221Из зарубежных приборов хорошие характеристики имеют акусти ческие комплекты фирм rft, Брюль и Кьер, svan. Для защиты
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
§ 7.5. СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ВОЗНИКНОВЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Под статическим электричеством понимают совокуп- ность явлений, связанных с возникновением и релаксацией свобод- ного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектри- ков либо на изолированных проводниках. Образование и накопление зарядов на перерабатываемом материа- ле связано с двумя условиями. Во-первых, должен произойти контакт поверхностей, в результате которого образуется двойной электриче- ский слой. Во-вторых, хотя бы одна из контактирующих поверхно- стей должна быть из диэлектрического материала. Заряды будут оста- ваться на поверхностях после их разделения только в том случае, если время разрушения контакта меньше времени релаксации зарядов. Последнее в значительной степени определяет величину зарядов на разделенных поверхностях. 36 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 257 Двойной электрический слой — это пространственное распреде- ление электрических зарядов на границах соприкосновения двух фаз. Такое распределение зарядов наблюдается на границе металл–металл, металл–вакуум, металл–газ, металл–полупроводник, металл–диэлек- трик, диэлектрик–диэлектрик, жидкость–твердое тело, жидкость– жидкость, жидкость–газ. Толщина двойного электрического слоя на границе раздела двух фаз соответствует диаметру иона (10 –10 м). Основная величина, характеризующая способность к электриза- ции — удельное электрическое сопротивление поверхностей контак- тирующих материалов. Если контактирующие поверхности имеют низкое сопротивление, то при разделении заряды с них стекают, и раз- дельные поверхности несут незначительный заряд. Если же сопро- тивление высокое или велика скорость отрыва поверхностей, то заря- ды будут сохраняться. Следовательно, основные факторы, влияющие на электризацию веществ, — их электрофизические параметры и скорость разделения. Экспериментально установлено, что чем интенсивнее ведется процесс (чем выше скорость отрыва), тем больший заряд остается на поверх- ности. Условно принято, что при удельном электрическом сопротивле- нии материалов менее 10 5 ОмЧм заряды не сохраняются и материалы не электризуются. Опытами установлено, что при соприкосновении (трении) двух диэлектриков тот из них, который имеет большее значение диэлектри- ческой постоянной, заряжается положительно, в то время как матери- ал с меньшей диэлектрической постоянной заряжается отрицательно. ОПАСНОСТЬ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Опасность, создаваемая электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового разряда как с диэлектрической на- электризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта. Вредное воздействие оказывает на человека статическое элек- тричество, возникающее при ношении одежды из синтетических ма- териалов и при контакте с наэлектризованными поверхностями (на- пример, клавиатура компьютера). Разряд статического электричества возникает тогда, когда напря- женность электрического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критической (пробивной) величины. Для воздуха эта величина со- ставляет примерно 30 кВ/м. 37 / 70 258 Безопасность жизнедеятельности Воспламенение горючих смесей искровыми разрядами статическо- го электричества произойдет, если выделяющаяся в разряде энергия будет больше энергии, воспламеняющей горючую смесь, или, в общем случае, выше минимальной энергии зажигания горючей смеси. Электростатическая искробезопасность объекта достигается при выполнении условия безопасности W р „ KW min , где W р — максималь- ная энергия разрядов, которые могут возникнуть внутри объекта или его поверхности, Дж; K — коэффициент безопасности, выбираемый из условий допустимой (безопасной) вероятности зажигания (K < 1,0); W min — минимальная энергия зажигания веществ и материалов, Дж. Энергия (в Дж), выделяемая в искровом разряде с заряженной проводящей поверхности: W р = 0,5Cj 2 , где C — электрическая емкость проводящего объекта относительно земли, Ф; j — потенциал заряжен- ной поверхности относительно земли, В. Электростатическая искробезопасность объектов обеспечивается снижением W р , а также снижением чувствительности объектов окру- жающей и проникающей в них среды к зажигающему воздействию статического электричества (увеличением W min ). Энергию разряда с заряженной диэлектрической поверхности мож- но определить только экспериментально. 123456 2789 7 12324567389 39 22 52 532 1 39 8 5 2 5 38 49 9 4! "9#9 1 123 "9#9 1 123 1234567483459 9 845694389 9 1429 9 7879 9 184579 9 836579 439 9 18679 349 1 !9 9 3679 9 "7#479"$% 9 9 364579 %9 "7#659 9 36457624&9 9 "'8&479 9 (83)4&364379 9 "'879 9 *4256)279 +9 ,6&636&9 +9 *42563679 +9 -279 +9 .879 9 /4 84569 439 09 .845889 9 1#662879 9 .84579 0 9 1#67879 9 .8457624&9 9 879 09 .845694389 9 38 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 259 Минимальная энергия зажигания горючих смесей зависит от при- роды веществ и также определяется экспериментально. В таблице 7.11 приведены минимальные энергии зажигания W min (в мДж) некоторых паро- и газовоздушных смесей. Следует отметить, что указанные значения минимальной энергии зажигания достигают- ся для большинства паро- и газовоздушных смесей при напряжении 3000 В, а при 5000 В искровой разряд может вызвать воспламенение большей части горючих пылей и волокон. В ряде случаев статическая электризация тела человека и затем последующие разряды с человека на землю или заземленное произ- водственное оборудование, а также электрический разряд с незазем- ленного объекта через тело человека на землю могут вызвать нежела- тельные болевые и нервные ощущения и быть причиной непроизволь- ного резкого движения человека, в результате которого человек может получить ту или иную механическую травму. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Каким образом возникают статические заряды? От чего зависит знак заряда? 2. В чем состоит опасность статического электричества? 3. Чем определяется энергия статических зарядов? 4. Как обеспечивается электростатическая искробезопасность объектов? 5. К каким последствиям может привести статическая электризация тела человека? 6. Какие меры защиты можно использовать для устранения опасности воз- никновения электростатических зарядов? § 7.6. ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Лазерное излучение является электромагнитным из- лучением, генерируемым в диапазоне длин волн l = 0,2…1000 мкм. Лазеры широко применяются в микроэлектронике, биологии, метро- логии, медицине, геодезии, связи, спектроскопии, голографии, вычис- лительной технике, в исследованиях по термоядерному синтезу и во многих других областях науки и техники. Лазеры бывают импульсного и непрерывного излучения. Импульс- ное излучение — это излучение с длительностью импульса не более 0,25 с, непрерывное излучение — с длительностью 0,25 с или более. Промышленностью выпускаются твердотельные, газовые и жид- костные лазеры. Лазерное излучение характеризуется монохроматичностью, высо- кой когерентностью, чрезвычайно малой энергетической расходимо- стью луча и высокой энергетической освещенностью. 39 / 70 260 Безопасность жизнедеятельности Энергетическая освещенность (облученность) (Вт/см 2 ) — это от- ношение мощности потока излучения, падающего на малый участок облучаемой поверхности, к площади этого участка. Энергетическая экспозиция (Дж/см 2 ) — это отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок, к площади этого участка. Иными словами, это произведение энергетической освещен- ности (облученности) (Вт/см 2 ) на длительность облучения (с). Энергетическая освещенность P s в центре площадки на поверхно- сти объекта может быть рассчитана по формуле P s = PD 2 /(l 2 f 2 ), где P — выходная мощность излучения лазера; D — диаметр объектива оптической системы; l — длина волны; f — фокусное расстояние оп- тической системы. Для газодинамического лазера на углекислом газе мощностью 100 кВт при длине волны l = 10,6 мкм и соотношении D/f = 0,5 расчет по приведенной формуле дает значение плотности сфокусированной мощности 2,2Ч10 10 Вт/см 2 Энергетическая освещенность лазерного луча достигает 10 12 … 10 13 Вт/см 2 . Этой энергии оказывается достаточно для плавления и даже испарения самых тугоплавких веществ. Для сравнения укажем, что на поверхности Солнца плотность мощности излучения равна 10 8 Вт/см 2 Лазерное излучение сопровождается мощным электромагнитным полем. Напряженность E электрического поля можно рассчитать по формуле 1 1 2 1 2 3 4 где P s — плотность мощности излучения; 1 2 3 1 2 3 1 волновое сопротивление среды, в которой распростра- няется излучение, для воздуха Z с = 120p. Подставляя в формулу по- лученное ранее значение P s = 2,2Ч10 10 Вт/см 2 , для газодинамическо- го лазера на углекислом газе находим: E » 3Ч10 8 В/м. Поэтому при таких значениях напряженности поля в облучаемом лазерным лучом веществе возможны проявления как чисто электри- ческих, так и химических эффектов, приводящих к ослаблению свя- зей между молекулами, их поляризации, вплоть до ионизации моле- кул облучаемого вещества. Таким образом, лазерное излучение, безусловно, представляет опасность для человека. Наиболее опасно оно для органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучение свободно про- никает внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчатки гла- за, проходят через несколько преломляющих сред: роговую оболоч- ку, хрусталик и, наконец, стекловидное тело. Наиболее чувствительна к вредному воздействию лазерного облучения сетчатка. В результате фокусирования на малых участках сетчатки могут концентрироваться 40 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 261 плотности энергии в сотни и тысячи раз больше той, которая падает на переднюю поверхность роговицы глаза. Энергия лазерного излу- чения, поглощенная внутри глаза, преобразуется в тепловую энер- гию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разру- шения глаза. Ткани живого организма при малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для лазерного излучения. Поэтому поверхностные (кожные) покровы оказываются наиболее подвержен- ными его воздействию. Степень этого воздействия определяется, с од- ной стороны, параметрами самого излучения: чем выше интенсивность излучения и чем длиннее его волна, тем сильнее воздействие; с другой стороны, на исход поражения кожи влияет степень ее пигментации. Пигмент кожи является как бы своеобразным экраном на пути излу- чения в расположенные под кожей ткани и органы. При больших интенсивностях лазерного облучения возможны по- вреждения не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвения тка- ней, а также свертывания или распада крови. В таких случаях повре- ждения кожи оказываются относительно менее выраженными, чем изменения во внутренних тканях, а в жировых тканях вообще не от- мечается каких-либо патологических изменений. Рассмотренные возможные вредные последствия от воздействия лазерного излучения относятся к случаям прямого облучения вслед- ствие грубых нарушений правил безопасного обслуживания лазер- ных установок. Рассеянно или тем более концентрированно отражен- ное излучение малой интенсивности воздействует значительно чаще, результатом могут быть различные функциональные нарушения в организме — в первую очередь, в нервной и сердечно-сосудистой сис- темах. Эти нарушения проявляются в неустойчивости артериально- го давления крови, повышенной потливости, раздражительности и т. п. Лица, работающие в условиях воздействия лазерного отражен- ного излучения повышенной интенсивности, жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, неспокойный сон, чувство устало- сти и боли в глазах. Как правило, эти неприятные ощущения прохо- дят без специального лечения после упорядочения режима труда и отдыха и принятия соответствующих защитных профилактических мер. Нормирование лазерного излучения осуществляется по предель- но допустимым уровням облучения (ПДУ). Это уровни лазерного об- лучения, которые при ежедневной работе не вызывают у работающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья. 41 / 70 262 Безопасность жизнедеятельности Согласно «Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуа- тации лазеров» (СанПиН 5804-91) ПДУ лазерного излучения опре- деляются энергетической экспозицией облучаемых тканей (Дж/см 2 ). Биологические эффекты, возникающие при воздействии лазер- ного излучения на организм, можно разделить на две группы: 1) пер- вичные эффекты — органические изменения, возникающие непо- средственно в облучаемых живых тканях (прямое облучение); 2) вто- ричные эффекты — неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение (длительное облучение диффузно отраженным излучением). Лазеры по степени опасности генерируемого ими излучения под- разделяются на четыре класса: 1-й класс — выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи; 2-й класс — выходное излучение представляет опасность при об- лучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением; 3-й класс — выходное излучение представляет опасность при об- лучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно от- раженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражаю- щей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением; 4-й класс — выходное излучение представляет опасность при об- лучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности. Работа лазерных установок может сопровождаться также возник- новением и других опасных и вредных производственных факторов: шума, вибрации, аэрозолей, газов, электромагнитных и ионизирую- щих излучений. Сопутствующие опасные и вредные производственные факторы, которые могут возникать при эксплуатации лазеров разных классов, приведены в таблице 7.12. 123456 2789 7 1234567898 7 56782 9 4 7556783 68 678 8 59582 98423399837 8 344837 38 3 8 8 8 8 8 12345678394 3 63 73 35 3 7283 73 729 727 6 6 7!6 "7 #$6 2 123456 75 3 7 7 776%&33 7283 7 42 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 263 Класс опасности лазерной установки определяется на основании длины волны излучения l (мкм), расчетной величины энергии облу- чения E (Дж) и ПДУ для данных условий работы. Определение уровней облучения персонала для лазеров 2, 3, 4-го классов должно проводиться периодически не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора. Кроме того, осуществляется контроль за соблюдением предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, предельно допустимых уровней виброскорости, предельно допусти- мых уровней электромагнитных излучений, предельно допустимых уровней ионизирующих излучений. Лазеры 3-го и 4-го классов, генерирующие излучение в видимом диапазоне (l = 0,4…0,75 мкм), и лазеры 2, 3, 4-го классов с генерацией в ультрафиолетовом (l = 0,2…0,4 мкм) и инфракрасном диапазонах длин волн (l = 0,75 мкм и выше) должны снабжаться сигнальными уст- ройствами, работающими с момента начала генерации до ее оконча- ния. Конструкция лазеров 4-го класса должна обеспечиваться возмож- ностью дистанционного управления. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какие бывают лазеры по характеру излучения и как они связаны с дли- тельностью излучения? 2. Какими особенностями характеризуется лазерное излучение? 3. Что такое энергетическая освещенность и энергетическая экспозиция лазерного излучения? 4. Какое воздействие оказывают на человека прямое и отраженное лазер- ное облучение? 5. На сколько классов по степени опасности генерируемого излучения под- разделяются лазеры и чем они характеризуются? 6. Какие сопутствующие опасные и вредные производственные факторы возникают при эксплуатации лазеров разных классов? 7. На основании каких параметров определяется класс опасности лазер- ной установки? 8. За какими характеристиками, кроме основных, осуществляется контроль при эксплуатации лазерной установки? § 7.7. НЕИНТЕНСИВНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА Наиболее важной областью оптического спектра ЭМИ является видимый свет. Свет — это возбудитель зрительной сенсор- ной системы, обеспечивающей человека информацией об окружаю- щей среде. Параметры видимого света влияют на способность полу- чать ощущения и воспринимать окружающую среду. 43 / 70 264 Безопасность жизнедеятельности Освещение выполняет полезную общефизиологическую функцию, способствующую появлению благоприятного психического состояния людей. С улучшением освещения повышается работоспособность, ка- чество работы, снижается утомляемость, вероятность ошибочных дей- ствий, травматизма, аварийности. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, к общему утомлению человека. В результате снижается внимание, ухудшается координация движений, что может привести при физической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкой освещенности способствует развитию близоруко- сти и других заболеваний, а также расстройству нервной системы. Повышенная освещенность тоже неблагоприятно влияет на общее са- мочувствие и зрение, вызывая прежде всего слепящий эффект. Освещение, удовлетворяющее гигиеническим и экономическим требованиям, называется рациональным. К этим требованиям относят- ся: достаточная освещенность, равномерность, отсутствие слепимости и пульсации светового потока, благоприятный спектральный состав, экономичность. ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ Для гигиенической оценки условий освещения используются све- тотехнические единицы, принятые в физике (рис. 7.9). Светотехнические величины, определяющие показатели освеще- ния, основаны на оценке ощущений, возникающих от воздействия светового излучения на глаза. К количественным показателям отно- сятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость поверхно- сти, коэффициент отражения. Видимое излучение — участок спектра электромагнитных колеба- ний в диапазоне длины волн от 380 до 760 нм, воспринимаемый чело- веческим глазом. Световой поток F — мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За еди- ницу светового потока принят люмен (лм). Световой поток, отнесенный к пространственной единице — телес- ному углу w, называется силой света I: I = dF/dw, где I — сила света под углом w; dF — световой поток, равномерно распределяющийся в преде- лах телесного угла dw. За единицу силы света принята кандела (кд). Освещенность E — плотность светового потока на освещаемой по- верхности. За единицу освещенности принят люкс (лк). Освещенность вычисляется по формуле E = dF/dS, где dS — площадь поверхности, на которую падает световой поток dF. 44 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 265 Яркость поверхности L a в дан- ном направлении a — отношение силы света, излучаемого поверхно- стью в этом направлении, к про- екции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную дан- ному направлению. Единица ярко- сти — кандела на квадратный метр (кд/м 2 ). Яркость можно найти по формуле L a = dI a /dSЧcosa, где dI a — сила света, излучаемого поверхно- стью dS в направлении a. Яркость освещенных поверхно- стей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в боль- шинстве случаев также от угла, под которым поверхность рассматрива- ется. Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициента- ми отражения r, пропускания t и поглощения b. Эти коэффициенты безразмерные и измеряются в долях единицы: r + t + b = 1. При этом r = F r /F, t = F t /F, b = F b /F, где F r , F t , F b — соответственно, отражен- ный, прошедший через поверхность и поглощенный световой поток. Требуемый уровень освещенности определяется степенью точно- сти зрительных работ. Для рациональной организации освещения не- обходимо не только обеспечить достаточную освещенность рабочих поверхностей, но и создать соответствующие качественные показате- ли освещения. К качественным характеристикам освещения относят- ся равномерность распределения светового потока, блесткость, фон, контраст объекта с фоном и т. д. Различают прямую блесткость, возникшую от ярких источников света и частей светильников, попадающих в поле зрения человека, и отраженную блесткость от поверхностей с зеркальным отражением. Блесткость в поле зрения вызывает чрезмерное раздражение и снижа- ет чувствительность и работоспособность глаза. Такое изменение нор- мальных зрительных функций называется слепимостью. Слепящее действие зависит не только от блесткости поверхности, на- правленной к глазу, но и от контраста различения с фоном (K), который определяется отношением абсолютной разности между яркостью объек- та и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ослепленность. Контраст объекта различения с фоном считается большим при K > 0,5; средним при K = 0,2…0,5; малым при K < 0,2. Рис. 7.9 Схема, иллюстрирующая основные светотехнические понятия 45 / 70 266 Безопасность жизнедеятельности Чтобы избежать слепящего действия света, необходимо подвеши- вать лампы на определенной высоте, которую выбирают в зависимо- сти от мощности лампы и защитного угла (угла падения света на рабо- чее место) с учетом отражающих поверхностей. Для повышения ви- димости целесообразно увеличить контраст различаемых объектов, что более эффективно и экономично в сравнении с увеличением освещен- ности рабочей поверхности. При повышении контраста следует учи- тывать цветность и коэффициенты отражения объектов и фона. Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характери- зуется способностью отражать световой поток и считается светлым при коэффициенте отражения поверхности r > 0,4, средним при r = 0,2…0,4 и темным при r < 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. Для измерения и контроля освещенности применяют люксметры различных конструкций, в частности, Ю-116 и Ю-117, принцип дей- ствия которых основан на фотоэлектрическом эффекте. При освеще- нии фотоэлемента в цепи соединенного с ним гальванометра возника- ет фототок, обусловливающий отклонение стрелки миллиамперметра, шкалу которого градуируют в люксах. Для использования в люксмет- рах наиболее пригоден селеновый фотоэлемент, так как его спектраль- ная чувствительность близка к спектральной чувствительности глаза. Освещенность в диапазоне от 0 до 100 лк измеряется открытым фото- элементом без насадок. Использование насадок различных типов, имеющих обозначение K, M, P, T, значительно расширяет диапазон измерений освещенности, который доходит до 100 000 лк. Для измерения яркости используют фотометры, в которых яркость поля прибора сравнивается с яркостью исследуемой поверхности. Для освещения производственных, служебных, бытовых помеще- ний используют естественный свет и свет от источников искусствен- ного освещения. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Источник естественного (дневного) освещения — солнечная ра- диация, то есть поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естественное осве- щение является наиболее гигиеничным. Если по условиям зритель- ной работы оно оказывается недостаточным, то используют совмещен- ное освещение. 46 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 267 Естественная освещенность меняется в очень широких пределах: в безлунную ночь — 0,0005 лк, при полнолунии — до 0,2 лк, при пря- мом свете солнца — до 100 000 лк. Естественное освещение помещений подразделяется на боковое (через световые проемы в наружных стенках), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное — сочетание верхнего и бокового освещения. Систему естественного освещения выбирают с учетом следующих факторов: 1) назначения и принятого архитектурно-планировочного, объем- но-пространственного и конструктивного решения зданий; 2) требований к естественному освещению помещений, вытекаю- щих из особенностей зрительной работы; 3) климатических и светоклиматических особенностей места строи- тельства зданий; 4) экономичности естественного освещения. В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения может резко изменяться за очень короткий промежуток времени и в довольно ши- роких пределах. Поэтому основной величиной для расчета и нормиро- вания естественного освещения внутри помещений принят коэффи- циент естественной освещенности (КЕО) — отношение (в процентах) освещенности в данной точке помещения E вн к наблюдаемой одновре- менно освещенности под открытым небом E нар : КЕО = (E вн /E нар )Ч100. Расчет естественного освещения заключается в определении пло- щади световых проемов для помещения. Расчет ведут по следующим формулам: при боковом освещении — 1 2 3 1 2 3 4 35 4 4 6 7 688 1 2 3 3 1 4 при верхнем освещении — 1 2 3 1 2 3 4 4 4 5 6 7 899 1 2 3 3 1 4 где S о , S ф — площадь окон и фонарей, м 2 ; S п — площадь пола, м 2 ; e н — нормированное значение КЕО; k з — коэффициент запаса (k з = 1,2…2,0); h о , h ф — световые характеристики окна, фонаря; t о — общий коэффи- циент светопропускания (учитывает оптические свойства стекла, по- тери света в переплетах из-за загрязнения остекленной поверхности, в несущих конструкциях, солнцезащитных устройствах); r 1 , r 2 — коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верх- нем освещении; k зд = 1,0…1,7 — коэффициент, учитывающий затем- 47 / 70 268 Безопасность жизнедеятельности нение окон противостоящими зданиями; k ф — коэффициент, учиты- вающий тип фонаря. Значения коэффициентов для расчета естественного освещения берут из таблиц СНиП. Иногда для определения площади световых проемов используют световой коэффициент K св = S о /S п = 1 / 5 … 1 / 4 , где S о — площадь световых проемов, S п — площадь пола. ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения поме- щения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует. Искусственное освещение может быть общим и комбинированным (когда к общему освещению добавляется местное освещение). Исполь- зование только местного освещения недопустимо, так как резкий кон- траст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомля- ет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной не- счастных случаев и аварий. По функциональному назначению искусственное освещение под- разделяется на рабочее, дежурное, аварийное. Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на осве- щаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта. Дежурное освещение включается во внерабочее время. Аварийное освещение предусматривается для обеспечения ми- нимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения. В современных многопролетных одноэтажных зданиях без свето- вых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармо- нировали друг с другом. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы. В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные. Лампы накаливания. Свечение в этих лампах возникает в резуль- тате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Промыш- ленность выпускает различные типы ламп накаливания: вакуумные (маркируются буквой В), газонаполненные (Г) (наполнитель — смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недо- 48 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 269 статки этих ламп: малая световая отдача — от 7 до 20 лм/Вт при боль- шой яркости нити накала; низкий КПД, равный 10…13%; срок служ- бы — 800…1000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окру- жающих предметов. Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, йода), кото- рый повышает температуру накала нити и практически исключает ис- парение. 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 элек- трические 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 освеще- ние, более благоприятное с гигиенической точки зрения. К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся боль- ший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, то есть они в 2,5…3 раза эконо- мичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а следовательно, яркость и слепящее действие люминесцент- ных ламп значительно ниже, чем у ламп накаливания. Низкая темпе- ратура поверхности колбы (около 5°C) делает лампу относительно по- жаробезопасной. Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки, к ним относятся: пульсация светового пото- ка, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различения, когда вместо одного предмета вид- ны изображения нескольких и искажается направление и скорость движения); дорогостоящая и относительно сложная схема включе- ния, требующая регулирующих пусковых устройств (дросселей, стар- теров); значительная отраженная блесткость; чувствительность к ко- лебаниям температуры окружающей среды (оптимальная темпера- тура 20…25°C) — понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока. В зависимости от состава люминофора и особенностей конструк- ции различают несколько типов люминесцентных ламп, с соответст- 49 / 70 270 Безопасность жизнедеятельности вующей маркировкой: ЛБ — лампы белого света, ЛД — лампы днев- ного света, ЛТБ — лампы тепло-белого света, ЛХБ — лампы холодно- го света, ЛДЦ — лампы дневного света правильной цветопередачи. Наиболее универсальны лампы ЛБ. Лампы ЛХБ, ЛД и особенно ЛДЦ применяются в случаях, когда выполняемая работа предполагает цве- торазличение. Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) про- изводственных помещений в последнее время большое распростране- ние получили дуговые люминесцентные ртутные лампы высокого дав- ления (ДРЛ). Эти лампы в отличие от обычных люминесцентных ламп сосредотачивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Такие лампы выпускают мощностью от 80 до 1000 Вт. Они работают при любой температуре внешней среды. Кроме того, их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания. К недостаткам ламп относится длительное, в течение 5…7 мин, раз- горание при включении. Ведутся разработки по созданию мощных ламп, дающих спектр, близкий к спектру естественного света. Такими источниками являют- ся дуговая кварцевая лампа ДКсТ, выполненная из кварцевого стекла и наполненная ксеноном под большим давлением, галогенные (ДРИ) и натриевые лампы (ДНаТ). Это лампы с цветопередачей, их мощ- ность составляет 1…2 кВт. Такие лампы можно применять для осве- щения производственных помещений высотой более 10 м. В последнее время широкое применение находят экологичные све- тодиодные источники, которые используются как для освещения, так и для сигнализаций. Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. В случае необхо- димости допускается использование ламп накаливания. Источники све- та выбирают с учетом рекомендаций СНиП. Для искусственного осве- щения нормируемый параметр — освещенность. СНиП устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависи- мости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, ярко- сти фона, системы освещения и типа используемых ламп. Существует несколько методов расчета освещения, наиболее про- стой — метод удельной мощности, но он менее точен, и им пользуются только для ориентировочных расчетов. Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике в зависимости от типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой ос- вещенности. 50 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 271 Удельную мощность вычисляют по формуле W = nP/S, где n — число светильников; P — мощность лампы, Вт; S — освещаемая пло- щадь, м 2 Основной метод расчета — по коэффициенту использования све- тового потока. Этим коэффициентом определяется поток, необходи- мый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхно- сти при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком. Расчет выполняют по следующим формулам: F = ESzk/(nu) — для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНаТ; F = ESzk/(num) — для люминесцентных ламп. В этих формулах F — световой поток одной лампы, лм; E — нор- мированная освещенность, лк; S — площадь помещения, м 2 ; z — по- правочный коэффициент светильника (для стандартных светильни- ков z = 1,1…1,3); k — коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (k = 1,1…1,3), n — число светильни- ков; u — коэффициент использования осветительной установки, за- висящий от типа светильника; m — число ламп в светильнике (для люминесцентных ламп). По окончании монтажа системы освещения обязательно проверя- ют освещенность. Если фактическая освещенность отличается от рас- четной более чем на –10 и +20%, то изменяют схему расположения светильников или мощность ламп. Источники искусственного света помещают в специальную освети- тельную арматуру (осветительный прибор), которая обеспечивает тре- буемое направление светового потока на рабочие поверхности, защи- щает глаза от слепящего действия ламп, предохраняет лампы от за- грязнения и механических повреждений, а также изолирует их от неблагоприятной внешней среды. Осветительный прибор ближнего дей- ствия называется светильником, дальнего действия — прожектором. Аварийное освещение предназначено для освещения производ- ственных помещений при отключении рабочего освещения. Оно долж- но быть достаточным для безопасного выхода людей из помещения и продолжения работы в помещениях и на открытых пространствах в тех случаях, когда отключение рабочего освещения может вызвать пожар, взрыв, отравление газами (парами), длительное расстройство технологического процесса, нарушение работы важнейших объектов — таких, как водоснабжение электростанции, узлы радиопередачи и т. п. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей при аварийном ре- жиме должна составлять не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк на открытых площадках. 51 / 70 272 Безопасность жизнедеятельности ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Инфракрасное излучение (ИК-излучение) представляет собой часть электромагнитного спектра с длинами волн 0,76…420 мкм, характери- зующуюся такой энергией, которая при поглощении в веществе вызы- вает тепловой эффект, поэтому это излучение еще называют тепловым. ИК-излучение — основной компонент микроклимата для метал- лургических, стекольных и других «горячих» производств. Тепловое излучение образуется всяким телом, температура кото- рого выше абсолютного нуля. По закону Стефана–Больцмана мощ- ность излучения E (Вт/м 2 ) можно определить по формуле E = KT 4 , где T — абсолютная температура, К; K — постоянная Стефана–Больцма- на, K = 5,67Ч10 –8 Вт/м 2 К. Степень поглощения теплового потока зависит не только от его мощности, но и от длины волны. В связи с особенностями биологиче- ского действия ИК-диапазон подразделяют на три области. Длинноволновая часть задерживается в основном поверхностны- ми слоями кожи, вызывая жжение; средневолновая и коротковолно- вая части проникают на глубину до 3 см и при высоких энергиях мо- 1234156789 395 6 87 58 5853 68 3 8 5 5 !" #$% !" & ' (! 8) *(!"+8,- 6,*)! ,*)%. ! '"! 5/ 0 5 % 1 0 5 ., 18.%+!28 ,.,28 .,*+ 18!1!28 ,.,28.,*+ 6%! 2 , !! + 1,! &$,'%'! % '"!8.," 6! 3% (! 8 Рис. 7.10 Классификация средств промышленной теплозащиты 123456 2789 7 123245678569 7247 52 54569 7247 8 1 123245678569 1234516 789 46 6 8 6 8 6 3451246 46 6266 453246 7 46 632 566 4215456 78 46 61521366 134 6 68 46 63266 52 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 273 гут вызывать перегревание тканей, ожоги, усиление пигментации кожи. При хронических облучениях изменение пигментации может становиться стойким («эритемоподобный» цвет лица у рабочих-стек- лодувов, сталеваров и др., постоянно подвергающихся интенсивному воздействию ИК-излучения). Переносимость ИК-излучения кожей зависит от мощности этого излучения (табл. 7.13). Уровни излучения, превышающие 3,77 МДж/м 2 ч, считаются зна- чительными и требуют проведения профилактических гигиенических мероприятий. Для измерения ИК-излучения на рабочих местах используют ак- тинометры (инспекторский, ИМО-5), радиометры. Нормирование ИК-излучения осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-98 и СанПиН 2.2.4.548-96. На рисунке 7.10 приведена классификация средств промышлен- ной теплозащиты. УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Естественным источником ультрафиолетовых излучений (УФ-из- лучений) (с длинами волн менее 400 нм) на открытых производствен- ных площадках является солнце. Искусственными источниками в про- изводственных помещениях являются электрические дуги, газораз- рядные лампы и др. Биологическое действие УФ-лучей солнечного света проявляет- ся прежде всего в их положительном влиянии на организм человека. Это жизненно необходимый фактор. Известно, что при длительном недостатке солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается своеобразный симптокомплекс, именуемый «световым голоданием». Такие нарушения встречаются, например, у рабочих шахт и рудников, у работающих на Крайнем Севере и др. УФ-излучение от производственных источников может стать при- чиной острых и хронических профессиональных поражений. Наибо- лее подвержен действию УФ-излучения зрительный анализатор (элек- троофтальмия). Хронические изменения кожных покровов при воз- действии УФ-излучений выражаются в виде дерматитов с покраснением кожи, старении, развитии злокачественных новообразований. Важное гигиеническое значение имеет способность УФ-излучения изменять газовый состав атмосферного воздуха вследствие его иони- зации. При этом в воздухе образуются озон и оксиды азота. Эти газы 53 / 70 274 Безопасность жизнедеятельности обладают высокой токсичностью и могут представлять большую про- фессиональную опасность, особенно при выполнении сварочных ра- бот, сопровождающихся УФ-излучением, в ограниченных, плохо про- ветриваемых помещениях или в замкнутых пространствах. Основными характеристиками УФ-излучений являются: эритем- ный поток F, эр; мощность эритемного излучения; эритемная освещен- ность E, эр/м 2 ; эритемная доза H, эрЧч/м 2 . 1 эр соответствует потоку УФ-излучения мощностью 1 Вт с длиной волны 297 нм. Согласно действующему гигиеническому нормированию УФ-из- лучений (СН 4557-88 «Санитарные нормы ультрафиолетового излу- чения в производственных помещениях») установлено, что максималь- ная облученность не должна превышать 7,5 мэрЧч/м 2 , а максимальная суточная доза — 60 мэрЧч/м 2 для УФ-излучения с длиной волны боль- ше 280 нм. Измеряют интенсивность и спектр УФ-излучений с помощью УФ- дозиметров, спектрометров, УФ-фотометров, эрметров. Основными мерами защиты от УФ-излучений являются: экрани- рование источников излучения и рабочих мест; применение СИЗ — спецодежды, защитных очков и щитков, снабженных светофильтра- ми, а также покровных кремов, которые служат светофильтрами. Для определенного контингента работающих предусмотрено про- филактическое облучение людей в соответствии с методическими ука- заниями (МУ 5046-89). КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Укажите достоинства нормального освещения для людей и отрицатель- ные стороны недостаточной и повышенной освещенности? 2. Каким требованиям должно удовлетворять рациональное освещение? 3. Какие светотехнические характеристики используют при количествен- ной оценке условий освещения? Укажите их единицы измерения. 4. Что характеризует фон и на какие классы он условно делится? 5. Как определяют контраст объекта различения с фоном? 6. Каковы достоинства естественного освещения и есть ли у него недо- статки? 7. Что представляет собой коэффициент естественной освещенности (КЕО) и как он нормируется? 8. Какие источники искусственного освещения существуют? Укажите их достоинства и недостатки? 9. Какие преимущества имеют по сравнению с другими источниками света люминесцентные лампы и в чем их недостатки? 10. На чем основан расчет освещения по методу удельной мощности? 11. Какой расчетный метод освещения является основным и как он произ- водится для лампы накаливания и люминесцентных ламп? 54 / 70 |