ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.08.2024
Просмотров: 36
Скачиваний: 0
Лабораторная работа № 2
НОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ
Цель работы: ознакомиться с общими характеристиками естественного и искусственного освещения, нормируемыми показателями освещения, приборами, используемыми для оценки освещенности; научиться определять эффективность освещенности рабочих мест, оценивать пригодность помещения для выполнения работ заданной точности.
Приборы и оборудование: люксметр Ю-116.
1.Общие положения
1.1.Влияние света на здоровье человека и его работоспособность.
Свет обеспечивает связь организма с внешней средой, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием.
Одним из важнейших элементов, благоприятных для условий труда, является рациональное освещение помещений и рабочих мест.
Правильно спроектированное и выполненное освещение производственного помещения улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции, благоприятно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм на производстве.
Лучистая энергия солнца оказывает непосредственное влияние и на организм человека. Воспринимаемые глазом видимые солнечные лучи влияют на состояние центральной нервной системы, повышая активность больших полушарий. Свет улучшает общее состояние человека, повышает жизненный тонус. Действуя рефлекторно через нервные окончания в коже (рецепторы), свет оказывает воздействие на осуществление фотохимических процессов в организме, ритм жизненного тонуса, функцию сердечно-сосудистой системы и т. д.
Свет является активным регулятором основных биологических процессов. Он постоянно влияет на такие жизненно важные функции, как обмен веществ, рост и развитие организма, повышает иммунитет человека.
Рациональное освещение производственных и вспомогательных помещений, проходов и проездов имеет большое значение для нормальной и безопасной работы промышленного предприятия. Для безопасности работы нужно не только достаточное освещение рабочих поверхностей, но и рациональное направление света, отсутствие резких теней и бликов, обычно вызывающих слепящее действие и снижающих работоспособность.
Способность глаз приспосабливаться к различной яркости света называется адаптацией. Частая переадаптация глаз снижает производительность труда и способствует увеличению травматизма. Адаптация устраняется, если в производствен-
ном помещении создается равномерное освещение.
Недостаточное освещение само по себе не вызывает несчастных случаев, но может способствовать их возникновению. Например, недостаточное или неправильное освещение вынуждает рабочего ближе наклоняться к обрабатываемому предмету, что увеличивает опасность повреждения лица и глаз. Недостаточная освещенность, резкие тени, наличие в поле зрения рабочего источника света большой яркости мешают различать движущиеся части станков, агрегатов и способствуют возникновению травматизма.
В пожароопасных и взрывоопасных помещениях, помимо рационального освещения, требуется еще герметическая или взрывобезопасная арматура осветительных приборов.
Прямое влияние на безопасность труда оказывает аварийное освещение, обеспечивающее безопасную работу или спокойный выход рабочих из помещения в случае прекращения подачи электроэнергии, а также местное освещение контрольноизмерительных приборов, световые сигналы, установленные на машинах и механизмах, автоматических производственных линиях и др.
1.2. Основные светотехнические понятия
Освещение может создаваться как лучистой энергией, исходящей от тел, так и при помощи люминесценции.
Электромагнитное излучение с длиной волны в пределах λ = 380–770 нм, воздействуя на глаза человека, вызывает ощущение света. Эта часть спектра называется областью видимых излучений, а соответствующая ей часть лучистой энергии – световой энергией. Следует подчеркнуть, что световая энергия определяется именно вызываемым ею зрительным ощущением.
Каждому излучению с определенной длиной волны соответствует определенный цвет. Как показали исследования, при одинаковой интенсивности различных монохроматических излучений наибольшее зрительное восприятие создают желтозеленые лучи с длиной волны 555 нм. Если принять за единицу чувствительность глаз к лучам с длиной волны 555 нм, то зависимость зрительного восприятия от волн разной длины можно представить кривой, приведенной на рис. 1.
Излучение с длиной волны 10–380 нм является ультрафиолетовым, а с дли-
ной волны 770–340000 нм – инфракрасным.
Для гигиенической оценки освещенности используются светотехнические качественные и количественные показатели.
К количественным показателям относятся световой поток, освещенность, коэффициент отражения, сила света и яркость. К качественным показателям следует отнести фон, видимость, контраст.
Видимая лучистая энергия оценивается по световому ощущению и называется световым потоком, который измеряется в люменах (лм).
Световой поток (F) – мощность лучистой энергии, оцениваемая световым ощущением человеческого глаза. Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, так как измерение ее основано на зри-
2
тельном восприятии. Точное значение светового потока в лм определяется по эталонным электрическим лампам накаливания, выверенным в соответствии с международным соглашением. Таким образом, единица светового потока – люмен – принята совершенно условно. Между условной единицей светового потока – люменом и энергетической – ваттом имеется следующее соотношение: 1 лм = 0,00161 Вт.
Относительная видимость, %
100
80
60
40
20
0
Длина волны излучения, нм
400 |
500 |
600 |
700 |
|
Фиолетовый |
Синий |
Синезеленый |
Зеленый |
Желтозеленый |
Желтый |
Оранжевый |
Красный |
|
390 |
430 |
470 |
500 |
555 |
560 |
590 |
620 |
нм |
Рис. 1. Зависимость зрительного восприятия от длины волны
Все источники света, в том числе осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно. Распределение светового потока в пространстве учитывают, пользуясь понятием пространственной плотности светового потока или силы света. Сила света (I) – это величина пространственной плотности светового потока, которая определяется как отношение светового потока dF, исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла dω, к величине этого угла:
I = dF / dω. |
(1) |
За единицу силы света принята кандела (кд). Сила света в одну канделу обеспечивается световым потоком в один люмен, заключенным в единичном угле в один стерадиан.
Об освещении помещения можно до некоторой степени судить по величине освещенности Е, которая определяется поверхностной плотностью светового потока или отношением светового потока dF, подающего на поверхность, к величине этой поверхности dS, т. е.
E = dF / dS. |
(2) |
3
За единицу освещенности принят люкс (лк). Люкс – это освещенность поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на него излучения, равном 1 лм.
Освещенность в разных точках рабочего места различна, поэтому отношение F/S принимают за среднюю освещенность.
Условия видимости определяются отношением силы света, излучаемого светящейся поверхностью в направлении зрения, к величине видимой части этой светящейся поверхности. Это отношение называется яркостью и измеряется в кд/м2.
За яркость светящейся поверхности в каком-либо направлении принимается отношение силы света, испускаемого поверхностью в заданном направлении I, к проекции светящейся поверхности S соs на плоскость, перпендикулярную к тому же направлению, т. е.
L |
I |
, |
(3) |
|
S cos
где – угол, образованный направлением светового потока с нормалью к площадке светящейся поверхности.
За величину яркости принят нит (нт), который имеет размерность 1 кд/м2. Яркость поверхности зависит от силы света, угла падения светового потока на плоскость, цвета поверхности и т. д.
Различные предметы видимы потому, что световой поток, отраженный ими, частично воспринимается глазом. Отношение отраженного светового потока Foтр к падающему световому потоку Fпад называется коэффициентом отражения Q:
Q |
Fотр |
. |
(4) |
|
|||
|
Fпад |
|
|
Величина Q в зависимости от цвета поверхности колеблется в пределах 0,02–
0,85.
Объект различения – наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельной его части, который необходимо различать в процессе работы. В зависимости от наименьшего размера объекта различения зрительные работы подразделяются на разряды.
Контраст объекта различия с фоном (K) характеризуется как процентное отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта различения Lо и фона Lф к яркости фона Lф:
K |
Lо Lф |
. |
(5) |
|
|||
|
Lф |
|
|
Оценивается контраст как малый – K до 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости); средний – K = 0,2–0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и большой – K свыше 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости).
4
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности Q более 0,4; средним – при Q = 0,2–0,4; темным – Q менее 0,2.
В зависимости от характеристики фона и контраста объекта различения с фоном зрительные работы подразделяются на подразряды.
Видимость V – универсальная характеристика качества освещения, которая характеризует способность глаза воспринимать объект. Зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:
V = K / Kпор, |
(6) |
где K – контраст объекта с фоном; Kпор – пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.
Установки искусственного освещения имеют такие дополнительные характеристики, как степень слепящего действия источника света, пульсация, спектр света.
Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки:
Р = (S – 1) 1000, |
(7) |
где S – коэффициент ослепленности, равный отношению видимости объекта соответственно при экранировании и при наличии источников, создающих блескость в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности Kп – критерий оценки относитель-
ной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током:
Kп |
|
Emax Emin |
100, |
(8) |
|
||||
|
|
2Eср |
|
|
где Еmax и Emin – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Еср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Следует иметь в виду, что на глаз действуют совместно качественные и количественные характеристики света, обеспечивающие определенную степень работоспособности человека.
Для успешного и безопасного выполнения производственного процесса зрение человека должно все время сохранять так называемые контрастную чувствительность и остроту различения. Различение мелких деталей, рисок и т. п. (т. е. объектов различения) возможно лишь при определенном контрасте деталей и фона, на котором они рассматриваются. Способность глаза различать наименьшие контрасты называется контрастной чувствительностью. Исследованиями установлено, что контрастная чувствительность возрастает с увеличением освещенности рабочей поверхности. Способность глаза наблюдать объекты различения называется остротой различения. Она зависит от контраста детали и фона, от освещенности поля зрения
5