Нормирование искусственного и естественного освещения

При проектировании, устройстве и эксплуатации систем освещения руководствуются СНиП "Естественное и искусственное освещение".

Основными принципами нормирования освещенности являются: обеспечение хорошей видимости деталей различия, зависящее от разряда зрительной работы (угловой размер, контраст с фоном и яркостью) на расстоянии 0,5 м от объекта различия.

При нормировании освещенности учитывают разряды зрительной работы учётом размера деталей различия. Естественное освещение оценивается коэффициентом естественной освещенности (КЕО) при боковом, верхнем и комбинированном освещении, который определяется по формуле:

КЕО = (Ев/Ен)Х100%,

где ЕВ - освещенность внутри помещения; ЕН - освещенность наружная.

В действующих нормах искусственного освещения в производственных помещениях (СНиП II-A.9) задаются как количественные (величина минимальной освещенности, допустимая яркость в поле зрения), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, глубина пульсации освещенности), которые важны для создания нормальных условий труда.

Для освещения производственных помещений в первую очередь следует применять газоразрядные лампы независимо от принятой системы освещения в связи с большими преимуществами их перед лампами накаливания экономического и светотехнического характера. Использование ламп накаливания допускается только в случаях невозможности применения газоразрядных ламп.

Принято раздельное нормирование освещенности в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Величина минимальной освещенности устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона.

При определении нормы освещенности необходимо учитывать ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещенности, выбранного по точности зрительной работы. Повышение освещенности следует предусматривать также в помещениях с недостаточным по нормам естественным светом, который при боковом освещении составляет менее 80% нормируемого значения, а при верхнем менее 60%. В некоторых случаях необходимо уменьшать нормируемые освещенности, например, при кратковременном пребывании людей в помещении.

По нормам искусственное освещение на рабочих местах с лампами накаливания при системе общего освещения должно быть: для работ наивысшей точностью 1000-1250 лк; грубых работ (очень малой точности) - 200

лк; общее наблюдение за ходом производственного процесса 200 лк; на рабочих столах офисов, аудиторий, лабораторий - 300 лк. Общее освещение должно обеспечивать равномерную освещенность всего помещения.

В СНиПовских нормах для газоразрядных ламп значения нормированной освещенности выше, чем для ламп накаливания, вследствие большой светоотдачи этих ламп. Система комбинированного освещения, как более экономичная, имеет нормы освещенности выше, чем для общего освещения. Таким образом, в нормы заложена тенденция повышения освещенности во всех случаях, когда ее можно увеличить за счет повышения экономичности установки. Для исключения частой переадаптации зрения из-за неравномерной освещенности в помещении при системе комбинированного освещения необходимо, чтобы светильники общего освещения создавали не более 10% нормированной освещенности.

Для ограничения слепящего действия отраженной блескости поверхности нормами ограничивается средняя по площади яркость рабочей поверхности. В зависимости от площади рабочей поверхности яркость ограничивается значениями от 500 кд/м2 (для блестящей поверхности более 0,2 м2) до 2500 кд/м2 (для рабочей поверхности площадью 0,01 м2 и менее).

Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20—80 единиц в зависимости от продолжительности работы и ее зрительного разряда.

При освещении производственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты 50 Гц, следует ограничить глубину пульсации освещенности. Допустимые коэффициенты пульсации в зависимости от системы освещения и характера выполняемой работы не должны превышать 10—20%.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах. Эти изменения

обусловливаются временем дня, года и метеорологическими факторами: характером облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности КЕО, который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременному значению наружной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Где, е = 100Ен/Ев %

Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, т.е. способность системы естественного освещения пропускать свет. Естественное освещение регламентируется нормами СНиП 23-05-95. Нормируемое значение КЕО с учетом района расположения здания на территории РФ следует рассчитывать по формуле:

eN = ен*m

где ен – значение КЕО, определенное по СНиПу 23-05-95 с учетом характеристики зрительной работы и системы освещения,

m – коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от района расположения здания на территории РФ и ориентации световых проемов относительно сторон света.

Для каждого производственного помещения строится кривая значений КЕО в характерном сечении (поперечный разрез посередине помещения перпендикулярно плоскости световых проемов), которая характеризует светотехнические качества помещения.

При одностороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на

расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двустороннем освещении – в точке посередине помещения. При верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО на уровне рабочей поверхности.

С установками искусственного освещения повседневно приходиться сталкиваться всем, и из всех инженерных устройств они являются, пожалуй, наиболее массовыми. Их осуществление и эксплуатация требуют больших затрат материальных средств, электроэнергии и человеческого труда, но эти затраты с избытком окупаются тем, что обеспечивается возможность нормальной жизни и деятельности людей в условиях отсутствия или недостаточности естественного освещения. Более того, искусственное освещение решает ряд задач, вообще недоступных естественному освещению, от особенности же устройства искусственного освещения, подчас кажущихся весьма незначительными, во многом зависят и производительность труда, и безопасность работы, и сохранность зрения, и архитектурный облик помещения.

В нашей стране, ведущей в небывалых масштабах промышленное и культурно-бытовое строительство, только в проектировании осветительных установок принимают участие многие тысячи специалистов, число же лиц, связанных с эксплуатацией освещения, не поддается даже приблизительной оценке.

Обычной задачей при проектировании освещенности является определение числа и мощности светильников, необходимых для обеспечения заданного значения освещенности. Значительно реже выполняются поверочные расчеты, т.е. определение ожидаемой освещенности при заданных параметрах установки.

При освещении «точечными» источниками света, т.е. лампами накаливания, а также газоразрядными лампами типов ДРЛ,ДРИ и ДНаТ, обычно число и размещение светильников намечаются до расчета, в процессе же

расчета определяется необходимая же мощность лампы. При выборе лампы по стандартам допускается отклонение номинального потока лампы от требуемого расчетом в пределах от -10 до +20%. При невозможности выбрать лампу, поток который лежит в указанных пределах, изменяется число светильников.

При освещении трубчатыми люминесцентными лампами до расчета обычно намечается число и расположение рядов светильников, по результатам же расчета производиться «компоновка рядов», т.е. определение числа и мощности светильников, устанавливаемых в каждом ряду. При этом отклонения ожидаемой освещенности от заданной, должны также не превышать вышеуказанных пределов.

Все применяемые примеры расчета основаны на двух формулах, связывающих освещенность с характеристиками светильников и ламп:

E = Ф/ S и E = I cosa / r 2

Принципиальная разница между которыми состоит в том, что первая из них, будучи написана в недифференциальном виде, определяет среднюю освещенность поверхности, а вторая- освещенность конкретной точки на поверхности.

Метод основанный на первой формуле, носит название метода коэффициента использования. В своих обычных формах он позволяет обеспечить среднюю освещенность горизонтальной поверхности с учетом всех падающих на нее потоков, как прямых, так и отраженных. Переход от средней освещенности к минимальной в этом случае может осуществляться лишь приближенно. Метод, основанный на второй формуле, - точечный метод, позволяет обеспечить заданное распределение освещенности на как угодно расположенных поверхностях, но лишь приближенно учесть свет, отражаемый поверхностями помещения.

Соответственно этим особенностям метод коэффициента использования применяется для проектирования общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, а также для расчета наружного освещения в

случаях, когда нормирована средняя освещенность.

Точечный метод применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения помещений и открытых пространств, а для расчета местного освещения при любом расположении освещаемых поверхностей. Его область применения для расчета внутреннего освещения ограничена, однако, случаями, когда достаточен приближенный учет света, отражаемого поверхностями помещения.

Область применения обоих методов частично перекрывают друг друга, но имеется случай, в котором, казалось бы, не может применяться, ни один из методов.

Действительно, общее равномерное освещение горизонтальной поверхности без точного учета отраженного света может быть равным успехом рассчитано любым из методов. Обычно в этих случаях предпочитают пользоваться более простым методом - методом коэффициента использования, но для больших, ответственных помещений желательно пользоваться точечным методом, позволяющим не только обеспечить заданную наименьшую освещенность, но и проанализировать распределение освещенности по всей освещаемой поверхности.

Таким образом, для проектирования локализованного освещения или освещения негоризонтальных поверхностей в случаях, когда отраженный свет играет значительную роль, непосредственно не может быть применен ни один метод. В этих случаях приходиться, использовать их оба, т.е. действовать, можно сказать, комбинированным методом.

Для защиты глаз от механических повреждений, лучистого и теплового действия применяют специальные очки, щитки, маски. Стекла очков лучше использовать небьющиеся из сталинита. Очки не должны ограничивать поле зрения, должны быть легкими, не раздражать кожу, хорошо прилегать к лицу и не покрываться влагой.

Для защиты от лучистой энергии, ультрафиолетовых и инфракрасных

лучей, яркого света применяют очки со специальными светофильтрами типа «ТИС». При газосварке применяют защитные очки с желто-зелеными светофильтрами различной насыщенности в зависимости от яркости пламени горелки.

Для защиты глаз и лица при электросварке применяют щитки и маски. При подборе защитных очков для лиц с плохим зрением (близорукость, дальнозоркость) и особенно для лиц, выполняющих особо точные работы, желательно защитные функции очков сочетать с коррекцией зрения и подбирать специальные (оптические) стекла.