88227

Влияние освещенности на безопасность труда

Курсовая

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

С улучшением освещения повышается работоспособность качество работы снижается утомляемость вероятность ошибочных действий травматизма аварийности. Основные светотехнические характеристики Для гигиенической оценки условий освещения используются светотехнические единицы принятые в физике.

Русский

2015-04-27

497 KB

5 чел.

Влияние освещенности на безопасность труда

Рациональное освещение помещений - один из наиболее важных

факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека.

Наиболее важной областью оптического спектра электромагнитного излучения является видимый свет. Свет это возбудитель зрительной сенсорной системы, обеспечивающей нас информацией об окружающей среде. Параметры видимого света влияют на способность получать ощущения и восприятия об окружающей среде.

Освещение выполняет полезную общефизиологическую функцию, способствующую появлению благоприятного психического состояния людей. С улучшением освещения повышается работоспособность, качество работы, снижается утомляемость, вероятность ошибочных действий, травматизма, аварийности. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, к общему утомлению человека. В результате снижается внимание, ухудшается координация движений, что может привести при конкретной физической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкой освещенности способствует развитию близорукости и других заболеваний, а также расстройству нервной системы. Повышенная освещенность тоже неблагоприятно влияет на общее самочувствие и зрение, вызывая, прежде всего, слепящий эффект.


Основные светотехнические характеристики

Для гигиенической оценки условий освещения используются светотехнические единицы, принятые в физике.

Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров (нм), воспринимаемый человеческим глазом.

Световой поток F – мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Световой поток, отнесенный к пространственной единице – телесному углу ψ, называется силой света Iα:

Iα = dF/dψ   (1)

где dF – световой поток, равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dψ;

За единицу силы света принята кандела (кд).

Освещенность Е – плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк):

E = dF/dS   (2)

где dS – площадь поверхности, на которую падает световой поток dF.

Яркость поверхности L в данном направленииотношение силы света, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Единица яркости кандела на квадратный метр (кд/м2)

L=dI/dScos  (3)


где dI
сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении .

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев также от угла, под которым поверхность рассматривается.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициентами отражения , пропускания и поглощения . Эти коэффициенты безразмерные и измеряются в долях единицы ( + + = 1) или в процентах:

=F/F; =F/F; =F/F   (4)

где F, F, F – соответственно отраженный, поглощенный и прошедший через поверхность световой поток F – падающий на поверхность световой поток.

Требуемый уровень освещенности определяется степенью точности зрительных работ. Для рациональной организации освещения необходимо не только обеспечить достаточную освещенность рабочих поверхностей, но и создать соответствующие качественные показатели освещения. К качественным характеристикам освещения относятся равномерность распределения светового потока, блескость, фон, контраст объекта с фоном и т. д.

Различают прямую блескость, возникшую от ярких источников света и частей светильников, попадающих в поле зрения работающих, и отраженную блескость от поверхностей с зеркальным отражением. Блескость в поле зрения вызывает чрезмерное раздражение и снижает чувствительность и работоспособность глаза. Такое изменение нормальных зрительных функций называется слепимостью.

Слепящее действие зависит не только от блескости поверхности, направленной к глазу, но и от контраста различения с фоном (К), который определяется отношением абсолютной разности между яркостью объекта и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ослепленность.

Контраст объекта различения с фоном (К) считается:

большим – при К > 0,5;

средним – при К = 0,2 – 0,5;

малым – при К < 0,2.

Чтобы избежать слепящего действия света, необходимо подвешивать лампы на определенной высоте, которую выбирают в зависимости от мощности лампы и защитного угла (угла падения света на рабочее место) с учетом отражающих поверхностей. Для повышения видимости целесообразно увеличить контраст различаемых объектов, что более эффективно и экономично в сравнении с увеличением освещенности рабочей поверхности. При повышении контраста следует учитывать цветность и коэффициенты отражения объектов и фона.

Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, фон характеризуется способностью отражать световой поток и считается светлым при коэффициенте отражения поверхности >0,4, средним при =0,2–0,4 и темным при <0,2.

Для повышения равномерности распределения яркостей в поле зрения потолки и стены рекомендуется окрашивать в светлые тона: салатовый, светло-желтый, кремовый, светло-зеленый или бирюзовый.

Производственное оборудование рекомендуется окрашивать в светло-зеленые тона, движущиеся части – светло-желтые, а открытые механизмы в ярко-красный цвет

Для освещения производственных, служебных, бытовых помещений используют естественный свет и свет от источников искусственного освещения.


Искусственное освещение. Нормирование и расчет

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение рабочих мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т.д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев и аварий.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

Дежурное освещение включается во внерабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение).

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

Свечение в лампах накаливания возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение более благоприятное с гигиенической точки зрения.

Сравнительные параметры источников света широкого применения представлены в таблице А.

Таблица А.

Тип лампы

Световая отдача, лм/Вт

Средний срок службы, ч

1

2

3

4

Лампы накаливания общего назначения (... 40, 60, 75, 100 ...Вт)

10 – 15

1000

Линейные 2-цокольные галогенные лампы накаливания (... 150, 250, 300, 500, 1000, 1500 ...Вт)

18 - 22

2000

Зеркальные галогенные лампы накаливания на напряжение 12 В (20, 35, 50 Вт)

20 – 30

2000 - 3000

Линейные люминесцентные лампы (... 18, 36, 58... Вт)

60 – 80

10000 - 15000

Компактные люминесцентные лампы (... 5, 7, 9, 11, 15, 20, 23 ... Вт)

50 – 60

8000 - 15000

Ртутные лампы высокого давления с люминофором (типа ДРЛ) (50, 80, 125, 250, 400, 700 ... Вт)

45 – 50

12000 - 15000

Металлогалогенные лампы (35, 70, 150, 250, 400 ... Вт)

70 – 100

5000 - 12000

Натриевые лампы высокого давления (... 70, 100, 150, 250, 400 ... Вт)

90 – 130

10000 - 20000

К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т. е. они в 2,5-3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а, следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы делает лампу относительно пожаробезопасной.

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: пульсация светового потока, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различия – вместо одного предмета видны изображения нескольких, а также направления и скорости движения); дорогостоящая и относительно сложная схема включения, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели, стартеры); значительная отраженная блескость; чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (оптимальная температура 20 – 25 °С) понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока.

Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. В случае необходимости допускается использование ламп накаливания. Источники света выбирают с учетом рекомендаций СНиП 23-05-95.

Для искусственного освещения нормируемый параметр – освещенность. СНиП 23-05-95 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящего действия открытых источников света и освещенных поверхностей с чрезмерной яркостью (блескостью) нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

Расчет электрического освещения выполняют при проектировании осветительных установок для определений общей установленной мощности и мощности каждой лампы или числа всех светильников.

Существует несколько методов расчета освещения, наиболее простой – метод удельной мощности, но он менее точен и им пользуются только для ориентировочных расчетов.

Удельную мощность вычисляют по формуле

  (9)

где n – число светильников; Р – мощность лампы, Вт; S – освещаемая площадь, м2.

Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике в зависимости от типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой освещенности.

Обычно при расчете задаются всеми параметрами установки и числом светильников п, по таблице находят W и выбирают мощность лампы, ближайшей к определяемой из выражения W·S/n.

Основной метод расчета – по коэффициенту использования светового потока, которым определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком.

Расчет освещения начинают с выбора типа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и класса помещений по взрывопожароопасности.

При использовании в качестве источника света ламп ДРЛ расчет освещения производиться по формуле (10), предварительно задавшись количеством принятых светильников при условии их равномерного распространения. В этом случае определяется световой поток лампы, по которому определяют мощность лампы.

    (10)

где:

Фл – световой поток лампы, лм;

Ен – нормированная освещенность, лк;

η – коэффициент использования светового потока;

S – освещаемая поверхность, м2;

k – коэффициент запаса;

N – количество принятых светильников;

z – коэффициент минимальной освещенности (для ламп накаливания и ДРЛ z = 1,15, для люминесцентных ламп z = 1,1);

n – число ламп в светильнике.

При использовании светильников с люминесцентными лампами и при расположении их в виде световой линии, световой поток лампы определяется по формуле (11):

   (11)

где:

– количество светильников в ряду;

– число ламп в светильнике;

– количество рядов.

Нормированную освещенность (Ен) принимают по СНиП 23-05-95, в соответствии с принятой системой освещения и условиями зрительной работы.

Количество светильников или рядов определяют методом распределения (развешивания) для достижения равномерной освещенности площади. Основным параметром для развешивания светильников является отношение высоты подвески (Нр) к расстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение.

Отношение Нр/L принимаются в пределах 1.4÷2.

Коэффициенты использования светового потока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i и коэффициентам отражения потолка (ρn), стен (ρc), и пола (ρp).

Индекс помещения:

    (12)

где:

А и Б – соответственно длина и ширина помещения, м;

Нр – высота подвеса светильников, м.

Определив световой поток лампы светильника, подбирают ближайшую стандартную лампу.

По окончании монтажа системы освещения обязательно проверяют освещенность. Если фактическая освещенность отличается от расчетной более чем на -10 и +20%, то изменяют схему расположения светильников или мощность ламп.


Практическая часть

В этой части курсовой работы выполнен расчет искусственного освещения в компьютерном классе на 10 рабочих мест в соответствии со СНиП 23-05-95 и СанПиН 2.2.2.542-96.

Описание компьютерного класса

В соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96 («Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы») «…площадь на одно рабочее место с ВДТ и ПЭВМ во всех учебных учреждениях должна быть не менее 6,0 кв.м…», а «…высота помещения с ВДТ и ПЭВМ (от пола до потолка) не менее 4,0 м…».

Будем считать, что на одно рабочее место отводится участок помещения длиной 3м и шириной 2м. (рис.1). Площадь будет составлять 3м × 2м = 6м2. Это не нарушает требований СанПиН 2.2.2.542-96.

Рис.1. Схема одного рабочего места

освещенность искусственное нормирование


Руководствуясь всем вышеперечисленным, а также тем, что компьютерный класс рассчитан на 10 рабочих мест, определим следующие минимально допустимые параметры рассматриваемого помещения:

– длина помещения 10 м.;

– ширина помещения 6 м.;

  •  высота 4 м.;
  •  число окон – 3;
  •  количество рабочих мест – 10;
  •  окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены, пол металлический, обтянутый линолеумом зеленого цвета.

Учитывая требования к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ, которые устанавливают СанПиН 2.2.2.542-96, а именно:

  •  «Рабочие места с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева»;
  •  «Схемы размещения рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), которое должно быть не менее 2.0 м., а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м»;

целесообразно разместить рабочие места в компьютерном классе так, как показано на рис.2.

Для расчета искусственного освещения в рассматриваемом помещении определим следующие допущения:

  •  в компьютерном классе производится зрительная работа высокой точности (наименьший размер объекта различения 0,3 – 0,5мм), разряд зрительной работы – III, подразряд – в;
  •  компьютерный класс представляет собой учебное помещение, т.е. является помещением общественных и жилых зданий с нормальными условиями среды;
  •  окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены,

пол металлический, обтянутый линолеумом зеленого цвета;

  •  расположение светопропускающего материала в помещении – вертикальное;
  •  вид светопропускающего материала – двойное листовое оконное стекло;
  •  вид переплета для окон – двойные раздельные деревянные переплеты;

расстояние между рассматриваемым и противостоящим зданием равно P = 100м, высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Нзд = 25м;

Рис.2. Схема расположения рабочих мест в компьютерном классе


Расчет искусственного освещения

В помещении, где находятся рабочие места операторов, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

В качестве естественного - боковое освещение через окна.

Искусственное освещение используется при недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общее искусственное освещение.

Расчет его осуществляется по методу светового потока с учетом потока, отраженного от стен и потолка.

Как было отмечено выше, основной задачей расчета искусственного освещения является определение числа светильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значения освещенности.

СанПиН 2.2.2.542-96 устанавливает следующие требования к освещению помещений и рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ:

  •  «Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения»;
  •  «В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ»;
  •  «Для освещения помещений с ВДТ и ПЭВМ … допускается применять светильники серии ЛПО»;

Учитывая вышеперечисленные требования, произведем расчет общего искусственного освещения.

Для организации общего искусственного освещения в компьютерном классе выберем люминесцентные лампы типа ЛБ65, в качестве светильников – ЛПО 01-2х65.

Нормами СНиП 23-05-95 установлена необходимая освещенность рабочего места Ен = 300лк.

Общий световой поток определим в соответствии с формулой:


.

Значения коэффициентов для расчета общего светового потока, в соответствии с принятыми выше допущениями, выбираем по таблицам СНиП 23-05-95:

  •  Ен = 300лк;
  •  S = 10×6 = 60 [м2];
  •  z = 1.1;
  •  k = 1.5;
  •  η =0.42;

Коэффициент использования светового потока η выбирают по следующим данным:

– коэффициент отражения побеленного потолка ρп=70%;

– коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску ρс=50%;

– коэффициент отражения от пола, покрытого линолеумом темного цвета ρp=10%;

  •  индекс помещения i (формула 12)

Общий световой поток:

Фобщ = 300*60*1,5*1,1 = 70714 [лм].

            0,42

Световой поток одной лампы ЛБ65 составляет не менее Фл = 4650лм.

Число N ламп, необходимых для организации общего освещения определяем по формуле:

N = Фобщ = 70714 = 16.

        Фл      4650

Т.к. в качестве светильников были выбраны ЛПО 01-2х65, то для того, чтобы обеспечить световой поток Фобщ =70714 [лм], надо использовать 8 светильников по 2 лампы ЛБ65 в каждом.

Поскольку мощность одной лампы ЛБ65 Wл = 65 [Вт], то мощность всей осветительной системы:

Wобщ = Wл · N = 65 · 16 = 1040 [Вт].

Согласно СанПиН 2.2.2.542-96 «…общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ВДТ и ПЭВМ». А, учитывая, что основным параметром для развешивания светильников является отношение высоты подвески (Нр) к расстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение (отношение Нр/L принимаются в пределах 1.4÷2), оптимальным будет размещение 8 светильников в 2 ряда (рис.3).


Рис.3. Схема размещения светильников в компьютерном классе

Особенности освещения рабочих мест

При работе в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ имеется целый ряд особенностей, которые необходимо учитывать.

Кроме тщательного ограничения отражения это связывается, прежде всего, с правильным выбором уровня освещенности и проблем уменьшения скачков яркости при смене поля зрения. Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков.

Наиболее важным является соотношение яркостей при нормальных условиях работы, т.е. освещенность на рабочем месте около 300 лк, и средняя плотность заполнения видеоэкрана.

Отражение, как на экране, так и на рабочем столе и клавиатуре влечет за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму.

Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены занавеси, шторы и экраны.

Использование дополнительного освещения рабочего стола, например, для освещения документов с нечетким шрифтом, увеличивает соотношение яркостей между документацией и экраном и является нежелательным без соответствующей регулировки яркости экрана.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.


Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта с применением расчета искусственного освещения для компьютерного класса на 10 рабочих мест можно сделать вывод о том, что для нормальной работы пользователя рабочего места в компьютерном классе необходимо соблюдение следующих требований:

1) Общее искусственное освещение помещения должно обеспечивать общий световой поток Фобщ = 70714[лм], для чего необходимо наличие 8 светильников типа ЛПО 01 с 2-мя лампами типа ЛБ65.

2) Кроме того, рекомендуется использовать ряд специальных мер по защите пользователя от вредных факторов экрана дисплея, например, использование занавесей на окнах, штор и защитных экранов.


Список используемой литературы

1) «Естественное и искусственное освещение». СНиП 23-05-95;

2) «Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». СанПиН 2.2.2.542—96

3) «Безопасность жизнедеятельности». Под ред. С.В. Белова. 1999