Мониторинг и экспертиза. Безопасность технологических процессов и производств и бакалавров направления 280700 Техносферная безопасность Белгород 2013 3
 Скачать 4.49 Mb.
|
|
7.9. Влияние освещения на условия деятельности человека Освещение исключительно важно для здоровья человека. С помощью зрения человек получает подавляющую часть информации около 90 %), поступающей из окружающего мира. Свет — это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Очень часто мы считаем это само собой разумеющимся. Однако мы не должны забывать, что такие элементы человеческого самочувствия, как душевное состояние или степень усталости, зависят от освещения и цвета окружающих нас предметов. Сточки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Очень много несчастных случаев происходит, помимо всего прочего, из-за неудовлетворительного освещения или из-за ошибок, сделанных рабочим по причине трудности распознавания того или иного предмета или осознания степени риска, связанного с обслуживанием станков, транспортных средств, контейнеров и т. д. Свет создает нормальные условия для трудовой деятельности. Нарушения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются обычным явлением на рабочем месте. Благодаря способности зрения приспосабливаться к недостаточному освещению, к этим моментам иногда не относятся с должной серьезностью. Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт, выражающийся в ощущении неудобства или напряженности. Длительное пребывание в условиях зрительного дискомфорта приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, зрительному и общему утомлению. Кроме создания зрительного комфорта, свет оказывает на человека психологическое, физиологическое и эстетическое воздействие. Свет – один из важнейших элементов организации пространства и главный посредник между человеком и окружающим его миром. Неудовлетворительная освещенность в рабочей зоне может являться причиной снижения производительности и 168 качества труда, получения травм. Свойства света как фактора эмоционального воздействия широко используются путем правильной и рациональной организации освещения. Необходимая освещенность может быть достигнута за счет регулирования светового потока источника освещения, включения и выключения части ламп в осветительных приборах, изменения спектрального состава света, применения осветительных приборов подвижной конструкции, позволяющей изменять направление светового потока. Существуют два источника света – Солнце и искусственные источники, созданные человеком. Основные искусственные источники света, применяемые ныне, – электрические источники, прежде всего лампы накаливания и газоразрядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различную длину волны. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм. Освещение и световая среда характеризуются следующими параметрами. Световой поток (Ф) – часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток – это не только физическая, но и физиологическая величина, так как характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм). Сила света (I) – так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле (измеряется в стерадианах, к величине этого телесного угла Ф. Сила света измеряется в канделах (кд). Солнце и искусственные источники света – это первичные источники светового потока, те. источники, в которых генерируется электромагнитная энергия. Однако существуют вторичные источники поверхности объектов, от которых свет отражается. Коэффициентом отражения (r) называется доля светового потока (Ф пад ), падающего на поверхность, которая отражается от нее 169 пад отр Ф Ф r . Величина же светового потока (Ф отр ), отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле (W), отнесенная к величине этого угла и площади (S) отражающей поверхности, называется яркостью) объекта. По сути, это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности отр Ф L W S ; Измеряется яркость в кд/м 2 . Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон, на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо различается, величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым. Для лучшей видимости объекта необходимо, чтобы яркости объекта и фона различались. Разница между яркостями объекта (L 0 ) и фона (ф, отнесенная к яркости фона, называется контрастом ф ф 0 L L L K . Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе) контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объект слабо заметен на фоне (например, линия бледно- желтого цвета на белом листе. При К < 0,2 контраст считается малым, при К = 0,2–0,5 контраст средний, а при К > 0,5 – большим. Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток. Для характеристики интенсивности падающего на поверхность от источника света светового потока введена специальная величина, получившая название освещенности. Освещенность – это отношение падающего на поверхность светового потока (Ф пад ) к величине площади этой поверхности (S): 170 пад Ф E S Измеряется освещенность в люксах (лк), 1 лк = 1 лм/м 2 Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше видно объекта следовательно, меньше нагрузка на зрение. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана не со слишком большой освещенностью, ас очень большими коэффициентами отражения (например, зеркальным отражением. При большой яркости имеет место очень интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) – возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью. Одной из характеристик зрительной работы является фон поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициентом отражения r. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах – 0,02–0,95. Фон считается светлым при r > 0,4, средним при значениях r в диапазоне 0,2–0,4 и темным при r < 0,2. Важной характеристикой, от которой зависит требуемая освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения. Размер объекта различения это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета, его отдельной части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написании или чтении, чтобы видеть текст, необходимо различать толщину линии буквы – толщина линии и будет размером объекта различения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм – разряд работы наивысшей точности (I разряд при размере 0,15–0,3 мм – разряд очень высокой точности (II разряд от 0,3 до 0,5 мм – разряд высокой точности (III разрядит. д. При размере более 5 мм – грубая работа. Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места, и наоборот. Для того чтобы обеспечить условия, необходимые для зрительного комфорта, в системе освещения должны быть реализованы следующие предварительные требования – однородное освещение – оптимальная яркость – отсутствие бликов – соответствующая контрастность – правильная цветовая гамма – отсутствие стробоскопического эффекта или мерцания света. Важно рассматривать свет на рабочем месте, руководствуясь не только количественными, но и качественными критериями. Первым шагом здесь будет изучение рабочего места точность, с которой должны выполняться работы объем работы степень перемещений рабочего при работе и т. д. Свет должен включать компоненты как рассеянного, таки прямого излучения. Результатом этой комбинации станет тенеобразование большей или меньшей интенсивности, которое должно позволить рабочему правильно воспринимать форму и положение предметов на рабочем месте. Раздражающие отражения, которые затрудняют восприятие деталей, следует устранять, также, как и чрезмерно яркий светили глубокие тени. Каждый вид деятельности требует определенного уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно, чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Кроме требований хорошей освещенности, рабочее место должно иметь равномерную освещенность. Во всяком случае, не должно быть значительной разницы в освещенности различных участков рабочего места для того, чтобы не требовалось частой переадаптации зрения. Например, поверхности книги и тетради, с которыми в данный момент осуществляется работа, должны иметь одинаковую освещенность. Подсветка с помощью небольшого светильника только поверхности тетради приведет к различию в освещенности тетради и книги. Частое обращение к последней потребует постоянной адаптации зрения, что в конечном счете приведет к быстрому зрительному утомлению, снижению работоспособности, общему утомлению, психическому напряжению. Письменный стол должен располагаться в хорошо освещенном месте, желательно у окна. Человек за письменным столом должен сидеть лицом или левым боком кокну (для левшей – правым боком) для того, чтобы избежать образования тени от тела или руки человека. Светильник искусственного освещения должен размещаться относительно тела человека аналогичным образом, его надо устанавливать над рабочим местом вне запретного угла, равного 45° (рис. 7.3). 172 Рис. 7.3. Схема установки светильников Кроме того, конструкция светильника должна исключать ослепление человека лучами, отраженными от рабочей поверхности.Для этого необходимо, чтобы арматура светильника предусматривала направление прямых лучей, исходящих от источника, под иными углами, исключающими попадание отраженного луча в глаз человека. При переходе из хорошо освещенного участка или помещения на плохо освещенный участок требуется некоторый промежуток времени для адаптации глаза к низкой освещенности. В этот период человек плохо видит. Это может привести к тому, что человек споткнется, упадет, наткнется на какой-либо предмети получит травму. Особенно большая опасность возникает при очень сильной разнице в освещенности более чем враз, что требует значительного времени для глубокой переадаптации глаза, в течение которого человек плохо видит или не видит вообще. Поэтому, если освещенность в помещении и коридоре, в который осуществляется выход из помещения, сильно различается, необходимо улучшить освещение в коридоре. Для снижения вероятности получения травмы указанные выше обстоятельства особенно важно учитывать на лестничных клетках ив других травмоопасных местах. Цвет оказывает и психофизиологическое воздействие на человека. Известно, что поверхности голубых тонов, а также очень темные поверхности воспринимаются человеком как отступающие, те. представляются расположенными дальше, чем в действительности. Это иногда ведет к кажущемуся увеличению размеров помещения. Красные тона, наоборот, представляются выступающими. Некоторые цвета, например светло-фиолетовые, оказывают на человека раздражающее действие и способствуют очень быстрому утомлению. Другие же, в частности зеленый, дают противоположный результат. Субъективное восприятие человеком таких внешних факторов внешней среды, как температура, шуми другие, даже запахи, в определенной степени зависит от цветности поверхностей, находящихся в поле зрения. Психофизиологическое воздействие на человека цветности источников излучения и цвета поверхностей помещения обязательно нужно учитывать при цвето-световом оформлении интерьера. Например, для комнат отдыха, спален лучше применять лампы накаливания и цветовое оформление выполнять в мягких, успокаивающих, например желто-зеленых, тонах. Наоборот, в помещениях, в которых должна осуществляться работа, лучше применять люминесцентные лампы, а цветовое оформление выполнять в светлых, бодрящих тонах, стимулирующих активную деятельность. Следует обратить внимание на то, что психофизиологическое воздействие цвета на человека учитывается как весьма важный фактор, определяющий вопросы безопасности (например, окраска автомобилей, знаков безопасности, опасных участков, трубопроводов, баллонов и т. д. Следует отметить, что цвет имеет также и субъективно- индивидуальную сторону воздействия на эмоциональную сферу человека. Существует множество методов расчета освещения. Основным методом расчета общего равномерного исскуственного освещения при горизонтальной рабочей поверхности является метод светового потока коэффициента использования. Необходимый световой поток Ф л , лм, от одной лампы накаливания или группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле , η γ c н л N k z S E Ф где н нормированная минимально допустимая освещенность, лк, которая определяется нормативом S – площадь освещаемого помещениям коэффициент неравномерности освещения, который зависит от типа ламп (для ламп накаливания и дуговых ртутных ламп – 1,15, для люминесцентных ламп – 1,1); k – коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и снижение светоотдачи в процессе эксплуатации, зависящий от вида технологического процесса, выполняемого в помещении, и рекомендуемый в нормативах СНиП 23–05–95 (обычно k = 1,3–1,8); N c – число светильников в помещении коэффициент затенения, который вводится в расчет только при наличии крупногабаритного оборудования, затеняющего рабочее пространство η– коэффициент использования светового потока ламп, учитывающий долю общего светового потока, приходящуюся на расчетную плоскость, и зависящий от типа светильника, коэффициента отражения потолка р п и стен р с , высоты подвеса светильников, размеров помещения, определяемых индексом i помещения. Индекс помещения определяется по формуле c , A где Аи В – длина и ширина помещениям с – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью. Коэффициент использования светового потока ламп определяют по таблицам, приводимым в СНиП 23–05–95 в зависимости от типа светильника, р п , р с и индекса i. По полученному в результате расчета световому потоку в соответствии с ГОСТ 2239–79* и ГОСТ 6825–91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют ее необходимую мощность. Умножив электрическую мощность лампы на количество светильников N c , можно определить электрическую мощность всего освещения помещения. При выборе типа лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы Ф л дои. Если такую лампу не удалось подобрать, выбирают другую схему расположения светильников, их тип и повторяют расчет. Расчет освещения от светильников с люминесцентными лампами целесообразно выполнять, предварительно задавшись типом, электрической мощностью и величиной светового потока ламп. С использованием этих данных необходимое число светильников определяют по формуле , η γ Ф л н где N p – число принятых рядов светильников. Для проверочного расчета общего локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных поверхностей и для проверки расчета равномерного общего освещения горизонтальных поверхностей, когда отраженным световым потоком можно пренебречь, применяют точечный метод. В основу точечного метода положена формула (расчетная схема изображена на рис. 7.4) 175 н γ , I E k где α I – сила света в направлении от источника света к расчетной точке А рабочей поверхности, кд (определяется по светотехническим характеристикам источника света и светильника Н – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м γ – угол между нормалью к рабочей поверхности и направлением светового потока от источника. Рис. 7.4. Схема расчета точечным методом При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Должно выполняться условие E E н Целью расчета естественного освещения является аналитическое определение значения коэффициента естественного освещения (КЕО). Это необходимо для правильной расстановки оборудования, определения положения рабочих мест. Расчет производят также для определения достаточности размеров оконных проемов для обеспечения минимально допустимого значения КЕО. Для расчета естественной освещенности могут применяться аналитические методы, нона практике определение значения КЕО в расчетной точке помещения осуществляют с использованием графиков и номограмм. При использовании графических зависимостей расчет КЕО при боковом освещении осуществляют в следующей последовательности) определяют непосредственным измерением или по строительным чертежам площадь См световых проемов, площадь П, м, освещаемой части пола помещения и находят их отношение С П S S ; 176 2) определяют глубину п, м, помещения от световых проемов до расчетной точки, высоту 0 h , м, верхней грани световых проемов окон) над уровнем рабочей поверхности и находят их отношение пс использованием специального графика по значениям отношения С П S S и 0 п h h находят значение КЕО. Для определения значения КЕО может также применяться графический метод А. М. Данилюка, пригодный при легкой сплошной освещенности, те. при диффузном распространении светового потока. Метод сводится к тому, что полусферу небосвода разбивают на 10 000 участков равной световой активности и подсчитывают, какое число этих участков видно из расчетной точки помещения через световой проем, те. графически определяют, какая часть светового потока от всей небесной полусферы непосредственно попадает в расчетную точку. Рис. 7.5. Схема для расчета естественного освещения по методу А. М. Данилюка Число видимых через световой проем участков небосклона находят при помощи двух графиков (рис. 7.5), представляющих собой пучок проекций лучей, соединяющих центр полусферы небосвода с участками равной световой активности по высоте (графики по ширине (график II) светового проема. Для расчета по методу А. М. Данилюка на листе бумаги выполняют разрезы помещения – поперечный разрез ив плане – в масштабе, соответствующем масштабу графиков. Затем накладывают график I на поперечный разрез так, чтобы основание графика совпадало со следом расчетной плоскости рабочей поверхности, а полюс графика с расчетной точкой Ми определяют число лучей, проходящих через контур светового проема. График II накладывают на план помещения так, чтобы его основание было параллельно плоскости расположения светового проема и было расположено от нее на расстоянии, равном расстоянию от расчетной точки до середины светового проема по высоте на поперечном разрезе. При этом полюс графика должен находиться на пересечении его основания с горизонтальной линией, проведенной на плане помещения через расчетную точку. Подсчитывают число п 2 лу- чей, проходящих через контур светового проема по ширине. Значение КЕО в расчетной точке, помещения определяют как 1 2 КЕО 0,01 n n |