12.4 (при этом учте­ны все требования норм по качеству освещения).

В практике проектирования приближенная провер­ка эффективности выбора ОП по светораспределению (для ОУ общего равномерного освещения) может быть проведена с помощью упрощенного критерия эконо­мичности ОП, применение которого предполагает оценку отношения расстояния I между соседними ОП (или их рядами) к высоте h установки ОП над расчет­ной поверхностью и сопоставление полученных значе­ний с рекомендуемыми для каждого типа КСС в соот­ветствии с ГОСТ 17677-82 (см. табл. 12.5).

Допускается уменьшение рекомендуемых отноше­ний //Л, если это обусловлено конструкцией перекры­тия, а также в случаях, когда это необходимо для обес­печения нормируемых значений показателя ослеплен­ности и коэффициента пульсации или когда при наи­меньшем рекомендуемом значении l/h и наименьшей возможной мощности ИС не обеспечивается норми­руемая освещенность.

При необходимости создания освещенности в гори­зонтальной плоскости наиболее целесообразны ОП прямого света класса П, в помещениях со светлыми потолком и стенами — преимущественно прямого све­та класса Н. Чем выше помещение и больше нормируе­мая освещенность, тем более концентрированными КСС должны обладать ОП. Для более высоких поме­щений наиболее выгодны ОП с КСС типа К и по мере уменьшения высоты — с КСС типов Г и Д (см. раз­дел 6).

В помещениях, где рабочие поверхности находятся в произвольно расположенных вертикальных плоско­стях, целесообразны ОП рассеянного света класса Р с полуширокой КСС типа LU1 или равномерной тина М. Если вертикальные рабочие поверхности находятся по одну сторону от ряда ОП (например, сборочные кон­вейеры автомобильных заводов), то применяют ОП од­ностороннего светораспределения (кососветы) или на­клонно устанавливают ОП с КСС типа Г или Д.

Хорошие результаты может дать применение протя­женных щелевых световодов. Если необходимо созда­ние освещенностей от общего освещения как в гори­зонтальной, так и в произвольно ориентированных на­клонных и вертикальных плоскостях, то стремятся к возможному сближению уровней освещенности в раз­ных плоскостях. При выборе ОП в таких случаях нуж­но учитывать, что отношение вертикальной освещен­ности к горизонтальной минимально для ОП с КСС типа К и увеличивается для ОП с КСС типов М и Ш1.

Выбор ОП по конструктивному исполнению. Возмож­ности применения ОП в конкретных эксплуатацион­ных условиях определяются климатическим исполне­нием и категорией размещения ОП [12.21] (см. раз­дел 6).

Конструктивное исполнение ОП должно обеспечи­вать также пожарную безопасность, взрывобезопас- ность при установке во взрывоопасных помещениях и в наружных взрывоопасных зонах, электробезопас­ность, надежность, долговечность, стабильность харак­теристик в данных условиях среды, удобство обслужи­вания, включая замену ИС. Степени защиты ОП от воздействий окружающей среды принимаются по

ГОСТ 17677-82 и ГОСТ 14254-80, а для взрыво - и по­жароопасных помещений и зон, кроме того, в соответ­ствии с гл. 7.3 и 7.4 ПУЭ [45|. Рекомендации по выбору ОП и степени защиты от условий среды для непожаро - и невзрывоопасных помещений и установок приведены в табл. 10.7 (см. раздел 10). Конструктивно - эксплуата­ционные параметры (принципиальная схема, эксплуа­тационная группа, вид материала, степень защиты) приведены в табл. 6.10 и 6.14 (см. раздел 6). Подробные данные об ОП содержатся в каталогах и информацион­ных материалах предприятий.

Естественно, что номенклатура промышленных светильников отличается исключительным многообра­зием. На рис. 12.5 [12.22] показаны схемы некоторых наиболее распространенных светильников с ЛЛ и ГЛВД для общего промышленного освещения, а также для местного освещения. На рис. 12.6 приведен коллаж из фотографий светильников с РЛВД для освещения высоких производственных помещений, преимущест­венно с КСС типа Г и К.