Гигиенические требования и методы гигиенической оценки естественного и искусственного освещения помещений. Принципы нормирования. Методы контроля
Комфортные условия труда во многом зависят от освещения производственных помещений. Рациональное освещение повышает безопасность работ и производительность труда. Несоответствие нормативным показателям освещения или неправильная установка источников света могут быть причиной быстрой утомляемости работающих, а также несчастного случая.Всеобщим межотраслевым документом, содержащим нормы естественного и искусственного освещения предприятий, является СНиП 23-05-95. Необходимо предусматривать два вида освещения - естественное и искусственное. Естественный свет имеет высокую биологическую и гигиеническую ценность, так как обладает благоприятным для зрения человека спектральным составом и оказывает положительное воздействие на психологическое состояние человека - создает ощущение связи его с окружающим миром. Отсутствие или недостаток естественного освещения в рабочем помещении классифицируют как вредный производственный фактор. В зависимости от типа промышленного здания естественное освещение может быть верхним - через световые фонари в крыше, боковым - через оконные проемы и комбинированным. При одностороннем боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двустороннем боковом освещении нормируется в точке посередине помещения. КЕО показывает, какая часть наружного освещения попадает на рабочие места производственного помещения. Наиболее надежным источником света при аварийном освещении являются лампы накаливания.Искусственное освещение нормируют в зависимости от разряда зрительной работы с учетом подразряда, который определяется контрастностью объекта и характеристикой фона. Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности. Контраст объекта с фоном характеризуется отношением разности коэффициентов отражения фона и объекта к коэффициенту отражения фона. Нормируемым показателем искусственного освещения является освещенность Е, единицей измерения которой является люкс (лк).Освещенность (лк) выражают формулой Е = F/ S, где F - плотность светового потока лампы, лм; S - площадь освещения поверхности, м2. Основными источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные) лампы. В осветительных лампах накаливания в качестве излучателя световой энергии применяют тугоплавкий металл - вольфрам, температура плавления которого 3600 °С. Лампы накаливания мощностью до 60 Вт изготавливают вакуумными, а большей мощности - газонаполненными. После откачки воздуха из колбы лампы их заполняют инертным газом, как правило аргоном с примесью азота, что способствует более высокой температуре накала нити.
В зависимости от характера распределения светового потока различают: светильники прямого света, подающие не менее 90% светового потока на рабочую поверхность в нижнюю часть сферы; светильники отраженного света, направляющие через матовый колпак не менее 90% светового потока в верхнюю часть сферы; светильники полуотраженного света, представляющие собой сочетание первых двух типов. Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют ряд преимуществ: создают свет, по своему спектру приближающийся к естественному; обладают большой световой отдачей, равной 75 ... 80 лм/Вт (лампы накаливания имеют только 7 ... ... 20 лм/Вт); срок службы люминесцентных ламп в 4 ... 5 раз превышает срок службы ламп накаливания; меньший расход электроэнергии. Проверку уровня освещенности на рабочих местах производят люксметром. Принцип работы прибора основан на фотоэлектрическом эффекте. Свет, падая на пластинку фотоэлемента, преобразуется в электрический ток, величина которого фиксируется гальванометром, связанным с фотоэлементом замкнутой электрической цепью. Шкала гальванометра градуирована в люксах. Естственное освещение оценивается по 2 группам показателей: физические и светотехнические. К первой группе относится : 1. световой коэффициет -- характеризует собой отношение площади застекленной поверхности окон к площади пола. 2. Угол падения -- характеризует собой под каким углом падают лучи. По норме минимальный угол падения должен быть не менее 270.
3. Угол отверстия-- характеризует освещенность небесным светом (должен быть не менее 50). На первых этажах ленинградских домов - колодцев этот угол фактически отсутсвует.
4. Глубина заложения помещения -- это отношение расстояния от верхнего края окна до пола к глубине помещения (расстояние от наружной до внутренней стены).
Светотехнические показатели -- это показатели определяемые с помощью прибора -- люксметра. Измеряется абсолютная и относительная освещаемость. Абсолютная освещаемость -- это освещаемость на улице. Коеффициент освещаемости (КЕО) определяется как отношение относительной освещаемости (измеряемой как отношение относительной освещенности (измеренной в помещении) к абсолютной, выраженное в %. Освещенность в помещении измеряется на рабочем месте. Принцип работы люксметра состоит в том что прибор имеет чувствительный фотоэлемент (селеновый - так как селен приближен по чувствительности к глазу человека). Ориентировочную освещаемость на улице можно узнать с помощью гра светового климата.
Для оценки исскуственного освещения помещений иеет значение яркость , отсутсвие пульсаций, цветность и др.
▼В зависимости от ориентации окон зданий по сторонам света различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный. (Приложение, табл. 1).
При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха – максимальному инсоляционному режиму. Поэтому, согласно СНиП 2.08.02-89, ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается.
В средних широтах (территория РБ) для больничных палат, комнат дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учреждений наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая – ЮЗ, В).
На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операционных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинеты, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии, что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.
Нормирование и гигиеническая оценка естественного освещения существующих и проектируемых зданий и помещений выполняется согласно СНиП II-4-79 светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.
Основным светотехническим показателем естественного освещения помещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО) –отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах:
КЕО = Е1/Е2 · 100%,
где Е1 – освещенность внутри помещения, лк;
Е2 – освещенность вне помещения, лк.
Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром (Ю116, Ю117), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть – селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.
Коэффициент естественной освещенности (согласно СНБ 2.04.05-98) нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы (в зависимости от наименьшего размера объекта различения, мм) и четыре подразряда в каждом разряде (в зависимости от контраста объекта наблюдения с фоном и характеристикой самого фона - светлый, средний, темный).
При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема.
▼Геометрический метод оценки естественного освещения:
1) Световой коэффициент (СК) – отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
2) Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) – отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от пола до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20-30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако, не СК, не КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
3) Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая – к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 270.
4) Угол отверстия дает представление о величине видимой части небосвода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая – к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 50.
Оценка углов падения и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам.
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Недостаток естественного освещения должен быть восполнен искусственным, являющимся важнейшим условием и средством расширения активной деятельности человека.
В качестве источников искусственного электрического освещения помещений в настоящее время применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы.
▼По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ:
1) создают рассеянный свет, не дающий резких теней;
2) характеризуются малой яркостью;
3) не обладают слепящим действием.
Вместе с тем люминесцентные лампы обладают рядом недостатков:
1) нарушение цветопередачи;
2) создание ощущения сумеречности при низкой освещенности;
3) появление монотонного шума во время работы;
4) периодичность светового потока (пульсация) и появление стробоскопического эффекта – искажение зрительного восприятия направления и скорости движения вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов.
Оценка искусственного освещения
Искусственная освещенность может быть измерена непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра или определена ориентировочно расчетным методом.
▼Согласно МУ РБ 11.11.12-2002 измерение искусственного освещения с помощью люксметра от светильников (установок) искусственного освещения, в том числе, при работе в режиме совмещенного освещения (естественное + искусственное) должно проводиться на рабочих местах в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1. При комбинированном освещении (общее + местное) рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения и измеряют освещенность от светильников общего и местного освещения.
Для приблизительной оценки искусственной освещенности в дневное время суток, вначале определяют освещенность, создаваемую совмещенным освещением (естественным и искусственным), а затем – при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит приближенную величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.
▼Расчетный метод «Ватт» определения искусственной освещенности основан на подсчете суммарной мощности всех ламп в помещении и определении удельной мощности ламп (Р; Вт/м2). Эту величину умножают на коэффициент Ет, показывающий какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 10 Вт/м2.
Для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:
Е = (Р • Ет)/(10 • К),
где Е – рассчитываемая освещенность, лк;
Р – удельная мощность, Вт/м2;
Ет – освещенность при удельной мощности 10 Вт/м, - зависит от мощности ламп накаливания и характера светового потока (находят по табл. 9 Приложения);
К – коэффициент запаса для жилых и общественных зданий равен 1,3.
Формула пригодна для ламп одинаковой мощности. Для ламп разной мощности, расчет освещенности производится отдельно для каждой группы ламп. Результаты суммируются.
При использовании люминесцентных ламп – удельной мощности 10 Вт/м2 соответствует 150 лк освещенности (независимо от их мощности и характера светового потока).
▼Расчет необходимого количества светильников для создания заданного уровня искусственной освещенности в помещении можно произвести расчетным путем, пользуясь таблицами удельной мощности (Приложение, табл. 6). Эти таблицы составлены для соответствующих светильников и соответствующих коэффициентов отражения потолка, пола и стен (Рпот, Рпол, Рст).
Величина удельной мощности зависит от высоты подвеса светильника, площади помещения и уровня освещенности, который необходимо создать в данном помещении.
Для определения необходимого количества светильников найденную величину удельной мощности (на пересечении необходимого уровня освещенности и площади помещения с учетом высоты подвеса) нужно умножить на площадь помещения и разделить на мощность всех ламп, входящих в светильник. В светильник ШОД входят две люминесцентные лампы мощностью 40 или 80 Вт.
▼Расчет яркости освещаемой поверхности выполняется по формуле:
L = (Е • К)/π,
где L – яркость – сила света, исходящая с единицы площади поверхности в определенном направлении (кандела/м2; кд/м2);
Е – освещенность, лк;
К – коэффициент отражения поверхности (отношение отраженного светового потока к падающему);
π =3,14.
Уровнем яркости светящейся поверхности определяется ее блескость.
Оптимальная яркость рабочих поверхностей – несколько сот кд/м2. Допустимая яркость источников освещения, постоянно находящихся в поле зрения человека не более 2000 кд/м2, а яркость источников редко попадающих в поле зрения – не более 5000 кд/м2. Яркость, превышающая 5000 кд/м2, вызывает чувство слепимости.
▼Расчет коэффициента равномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной) производится по формуле:
q = (Е · 100%)/Еmax,
где q – коэффициент равномерности освещенности, %;
Е – освещенность исследуемой рабочей поверхности, лк;
Еmax - максимальная освещенность в данном помещении, лк.
При полной равномерности освещения – q равен 100%. Чем меньше значение q, тем не равномернее освещенность помещения. Освещенность самого темного места помещения не должна быть слабее освещенности самого светлого места более чем в 3 раза.