Охрана труда
 Скачать 5.35 Mb.
|
|
совмещенным. Для выполнения работы наивысшей, очень высокой и высокой точности в основном применяют совмещенное освещение, т. к. обычно естественной освещенности недостаточно. Кроме того, искусственное освещение подразделяется на несколько видов: рабочее, аварийное, эвакуационное, дежурное, охранное. Рабочее освещение предназначено для выполнения производственного процесса. Аварийное освещение — для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Для аварийного освещения используются лампы накаливания, для которых применяется автономное питание электроэнергией. Светильники функционируют все время или автоматически включаются при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение — для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Для эвакуации людей уровень освещения основных проходов и запасных выходов должен составлять не менее 0,5 лк на уровне пола и 0,2 лк на открытых территориях. Кроме минимально-допустимой величины КЕО и доли общего освещения в комбинированном освещении в соответствии с нормами устанавливается величина минималъно-допустимой освещенности min Е (это основной нормируемый параметр). Величина min Е зависит от разряда работы. Разряды работы делят на четыре подразряда в зависимости от светлоты фона и контраста между деталями (объектами различения) и фоном. Например, для І-го разряда работы (наивысшей точности) устанавливаются следующие значения минимальной освещенности (табл. 4.2). Таблица 4.2 - Нормы освещенности при искусственном освещении по СНиП 23—05—95 (извлечение) Ха ра ктери сти ка з ри тел ьн ой ра бот ы На им ен ьши й э кви ва ле нтн ый ра зм ер объ ек та, м м Р аз ряд з ри тель но й ра бо ты Подра зряд з ри тель ной ра бот ы К он трас т об ъект а с фон ом Ха ра ктери сти ка фон а Освещение, min Е , ЛК При системе комбинированного освещения При с ис тем е обще го ос ве ще ни я Всего В том числе от общего На ивы сше й точн ос ти Ме не е 0,15 I а Малый Темный 5000 500 - б Малый Средний Средний Темный 4000 3500 400 400 1250 1000 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 2500 2000 300 200 750 600 г Средний Большой Большой Светлый Светлый Средний 1500 1250 200 200 400 300 Как видно из таблицы, min Е отличаются для различных систем освещения. При комбинированном искусственном освещении, как более экономичном, нормы выше, чем при общем. Действительно, с помощью светильника местного освещения, расположенного вблизи рабочего места, необходимую освещенность можно обеспечить при меньших затратах электрической энергии. Нормативные требования к освещению жилых и общественных зданий определены в Санитарно—эпидимиологических правилах и нормативах СанПиН 2.2.1/1278—03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», которые введены с 15.06.2003 г. Некоторые данные из указанных норм (извлечения из СанПиН 2.2.1/1278—03) для учреждений общего образования, начального, среднего и высшего специального образования, а также для жилых помещений, приведены ниже в табл. 4.3. Меловые доски следует применять только зеленого или светло-зеленого цвета. Таблица 4.3. Нормы освещенности по СанПиН 2.2.1/1278—03 (извлечение — для образовательных учреждений) Помещение Боковое естественное освещение, КЕО, % Искусственное освещение, min Е , ЛК Комбинированное освещение Общее освещение Всего От общего Классные комнаты, кабинеты, аудитории общеобразовательных школ, школ- интернатов, средних специальных и профессионально- технических учреждений, лаборатории, учебные кабинеты физики, химии, биологии и прочие Рабочие столы Середина доски 1,5 - - - - - 300 (оптимально 500) 500 Аудитории, учебные кабинеты, лаборатории в техникумах и высшех учеб ных заведениях 1,2 - - 400 Кабинеты информатики и вычислительной техники 1,2 500 300 400 Учебные кабинеты технического черчения и рисования (рабочие чертежные доски, рабочие столы) 1,5 - - 500 Мастерские по обработке металлов „... : _ и древесины 1,2 1000 200 300 (оптимально 500) Спортивные залы 0,7 - - 200 Кабинеты и комнаты преподавателей 1,0 - - 300 Прочерк означает отсутствие предъявляемых требований 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. Рекомендуемые уровни освещенности, обеспечивающие комфортные зрительные условия при выполнении различных работ и полученные в большей степени на основе практического опыта, нежели на научных знаниях, представлены на рис. 4.9. Рисунок 4.9 Рекомендуемые уровни освещенности Рисунок 4.10 Зависимость остроты зрения от возраста Представленные в табл. 4.2 и на рис. 4.9 уровни освещенности установлены для нормального зрения. С возрастом острота зрения человека снижается (рис. 4.10) и это требует повышения уровня освещения. 2.4 Искусственные источники света Для искусственного освещения применяют электрические лампы двух типов — лампы накаливания (ЛH) и газоразрядные лампы (ГЛ). Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение (свет) в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах видимое излучение возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, если изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения, испускаемого электрическим разрядом, светится, преобразуя тем самым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет. Лампы накаливания наиболее широко распространены в быту из-за своей простоты, надежности и удобства эксплуатации. Находят они применение и на производстве, организациях и учреждениях, но в значительно меньшей степени. Это связано с их существенными недостатками: низкой светоотдачей — от 7 до 20 лм/Вт (светоотдача лампы — это отношение светового потока лампы к ее электрической мощности); небольшим сроком службы — до 2500 часов; преобладанием в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает спектральный состав искусственного света от солнечного. В маркировке ламп накаливания буква В обозначает вакуумные лампы, Г — газонаполненные, К — лампы с криптоновым наполнением, Б — биспиральные лампы. Газоразрядные лампы получили наибольшее распространение на производстве, в организациях и учреждениях прежде всего из-за значительно большей светоотдачи (40...110 лм/Вт) и срока службы (8000... 12 000 часов). Из-за этого газоразрядные лампы в основном применяются для освещения улиц, иллюминации, световой рекламы. Подбирая сочетание инертных газов, паров металлов, заполняющих колбы ламп, и люминоформа, можно получить свет практически любого спектрального диапазона — красный, зеленый, желтый и т. д. Для освещения в помещениях наибольшее распространение получили люминесцентные лампы дневного света, колба которых заполнена парами ртути. Свет, излучаемый такими лампами, близок по своему спектру к солнечному свету. К газоразрядным относятся различные типы люминесцентных ламп низкого давления с разным распределением светового потока по спектру: лампы белого света (ЛБ); лампы холодно-белого света (ЛХБ); лампы с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ); лампы тепло-белого света (ЛТБ); лампы, близкие по спектру к солнечному свету (ЛЕ); лампы холодно-белого света улучшенной цветопередачи (ЛХБЦ). К газоразрядным лампам высокого давления относятся: дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ); ксеноновые (ДКсТ), основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; натриевые высокого давления (ДНаТ); металлогалогенные (ДРИ) с добавкой йодидов металлов. Лампы ЛЕ, ЛДЦ применяются в случаях, когда предъявляются высокие требования к определению цвета, в остальных случаях — лампы Л Б, как наиболее экономичные. Лампы ДРЛ рекомендуются для производственных помещений, если работа не связана с различением цветов (в высоких цехах машиностроительных предприятий и т. п.), и наружного освещения. Лампы ДРИ имеют высокую световую отдачу и улучшенную цветность, применяются для освещения помещений большой высоты и площади. Источники света обладают различной яркостью. Максимальная переносимая человеком яркость при прямом наблюдении составляет 7500 кд/м 2 На рис. 4.11 представлены некоторые из приблизительных значений яркости для нескольких источников света различного вида. Рисунок 4.11 Значения яркости различных источников света Однако газоразрядные лампы наряду с преимуществами перед лампами накаливания обладают и существенными недостатками, которые пока ограничивают их распространение в быту. Это пульсация светового потока, которая искажает зрительное восприятие и отрицательно воздействует на зрение. При освещении газоразрядными лампами может возникнуть стробоскопический эффект, заключающийся в неправильном восприятии скорости движения предметов. Опасность стробоскопического эффекта при использовании газоразрядных ламп состоит в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма. Пульсации освещенности вредны и при работе с неподвижными поверхностями, вызывая быстрое утомление зрения и головную боль. Ограничение пульсаций до безвредных значений достигается равномерным чередованием питания ламп от различных фаз трехфазной сети, специальными схемами подключения. Однако это усложняет систему освещения. Поэтому люминесцентные лампы не нашли пока широкого применения в быту. К недостаткам газоразрядных ламп относится: длительность их разгорания, зависимость их работоспособности от температуры окружающей среды, создание радиопомех. Другой причиной, по-видимому, является следующее обстоятельство. Психологическое и отчасти физиологическое воздействие на человека цветности излучения источников света несомненно в значительной степени связано с теми световыми условиями, к которым человечество приспособилось за время своего существования. Далекое и холодное голубое небо, создающее в течение большей части светового дня высокие освещенности, вечером — близкий и горячий желто-красный костер, а затем пришедшие ему на смену, но аналогичные по цветности «лампы сгорания», создающие, однако, низкие освещенности, — таковы световые режимы, приспособлением к которым, вероятно, объясняются следующие факты. У человека наблюдается более работоспособное состояние днем при свете преимущественно холодных оттенков, а вечером при теплом красноватом свете лучше отдыхать. Лампы накаливания дают теплый краснова- то-желтый цвет и способствуют успокоению и отдыху, люминесцентные лампы, наоборот, создают холодный белый цвет, который возбуждает и настраивает на работу. От применяемого типа источников света зависит правильность цветопередачи. Например, темно-синяя ткань при свете ламп накаливания кажется черной, желтый цветок — грязно-белым. Т. е. лампы накаливания искажают правильную цветопередачу. Однако есть предметы, которые люди привыкли видеть преимущественно вечером при искусственном освещении, например, золотые украшения «естественнее» выглядят при свете ламп накаливания, чем при свете люминесцентных ламп. Если при выполнении работы важна правильность цветопередачи — например, на уроках рисования, в полиграфической промышленности, картинных галереях и т. д. — лучше применять естественное освещение, а при его недостаточности — искусственное освещение люминесцентных ламп. Таким образом, правильный выбор цвета для рабочего места значительно способствует повышению производительности труда, безопасности и общему самочувствию работников. Отделка поверхностей и оборудования, находящегося в рабочей зоне, точно также способствует созданию приятных зрительных ощущений и приятной рабочей обстановки. Обычный свет состоит из электромагнитных излучений с различными длинами волн, каждое из которых соответствует определенному диапазону видимого спектра. Смешивая красный, желтый и голубой свет, мы можем получить большинство видимых цветов, включая белый. Наше восприятие цвета предмета зависит от цвета света, которым он освещен и от того, каким образом сам предмет отражает цвет. Источники света подразделяются на следующие три категории в зависимости от цвета света, который они излучают: «теплого» цвета (белый красноватый свет) — рекомендуются для освещения жилых помещений; промежуточного цвета (белый свет) — рекомендуются для освещения рабочих мест; «холодного» цвета (белый голубоватый свет) — рекомендуются при выполнении работ, требующих высокого уровня освещенности или для жаркого климата. Цвета также могут классифицироваться как холодный или теплый в зависимости от их тона (рис. 4.12). Рисунок 4.12 Классификация цвета Таким образом, важной характеристикой источников света является цвет светового излучения. Для характеристики цвета излучения введено понятие цветовой температуры. Цветовая температура цв Т — это такая температура черного тела, при которой его излучение имеет такую же цветность, как и рассматриваемое излучение. Действительно при нагреве черного тела его цвет изменяется от теплых оранжево-красных до холодных белых тонов. Цветовая температура измеряется в градусах Кельвина (К). Связь между градусами по шкале Цельсия и по шкале Кельвина следующая: К = °С + 273. Например, 0°С соответствует 273 К. Цвета электрических ламп можно разделить на три группы, в зависимости от их цветовой температуры: белый дневного цвета — около 6000 К; нейтральный белый — около 4000 К; теплый белый — около 3000 К. На рис. 4.13 представлена номограмма условий зрительного восприятия в зависимости от уровня освещенности и цветовой температуры источников света. Рисунок 4.13 Номограмма условий зрительного восприятия в зависимости от уровня освещенности и цветовой температуры источников света Историческая справка. Опыты по получению света путем накаливания проводников током начались после открытия в 1800 г. теплового действия электрического тока. Долгое время многочисленные опыты не давали результата. Лишь в 1873 г. русский изобретатель А. Н. Лодыгин предложил источник света, схожий с современной лампой накаливания. Он поместил угольный стержень в стеклянный баллон, из которого кислород удалялся за счет сгорания части угля при прохождении через него тока, благодаря чему оставшаяся часть угольного стержня работала довольно долго, излучая свет. В 1879 г. американский изобретатель Т. Эдисон на основе идеи Лодыгина создал серийную лампу, применив для тела накала угольную нить. В 1890 г. Лодыгин демонстрировал лампу с телом накала в виде нити из тугоплавкого металла — молибдена, который в последствии заменен вольфрамом. Первая лампа накаливания с вольфрамовой нитью появилась в 1903 г., ее серийное производство началось в 1906 г. Крупным событием, открывшим новую страницу в развитии ламп накаливания, явилось создание в 1959 г. га- логенных ламп накаливания (ГЛН), которые в наше время получают все большее распространение. ГЛН по сравнению с вольфрамовыми лампами накаливания имеют существенно большую светоотдачу и ресурс работы, приближаясь по своим характеристикам к газоразрядным лампам. В колбы ГЛН вводят галогенные добавки (летучие химические соединения галогенов), которые обеспечивают повышенный срок службы вольфрамовой нити и позволяют повысить температуру ее накала, а значит, и световой поток. Первые отечественные образцы одного из видов газоразрядных ламп — люминесцентных ламп, были созданы в 1936—1940 гг. группой московских ученых и инженеров под руководством известного физика академика С. И. Вавилова. 2.5 Светильники Для более эффективного использования светового потока и ограничения ослепленности электрические лампы устанавливают в осветительной арматуре. Ослепление происходит, когда в поле зрения находится яркий источник света; результатом его является уменьшение способности различать предметы. Рабочие, которые постоянно подвергаются ослеплению, могут страдать от глазного напряжения, а также и от функциональных расстройств, хотя часто они этого не осознают. Ослепление может быть прямым, когда оно вызвано нахождением ярких источников света в поле зрения, или отраженным, когда свет отражается от поверхностей с высоким коэффициентом отражения. Избежать ослепления достаточно просто, и сделать это можно несколькими способами. Одним из способов, например, является установка сеток под источниками освещения; можно также использовать охватывающие диффузоры или параболические рефлекторы, которые могут направлять свет туда, куда нужно, или установить источники света так, чтобы они были вне угла зрения. Если в светильнике используется лампа без осветительной арматуры, то вряд ли распределение света будет приемлемым, и система почти наверняка будет неэкономичной. В таких случаях эта лампа будет источником ослепления для людей, находящихся в комнате, а эффективность установки будет значительно снижена из-за бликов. Арматура с лампой называется светильником. Для регулирования светового потока в осветительной арматуре используются следующие методы. 1 Ограничение светового потока. Если лампа установлена в непрозрачном корпусе только с одним отверстием для выхода света, то распределение света будет очень ограничено, как показано на рис. 4.14. Рисунок 4.14 Ограничение светового потока 2 Отражение светового потока. Метод использует отражающие поверхности, которые могут быть самыми разнообразными, от глубоко матовых до сильно отражающих или зеркальных. Метод более эффективен, чем ограничение светового потока, т. к. световое излучение концентрируется и направляется в зону, где необходимо освещение (рис. 4.15). Рисунок 4.15 Отражение светового потока 3 Рассеяние светового потока. Лампа устанавливается в прозрачном материале, рассеивающим и создающим диффузный (рассеянный) световой поток. Диффузоры поглощают некоторое количество излучаемой световой энергии, что снижает общий коэффициент полезного действия светильника, однако при этом исключается ослепляющее действие источника света. На рис. 4.16 показан метод рассеяния светового потока. Рисунок 4.16 Рассеяние светового потока 4 Рефракция светового потока. Метод использует эффект призмы, где обычно стеклянный или пластмассовый материал призмы «искривляет» лучи света и таким образом перенаправляет световой поток (рис. 4.17). Метод очень эффективен для общего освещения, его преимущество состоит в устранении бликов на отражающих поверхностях за счет создания диффузного освещения. Рисунок 4.17 Рефракция светового потока В светильниках может использоваться сочетание описанных методов регулирования светового потока. На рис. 4.18 представлены некоторые типы светильников с лампами накаливания и люминесцентными лампами, используемыми в производственных и общественных помещениях. В бытовых целях применяются светильники более разнообразных конструкций и форм, выполняющих не только осветительную, но и декоративную функцию. По распределению света светильники подразделяются на светильники прямого, рассеянного или отраженного света. Светильники прямого света направляют более 80 % светового потока в нижнюю полусферу за счет внутренней отражающей эмалевой или полированной поверхности («Глубокоизлучатель», «Универсаль», «Альфа» и др.) Светильники рассеянного света излучают световой поток в обе полусферы («Молочный шар», «Люцетта»), Светильники отраженного света более 80 % светового потока направляют вверх на потолок, а отражаемый от него свет вниз в рабочую зону. Рисунок 4.18 Типы светильников: а — лампы накаливания; б — люминесцентные лампы Несмотря на их гигиенические преимущества (равномерность, отсутствие блескости и др.), в производственных условиях они применяются редко, т. к. для них требуется высокий коэффициент отражения потолка, что не всегда имеет место в условиях производства. Для защиты глаз от ослепления светящейся поверхностью служит защитный угол светильника — угол, образованный горизонталью от поверхности лампы (края светящейся нити) и линией, проходящей через край арматуры светильника (рис. 4.19). Защитный угол светильников 30...45°. Рисунок 4.19 Защитный угол светильника: 1 — источник света; 2 — светильник 2.6 Организация рабочего места для создания комфортных зрительных условий 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 располагаться лицом или левым боком к окну (для левшей — правым боком) для того, чтобы избежать образования тени от тела или руки человека. Светильник искусственного освещения должен располагаться относительно тела человека аналогичным образом. Светильники должны располагаться над рабочим местом вне запретного угла, равного 45° (рис. 4.20). Рисунок 4.20 Схема установки светильников Кроме того, конструкция светильника должна исключать ослепление человека лучами, отраженными от рабочей поверхности (рис. 4.21, а). Для этого арматура светильника должна предусматривать направление прямых лучей, исходящих от источника, под иными углами, исключающими попадание отраженного луча в глаз человека (рис. 4.21, б). Рисунок 4.21 Правильный выбор конструкции светильника: а — ослепление отраженными лучами; б — исключение ослепления отраженными лучами Почему сильное различие в освещенности отдельных участков помещения или различных помещений может привести к травме ? 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 предмет и т. д. и получит травму. Особенно большая опасность возникает при очень сильной разнице в освещенности — более чем 20...30 раз, что требует значительного времени для глубокой переадаптации глаза, в течение которого человек очень 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 и других травмоопасных местах. Обратите внимание на следующее: • при большем контрасте требуется меньшая освещенность; поэтому на рабочем месте желательно обеспечить большой контраст между объектом и фоном, на котором расположен объект; с темными предметами лучше работать на светлом фоне, а со светлыми — на темном фоне. Это позволит при меньшем значении освещенности успешно выполнять работу и снизить зрительное утомление; если изменить контраст объекта с фоном путем, например, изменения коэффициента отражения фона нельзя, необходимо увеличивать освещенность на рабочем месте; правильная организация освещения и условий для выполнения зрительных работ — залог сохранения хорошего зрения на долгие годы. Психофизиологическое воздействие цвета на человека. Известно, что поверхности голубых тонов, а также очень темные поверхности воспринимаются человеком как «отступающие», т. е. 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, шум и 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 ЛН 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. 2.7 Расчет освещения Искусственное освещение. Основным методом расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности является метод светового потока (коэффициента использования). Необходимый световой поток л Ф (лм) от одной лампы накаливания или группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле , η γ c N k z S н Е л Ф (4.1) где н Е — нормированная минимально-допустимая освещенность (лк), которая определяется нормативом (см. табл. 4.2); S — площадь освещаемого помещения (м 2 ); z — 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); с N — число светильников в помещении; γ — 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 п ρ и стен с ρ , высоты подвеса светильников, размеров помещения, определяемых индексом i помещения. Индекс помещения определяется по формуле , ) В А ( с Н АВ i где А и В — длина и ширина помещения, м; Н с — высота подвеса светильников над рабочей поверхностью. Коэффициент использования светового потока ламп η определяют по таблицам, приводимым в СНиП 23—05—95 в зависимости от типа светильника, п ρ , с ρ и индекса і. Некоторые значения η представлены в табл. 1 Приложения 4. По полученному в результате расчета по формуле (4.1) световому потоку по ГОСТ 2239—79* и ГОСТ 6825—91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют ее необходимую мощность. Световые и электрические параметры некоторых наиболее широко используемых ламп приведены в табл. 2, 3 Прило- жения 4. Умножив электрическую мощность лампы на количество светильников с N , можно определить электрическую мощность всего освещения помещения. При выборе типа лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы л Ф до —10 % и +20 %. 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 , γ η л Ф p N k z S н Е с N где р N — 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. 4.22): , 2 H k γ 3 Cos α I н Е 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); H — высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; γ — угол между нормалью к рабочей поверхности и направлением светового потока от источника. При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Должно выполняться условие Е н Е Рисунок 4.22 Схема расчета точечным методом Естественное освещение. Целью расчета естественного освещения является аналитическое определение значения 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, но на 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: 1) определяют непосредственным измерением или по строительным чертежам площадь с S (м 2 ) световых проемов, площадь п S (м 2 ) освещаемой части пола помещения и находят их отношение п S / с S 2) определяют глубину п h (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 0 h / п h 3) с использованием графика, изображенного на рис. 4.23, по значениям отношения п S / с S и 0 h / п h находят значение КЕО. Для определения размеров оконных проемов, обеспечивающих требуемое по условиям трудовой деятельности значение КЕО, можно использовать график, изображенный на рис. 4.24. По графику на пересечении вычисленного значения 0 h / п h (точка А) и необходимой величины КЕО (точка Б) определяют требуемое значение п S / с S (точка В), выраженное в процентах. Далее вычисляют требуемую площадь световых проемов с S . Рисунок 4.23 Определение КЕО по значению площади светового проема и освещаемой площади пола Рисунок 4.24 Определение КЕО по глубине помещения и высоте световых проемов Графики, приведенные на рис. 4.23, 4.24, построены для окон с двумя слоями листового оконного стекла в спаренных металлических открывающихся переплетах. Если проектом предусмотрены другие типы заполнителей световых проемов, то найденное по графику рис. 4.23 значение КЕО необходимо умножить на поправочный коэффициент п k значения которого для наиболее распространенных заполнителей световых проемов представлены в табл. 4.4. Таблица 4.4. Значения поправочного коэффициента п k Тип остекления п k Однослойное остекление в стальных одинарных глухих переплетах 1,26 То же в открывающихся переплетах 1,05 Один слой оконного стекла в деревянных открывающихся переплетах 1,05 Два слоя оконного стекла в стальных открывающихся переплетах 0,75 Пустотелые стеклянные блоки 0,7 Для определения значения КЕО может также применяться графический метод А. М. Данилюка, пригодный при легкой сплошной освещенности, т. е. при диффузном распространении светового потока. Метод сводится к тому, что полусферу небосвода разбивают на 10000 участков равной световой активности и подсчитывают, какое число этих участков видно из расчетной точки помещения через световой проем, т. е. графически определяют, какая часть светового потока от всей небесной полусферы непосредственно попадает в расчетную точку. Число видимых через световой проем участков небосклона находят при помощи двух графиков (рис. 4.25), представляющих собой пучок проекций лучей, соединяющих центр полусферы небосвода с участками равной световой активности по высоте (график I) и по ширине (график II) светового проема. Рисунок 4.25 Схема для расчета естественного освещения по методу А. М. Данилюка Для расчета по методу А. М. Данилюка на листе бумаги выполняют разрезы помещения — поперечный разрез и в 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 М, и определяют число и, 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 2 n лучей, проходящих через контур светового проема по ширине. Значение КЕО в расчетной точке (в %) помещения определяют как 2 n 1 n 0,01 КЕО Раздел V ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА Глава 1 ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА Роль человеческого фактора в безопасности труда очень велика, особенно важны психофизиологические особенности участников трудового процесса. Психофизиологические основы безопасности базируются на психологии и физиологии человека. Психофизиология безопасности труда основывается на таких науках, как физиология труда, инженерная психология, эргономика и т. д. Психология безопасности рассматривает применение психологических знаний для обеспечения безопасности труда человека и составляет важное звено в структуре мероприятий по обеспечению безопасной деятельности человека. Проблемы безопасности и травматизма на современных производствах невозможно решить только инженерными методами. Практика свидетельствует, что в основе аварийности и травматизма (от 60 до 90 % случаев в зависимости от вида трудовой деятельности) часто лежат не инженерно-конструкторские ошибки, а организационно-психоло- гические причины: низкий уровень профессиональной подготовки по вопросам безопасности, недостаточное воспитание, слабая установка специалиста на соблюдение требований безопасности, допуск к опасным видам работ неподготовленных лиц, утомляемость людей, неудовлетворительное психическое состояние человека и т. д. 1.1 Психические процессы, свойства и состояния, влияющие на безопасность труда Психология безопасности рассматривает психические процессы, свойства и анализирует различные формы психических состояний, наблюдаемых в процессе трудовой деятельности. В структуре психической деятельности человека различают три основные группы компонентов: психические процессы, свойства и состояния (рис. 5.1). Рисунок 5.1 Структура психической деятельности человека Психические процессы составляют основу психической деятельности. Различают познавательные, эмоциональные и волевые психические процессы (ощущения, восприятия, память и др.). Психические свойства (качества личности) — это качества личности (характер, темперамент). Среди качеств личности выделяют интеллектуальные, эмоциональные, волевые, моральные, трудовые. Качества личности устойчивы и постоянны. Психическое состояние человека — это структурная организация компонентов психики, выполняющих функцию взаимодействия человека со средой обитания (производственной средой). Психическое состояние человека в конкретный момент времени может оказывать положительное или отрицательное влияние на трудовую деятельность, в частности на безопасность производственного процесса. 1.1.1 Психические процессы, определяющие безопасность человека Память — это свойство запоминания, сохранения и последующего воспроизведения человеком информации, непосредственно связанной с безопасностью, особенно оперативного характера. Запоминание тесно связано с забыванием. Психологами усыновлено, что в среднем за первые 9 часов информация, которую помнит человек, уменьшается на 65 %. Следовательно, для того чтобы восполнить утраченную информацию, необходимо проводить обучение, инструктажи и т. д. Внимание — это направленность сознания человека на определенные объекты, имеющие в данной ситуации существенное значение, а также сосредоточение сознания, предполагающее повышенный уровень умственной или двигательной активности. В безопасности труда для привлечения внимания человека к опасностям используются различные средства — звуковые, зрительные, световые и т. д. Визуальная информация по безопасности представлена в виде плакатов, надписей, знаков, световых сигналов, различных видов окраски опасных объектов и др. Восприятие — это отражение в сознании человека предметов или явлений при их воздействии на органы чувств. Для восприятия используется информация от нескольких видов анализаторов (зрительного, слухового, тактильного). Исследованиями установлено, что качественное восприятие информационных средств по безопасности труда должно соответствовать определенным правилам, в частности, должны обеспечиваться актуальность и новизна информации, эмоциональность воздействия, краткость сообщений (текст из нескольких слов) и т. д. Мышление — это процесс познания действительности, характеризующийся обобщением. В процессе мышления осуществляется выбор решения, которое реализуется в последующих действиях человека. Ошибочный выбор решения связан со следующими причинами: неверная оценка ситуации, недостаточность опыта и ошибочное осмысление полученной информации. Ошибочное решение может привести к авариям, травмам, несчастным случаям. При принятии решений важную роль имеет эмоционально-чувственная сфера человека, к которой можно отнести чувства, эмоции, настроение. Чувства — это субъективное отражение в сознании человека реальной действительности. Чувство утраты реальности, ложный страх и ряд других могут являться причинами создания опасных ситуаций на производстве. Чувственный тон человека, его эмоции и настроение весьма важны для оценки реальной ситуации и обеспечения безопасности. Чувственный тон — это эмоциональная окраска психического процесса. Отрицательным фактором чувственного тона, способствующим созданию опасных ситуаций, является идиосинкразия — болезненное отвращение к определенным раздражителям. Положительный чувственный тон, возникающий от приятных звуков, запахов, цвета уменьшает утомляемость человека и снижает степень риска возникновения опасной ситуации. Это обстоятельство используют при эстетическом оформлении рабочей зоны — световом, цветовом, звуковом. Эмоции — это переживание человеком какого-либо чувства. Эмоции бывают различного типа — стенические и астенические. Стенические эмоции — решимость, радость, воодушевление, азарт — побуждают человека к активным действиям, преодолению препятствий и устранению причин угрозы для человека. Астенические эмоции — боязнь, опасение, страх, испуг, ужас — способствуют отказу от преодоления препятствий, замыканию в себе, необоснованным переживаниям. Тип эмоций связан с темпераментом и характером человека. Поэтому темперамент и характер человека учитывается при его допуске к некоторым видам работ, связанных с большой ответственностью, необходимо- стью принятия быстрых и адекватных решений (летчики, авиадиспетчеры, операторы, управляющие опасными производственными процессами). В ряде случаев эмоции, определяемые характером и темпераментом человека, могут вызвать состояние аффекта — эмоционального состояния, быстро овладевающего человеком, бурно протекающего и характеризующегося значительным изменением сознания, утратой самообладания, неадекватными сложившейся ситуации действиям. В состоянии аффекта, например отчаяния, может возникнуть ступор (застывание в неподвижной позе) или обморок. После состояния аффекта может наступить шок, характеризующийся разбитостью, упадком сил, неподвижностью, вялостью. Людей, склонных к аффектам, нельзя допускать к особо ответственным и опасным работам, т. к. аффект может являться основной причиной реализации опасной ситуации — аварии или травмы. Настроение — это общее эмоциональное состояние человека, формирующее в течение определенного периода времени характер протекания отдельных психических процессов и поведение человека. Настроение в некоторой степени может являться причиной возникновения опасных ситуаций. Например, длительное эмоционально-отрицательное настроение может привести человека к снижению трудоспособности, неспособности к активным действиям в преодолении возникающих трудностей, что может являться причиной несчастных случаев. Это обстоятельство необходимо учитывать, и человек, находящийся в эмоционально подавленном настроении, может быть временно отстранен от выполнения ответственных и связанных с высокой опасностью операций. Воля — это форма психической активности человека, которая характеризуется регулированием самим человеком своего поведения, ограничением или отказом от других стремлений и побуждений во имя достижения поставленной цели. Основными характеристиками воли являются: осмысленность и направленность действий на достижение цели, осознание ограничений, определяемых реальной ситуацией. Для профессиональной дея- тельности, требующей быстрых, решительных и осознанных действий должны привлекаться люди с сильной волей. Антиподом сильной воли являются такие качества человека, как внушаемость, нерешительность, безволие, импульсивность. Людей с подобными качествами не следует использовать для выполнения ответственных работ, от результата которых зависят жизни людей, состояние технического или производственного объекта, вероятность возникновения аварии или чрезвычайной ситуации. К психическим состояниям относится мотивация, которая очень тесно соприкасается с эмоционально-волевой сферой. Под мотивацией понимается совокупность желаний, устремлений, побуждений, мотивов, установок и других побудительных сил личности. Одним из важных мотивов человека является обеспечение безопасности. Неразвитость или ослабление этого мотива может вовлечь человека в опасную ситуацию. Создание безопасных для труда условий, строгое соблюдение правил и требований безопасности должно всячески стимулироваться — морально, материально и т. д., чтобы формировать в трудовом коллективе устойчивые мотивы безопасного поведения, безопасного труда. Мотивация связана с другим базовым понятием безопасности деятельности — риском, который может быть мотивированным и немотивированным (бескорыстным). Причинами мотивированного рискованного поведения могут быть выгода или опасность каких-либо потерь-проигрышей (карьерных, личностных и т. д.). Готовность к риску индивида определяется его психологическими свойствами, например характером, темпераментом, легкомыслием, боязливостью и т. д. 1.1.2 Психические свойства человека, влияющие на безопасность Основными психическими свойствами, влияющими на безопасность человека, являются характер и темперамент. Характер человека играет важную роль в обеспечении безопасности человека и является совокупностью индивидуально-психологических свойств, проявляющихся в типичных для конкретной личности действиях при определенных обстоятельствах и его отношении к этим обстоятельствам. Совокупность психологических свойств образует структуру характера. Психологи классифицируют много структур характеров. Характер должен учитываться при профессиональном отборе. Структура характера определяется психологами посредством специальных психологических тестов. С понятием характера неразрывно связано понятие темперамента. Темперамент — это характеристика динамических психологических особенностей — интенсивности, скорости, темпа, ритма психических процессов и состояний. По темпераменту люди подразделяются на холериков, меланхоликов, флегматиков и сангвиников. Темперамент имеет определенное значение для безопасности труда. Например, при неблагоприятных обстоятельствах меланхолик чаще становится жертвой, чем холерик или сангвиник. Исходя из задачи психологии труда и проблем психологии безопасности труда целесообразно выделять производственные психические состояния и особые психические состояния, имеющие важное значение в организации профилактики производственного травматизма и предупреждения аварийности. 1.1.3 Психологическое состояние человека и производственная безопасность Психологическое состояние человека оказывает существенное влияние на безопасность, производительность и качество труда. Психологические состояния, имеющие место в процессе трудовой деятельности человека, можно подразделить на: длительные — определяющие отношение человека к выполняемой им работе и его общий психологический настрой. Это прежде всего удовлетворенность или неудовлетворенность выполняемой работой, наличие заинтересованности в труде или безразличие к нему, психологическая атмосфера в трудовом коллективе и т. д.; временные — возникающие из-за различных нарушений в производственном процессе, неполадок, конфликтных ситуаций; периодические — связанные с настроем на активную деятельность и желанием работать или, наоборот, с пониженной готовностью работать, утомлением, перенапряжением, сонливостью, апатией, скукой, вызванной однообразием и монотонностью работы. 1.2 Виды и условия трудовой деятельности человека Наиболее важным с точки зрения психофизиологических возможностей человека, влияющих на безопасность, является вид трудовой деятельности, ее тяжесть и напряженность, а также условия, в которых осуществляется трудовая деятельность. 1.2.1 Виды трудовой деятельности Трудовую деятельность можно прежде всего разделить на физический и умственный труд. Основные виды трудовой деятельности представлены на рис. 5.2. Рисунок 5.2 Виды трудовой деятельности человека Физический труд характеризуется прежде всего повышенной мышечной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы — сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и т. д. Физический труд развивает мышечную систему, стимулирует обменные процессы в организме, но в то же время может иметь отрицательные последствия, например заболевания опорно-двигательного аппарата, особенно в том случае, если он неправильно организован или является чрезмерно интенсивным для организма. Умственный труд связан с приемом и переработкой информации и требует напряжения внимания, памяти, активизации процессов мышления, связан с повышенной эмоциональной нагрузкой. Для умственного труда характерно снижение двигательной активности — гипокинезия. Гипокинезия может являться условием формирования сердечно-сосудистых нарушений у человека. Продолжительная умственная нагрузка оказывает отрицательное влияние на психическую деятельность — ухудшаются внимание, память, функции восприятия окружающей среды. Самочувствие человека и, в конечном счете, его состояние здоровья в значительной мере зависит от правильной организации умственного труда и от параметров окружающей среды, в которой осуществляется умственная деятельность человека. В современных видах трудовой деятельности чисто физический труд встречается редко. Современная классификация трудовой деятельности выделяет формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизированные формы труда; труд на полуавтоматическом и автоматическом производстве; труд на конвейере; труд, связанный с дистанционным управлением, и интеллектуальный (умственный) труд. Жизнедеятельность человека связана с затратами энергии: чем интенсивнее деятельность, тем больше затраты энергии. Так, при выполнении работы, требующий значительной мышечной активности, энергетические затраты составляют 20...25 МДж в сутки и более. Механизированный труд требует меньших затрат энергии и мышечных нагрузок. Однако механизированный труд характеризуется большей скоростью и монотонностью движений человека. Монотонный труд приводит к быстрой утомляемости и снижению внимания. Труд на конвейере характеризуется еще большей скоростью и однообразием движений. Человек, работающий на конвейере, выполняет одну или несколько операций; т. к. он работает в цепочке людей, выполняющих другие операции, то время выполнения операций строго регламентировано. Это требует большого нервного напряжения и в сочетании с высокой скоростью работы и ее однообразием приводит к быстрому нервному истощению и усталости. На полуавтоматическом и автоматическом производстве затраты энергии и напряженность труда меньше, чем на конвейерном. Работа заключается в периодическом обслуживании механизмов или выполнении простых операций — подаче обрабатываемого материала, включении или выключении механизмов. Формы интеллектуального (умственного) труда разнообразны — операторский, управленческий, творческий, труд преподавателей, врачей, учащихся. Для работы оператора характерна большая ответственность и высокое нервно- эмоциональное напряжение. Труд учащихся характеризуется напряжением основных психических функций — памяти, внимания, наличием стрессовых ситуаций, связанных с контрольными работами, экзаменами, зачетами. Наиболее сложная форма умственной деятельности — творческий труд (труд научных работников, конструкторов, писателей, композиторов, художников). Творческий труд требует значительного нервно-эмоционального напряжения, что приводит к повышению кровяного давления, изменению электрокардиограммы, увеличению потребления кислорода, повышению температуры тела и других изменений в работе организма, вызванных повышенной нервно-эмоциональной нагрузкой. 1.2.2 Классификация условий труда по тяжести и напряженности трудового процесса Энергозатраты человека в процессе жизнедеятельности определяются интенсивностью мышечной работы, степенью нервно-эмоционального напряжения, а также условиями окружающей человека среды. Суточные затраты энергии для лиц умственного труда составляют 10... 12 МДж; работников механизированного труда и сферы обслуживания — 12,5... 13 МДж, для работников тяжелого физического труда — 17...25 МДж Специалистами по гигиене условия труда человека классифицированы (рис. 5.3) по степени тяжести и напряженности трудового процесса и по показателям вредности и опасности производственной среды (Р.2.2.2006—05. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса). Рисунок 5.3 Классификация условий труда по степени тяжести Факторы трудового процесса, характеризующие тяжесть физического труда, — это в основном мышечные усилия и затраты энергии: физическая динамическая нагрузка, масса поднимаемого и перемещаемого груза, стереотипные рабочие движения, статическая нагрузка, рабочие позы, наклоны корпуса, перемещение в пространстве. Факторы трудового процесса, характеризующие напряженность труда, — это эмоциональная и интеллектуальная нагрузка, нагрузка на анализаторы человека (слуховой, зрительный и г. д.), монотонность нагрузок, режим работы. Труд по степени тяжести трудового процесса подразделяется на следующие классы: легкий (оптимальные по физической нагрузке условия труда), средней тяжести (допустимые условия труда) и тяжелый трех степеней (вредные условия труда). Критериями отнесения труда к тому или иному классу являются: величина внешней механической работы (в кгм), выполняемой за смену; масса поднимаемого и перемещаемого вручную груза; количество стереотипных рабочих движений в смену; величина суммарного усилия (в кгс), прилагаемого за смену для удержания груза; удобство рабочей позы; количество вынужденных наклонов в смену и километров, которые вынужден проходить человек при выполнении работы. Величины указанных критериев для женщин на 40...60 |