Приборы для измерения освещенности

Поверхностную плотность светового потока, подающего на освещаемую плоскость – освещенность, измеряют с помощью люксметров типа Ю116 или Ю117. Они представляют собой миллиамперметр и фотоэлемент (рис. 3.3.1). Фотоэлемент состоит из стальной пластины, на которую нанесен светочувствительный слой селена. На поверхность селена напылен тончайший (5 нм) полупрозрачный слой золота или платины. Между этими двумя слоями образуется так называемый «запирающий слой» с односторонней проводимостью. Стальная пластина и полупрозрачный слой являются двумя электродами.

Рис. 3.3.1 Люксметр Ю-116

При освещении фотоэлемента между этими электродами возникает фототок, пропорциональный падающему световому потоку. Величину фототока регистрирует миллиамперметр, проградуированный в люксах (лк).

Принципиальная схема объективного люксметра показана на рис. 3.3.2.

Рис. 3.3.2 Принципиальная схема люксметра с селеновым фотоэлементом

Используемый в лабораторной работе люксметр имеет две шкалы с максимальными значениями 30 и 100 лк. Для увеличения пределов измерения люксметр снабжен светофильтрами с коэффициентами 10, 100 и 1000.

Приборы, используемые для измерений, должны проходить либо государственную поверку, либо метрологическую аттестацию.

Измерения показателя освещения в производственном помещении должно проводиться на рабочих местах в соответствии с характерным разрезом помещения и по условной рабочей поверхности. При наличии нескольких рабочих поверхностей показатели освещения измеряются на каждой из них. При наличии протяженных рабочих поверхностей, на каждой из них должно быть выбрано несколько контрольных точек, позволяющих оценить различные условия освещения. Измерение в каждой точке следует проводить не менее двух раз, полученные результаты необходимо усреднять.

Измерения естественной освещенности могут проводиться только при сплошной равномерной облачности (просветы отсутствуют). Для определения КЕО производится одновременное измерение освещенности внутри помещения и наружной освещенности на горизонтальной площадке под полностью открытым небосводом (например, на крыше здания или на другом возвышенном месте). Измерения проводятся двумя наблюдателями, оснащенными люксметрами и хронометрами.

При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие условия:

- приемную пластину фотоэлемента размещать на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);

- при измерении исключать попадание случайных теней от человека и оборудования, если рабочее место затеняется в процессе работы самим рабочим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;

- не допускать установки измерителя на металлические поверхности.

3.4 Порядок проведения работы и оформления результатов измерний

3.4.1 Измерить освещенность для выбранных контрольных точек рабочей поверхности помещения. Одновременно измерить наружную освещенность

Внимание! Во избежание вывода из строя прибора первоначальное измерение освещенности производить со светофильтром. Переключатель пределов измерения установить в положение «100 лк».

Измеренная освещенность определяется как произведение показания люксметра на коэффициент светофильтра.

3.4.2 Результаты измерений занести в бланк отчета.

3.4.3 Определить фактические значения КЕО по формуле

,

где – освещенность внутри помещения в точке заданной плоскости, лк;

– освещенность снаружи помещения, лк.

3.4.4 Результаты расчетов занести в бланк отчета.

3.4.5 По данным расчета построить график изменения КЕО в контрольных точках.

3.4.6 Определить нормированное значение КЕО для помещения лаборатории по формуле

, %,

где N – номер группы административных районов по обеспеченности естественным светом (принимается по таблице 3.4.1);

– табличное значение КЕО (принимается по таблице 3.2.1 в зависимости от разряда зрительной работы и вида естественного освещения: боковое, верхнее или комбинированное);

– коэффициент светового климата (принимается по таблице 3.4.2 в зависимости от номера группы административных районов, расположения и ориентации световых проемов по сторонам горизонта).

3.4.7 Результаты расчета занести в бланк отчета и нанести на график изменения КЕО в контрольных точках.

3.4.8 Провести анализ результатов определения КЕО:

- сравнить фактическое значение КЕО с нормативным значением (табл. 3.2.1);

- при отклонении КЕО от допустимого значения оценить класс условий труда по таблице 1.3.1;

- оформить бланк отчета и протокол (приложения 3.1 и 3.2).

3.5 Контрольные вопросы

3.5.1 Что такое освещенность?

3.5.2 Каким прибором измеряется освещенность?

3.5.3 Что такое КЕО?

3.5.4 Почему при естественном освещении не нормируется абсолютная величина освещенности на рабочих местах?

3.5.5 Какие факторы учитываются при определении нормированного значения КЕО?

3.5.6 Как определяется фактическое значение КЕО?

3.5.7 Как можно увеличить фактическое значение КЕО в помещении при неизменных габаритах оконных проемов?

3.6 Рекомендуемая литература

3.6.1 Охрана труда на железнодорожном транспорте: учебник / под ред.

Ю.Г. Сибарова. –М.; Транспорт, 1981.

3.6.2 СНиП 23-05-95, Естественное и искусственное освещение. –М.: Стройиздат, 1996.

3.6.3 Методические указания МУ ОТ РМ 01-98/МУ 2. 2.4.706-98. Оценка освещения рабочих мест. –М., 1998.

Таблица 3.4.1 - Группы административных регионов по ресурсам светового климата (СНиП 23-05-95)

Номер группы	Административный район
	Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области; Мордовия, Чувашия, Удмуртия, Башкортостан, Татарстан, Красноярский край (севернее 630 с.ш.), Республика Саха (Якутия)(севернее 630 с.ш.), Чукотский нац. округ, Хабаровский край (севернее 550 с.ш.)
	Брянская, Курганская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области; Республика Коми, Кабардино-Балкарская республика, Северо-Осетинская Республика, Чеченская, Ингушская республики, Ханты-Мансийский нац. округ, Алтайский край, Красноярский край (южнее 630 с.ш.), Республика Саха (Якутия) (южнее 630 с.ш.), Республика Тува, Бурятская республика, Читинская область, Хабаровский край (южнее 550 с.ш.), Магаданская область

Окончание таблицы 3.4.1

	Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Карельская Республика, Ямало-Ненецкий нац. округ, Ненецкий нац. округ
	Архангельская, Мурманская области
	Калмыцкая Республика, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край

Таблица 3.4.2 – Коэффициенты светового климата (СНиП 23-05-95)

Световые проемы	Ориентация световых проемов по сторонам горизонта	Коэффициент светового климата, m
Номер группы административных районов
В наружных стенах зданий	С		0,9	1,1	1,2	0,8
СВ, СЗ		0,9	1,1	1,2	0,8
З,В		0,9	1,1	1,1	0,8
ЮВ, ЮЗ		0,85		1,1	0,8
Ю		0,85		1,1	0,75
В прямоугольных и трапециевидных фонарях	С-Ю		0,9	1,1	1,2	0,7
СВ-ЮЗ		0,9	1,2	1,2	0,7
В-З		0,9	1,1	1,2	0,7
В фонарях типа «Шед»	С		0,9	1,2	1,2	0,7
В зенитных фонарях	-		0,9	1,2	1,2	0,75

Примечани: С – северное; СВ – северо-восточное; СЗ – северо-западное; В – восточное; З – западное; С-Ю – север-юг; В-З – восток-запад; Ю – южное; ЮВ – Юго-восточное; ЮЗ – юго-западное.

Приложение 3.1

Лабораторная работа

«Исследование естественного освещения производственных помещений»

Цель работы

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Приборы для измерения освещенности
____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Эскиз помещения (вид сбоку и сверху)

Расчет фактических значений К.Е.О.

,

где –

–

Расчет нормированного значения К.Е.О.

,

где –

–

–

Результаты измерения и расчетов

№№ точек	Евн	Ен	e	eN

Вывод ______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата Подпись преподавателя

Приложение 3.2

ПРОТОКОЛ №

Оценки условий освещения

1. Наименование и код подразделения организации и рабочего места

2. Наименование организации (её подразделения), выполнявших измерения

3. Наименование измеряемого производственного фактора

4. Сведения о средствах измерения

5. Метод проведения измерений с указанием нормативного документа, на основании которого проводилось измерение

6. Разряды и подразряды зрительных работ

Помещение, оборудование, операция
Разряд и подразряд зрительных работ

7. Результаты обследования

№ п/п	Код фак тора	Наименование производственного фактора, единица измерения	ПДК, ПДУ, допустимый уровень	Дата прове дения измерения	Фактический уровень производственного фактора	Величина отклонения (оценка)	Класс условий труда, степень вредности	Продолжительность воздей свия,% раб.вр.
	4.67	Оценка естественного освещения КЕО, %: отдельные зоны

8. Заключение

9. Должность, фамилия, инициалы, подпись проводившего замеры

10. Должность, фамилия, инициалы, подпись представителя администрации объекта, на котором проводились измерения

11. Зав. лабораторией промосвещения

4. Лабораторная работа
”ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА”

Цель работы

- закрепить знания по теме «Производственный шум и вибрация»;

- изучить приборы и методики измерения показателей производственного шума;

- получить практические навыки в измерении показателей производственного шума;

- оценить соответствие показателей производственного шума нормированным значениям и эффективность звукоизоляции источника шума;

- определить класс условий труда по показателям производственного шума.

Общие сведения о шуме

Шумом считаются любые нежелательные звуки, мешающие работе или отдыху, оказывающие на человека вредное или опасное воздействие.

Вредное воздействие шума отражается на деятельности центральной и вегетативной нервных систем человека, что приводит к нарушениям жизненно важных функций организма, управляемых этими системами: мышления, кровообращения, дыхания, обмена веществ и др.

Шум до 30 дБ вызывает слабые психологические реакции, 55дБ – оптимальный уровень функционирования слухового анализатора, 60 дБ – оказывает заметное влияние на работоспособность, более 65 дБ – вызывает вегетативные изменения в организме, 110-120 дБ – яркие болевые реакции, 150-160 дБ – катастрофические последствия (шок, судороги, паралич).

При длительном воздействии шума появляются головные боли, головокружение, беспричинная раздражительность, неустойчивое эмоциональное состояние, быстрое утомление, снижается производительность труда, ослабляется память и внимание, увеличивается количество счетных ошибок, нарушается координация движений, изменяются ритм дыхания и кровяное давление, нарушаются секреторная и моторная функция желудка, снижается кислотность желудочного сока, нарушаются процессы цветоощущения.

Нарушение координации движений, ослабление внимания и ослабления восприятия красного цвета могут стать причиной аварий и несчастных случаев.

Шум высоких энергий, воздействуя на орган слуха, вызывает тугоухость и глухоту, которые являются профессиональными заболеваниями некоторых категорий работников.

Вредное действие шума зависит от субъективных особенностей его восприятия, например, высокочастотные шумы нас раздражают больше, чем другие. Поэтому шум рассматривается не только как физическое явление, оцениваемое физическими (объективными) характеристиками: частотой, звуковым давлением, уровнем звукового давления и др., но и как физиологическое явление – специфические ощущения, возникающие в органе слуха, оцениваемые физиологическими (субъективными) характеристиками: уровнем громкости и громкостью. Физиологические характеристики используются для субъективной оценки шума и эффективности шумозащитных мероприятий.

4.2.1 Физические характеристики шума

Частота Гц. Ухо человека воспринимает звуки как механические колебания упругой среды частотой от 16 до 20000 Гц. Восприятие звукового диапазона зависит от частоты: звуки высоких частот нам кажутся более громкими и более неприятными. Поэтому при оценке вредного действия необходимо иметь представление о частотном составе шума, который определяется с помощью анализаторов шума, представляющих собой систему фильтров, отстроенных на определенные среднегеометрические октавные частоты.

Спектр шума – совокупность уровней звукового давления в октавных полосах частот - является комплексной характеристикой шума.

Октава – интервал между двумя частотами, логарифм отношения которых при основании два равен единице, т. е. это диапазон частот, в котором конечная частота в два раза больше начальной. Звуковой диапазон составляет 9 октав. Среднегеометрическая частота октавного диапазона определяется по формуле:

, Гц

где - среднегеометрическая частота октавного диапазона, Гц;

- начальная частота октавного диапазона, Гц;

- конечная частота октавного диапазона, Гц.

Октавные диапазоны и среднегеометрические октавные частоты представлены в табл. 4.2.1

Таблица 4.2.1 Октавные диапазоны и среднегеометрические октавные частоты

Октава
Диапазон частот, Гц	22,5-45	45-90	90-180	180-355	355-710	710-1400	1400-2800	2800-5600	5600-11200
Среднегеометрическая, октавная частота, Гц	31,5

Звуковое давление, Р, Па – переменная составляющая давления воздуха или газа, возникающая в результате звуковых колебаний. Диапазон восприятия звуковых давлений человеческим ухом очень широк: для звука частотой 1000 Гц от Па (порог слышимости) до Па (болевой порог). Пользоваться такими цифрами неудобно, к тому же ухо человека способно оценивать не абсолютное, а относительное изменение звукового давления. Поэтому для практических целей введено понятие уровня звукового давления, измеряемого в децибелах.

Уровень звукового давления , дБ - величина, определяемая по формуле:

,

где – звуковое давление, создаваемое источником шума, Па;

Па - звуковое давление на пороге слышимости звука частотой 1000 Гц - условное стандартное значение.

Уровни звукового давления непосредственно в децибелах измеряются специальными приборами-шумомерами, которые в совокупности с анализаторами позволяют получить спектр шума.

Уровень звука, , дБА – уровень звукового давления, измеренный на шкале «А» шумомера, чувствительность которой близка к чувствительности уха человека. Используется эта характеристика для ориентировочной оценки шума, например, при аттестации рабочих мест по условиям труда.

4.2.2 Физиологические характеристики

Ухо человека неодинаково чувствительно к звукам различной частоты, поэтому субъективные ощущения, возникающие в органе слуха, не соответствуют объективным характеристикам шума, определяемым с помощью приборов. Звуки одинаковых уровней звукового давления, но различных частот, воспринимаются как разные по громкости. Высокочастотные звуки воспринимаются как более громкие.

Для сравнения неприятного воздействия звуков разных уровней звукового давления и различных частот введена характеристика – уровень громкости.

Уровень громкости, L, фон – условная характеристика. Фон – единица сравнения, равная децибелу на частоте 1000 Гц. На других частотах этого равенства нет. Переход от децибелов к фонам осуществляется по кривым равной громкости, построенным на основе экспериментального сравнения громкости звуков различных частот с эталонной частотой 1000 Гц (рис. 4.2.1).

Все звуки различных уровней звукового давления и частот, лежащие на одной кривой равной громкости, имеют одинаковый уровень громкости, соответствующий номеру кривой, и являются равногромкими.

Уровни громкости в фонах не выражают непосредственную величину субъективного ощущения громкости человеком, т. е. изменение уровня громкости в 2 или 3 раза не означает, что во столько же раз изменилось субъективное восприятие громкости.

Рисунок 4.2.1 Кривые равной громкости звуков

Громкость, S, сон – условная характеристика, позволяющая дать субъективную количественную оценку различным источникам шума. Один сон принят равным сорока фонам. Зависимость между уровнем громкости и громкостью (рис. 4.2.2) определяется формулой:

где S – громкость, сон;

L – уровень громкости, фон.

Рисунок 4.2.2 Зависимость между уровнем громкости и громкостью звука

Шкала сонов введена для оценки субъективного восприятия громкости звука. В ней громкости разделены на субъективно равные ступени, называемые сонами. Эта шкала служит для того, чтобы дать числовое выражение громкости звуков, пропорциональное субъективной оценке наблюдателя с нормальным слухом. Изменения громкости в два раза соответствует интервалу в 10 фон: 40 фон равны 1 сону (международный стандарт), 50 фон – 2 сонам, 60 фон – 4 сонам, то есть при увеличении уровня громкости на 10 фон звук ощущается органом слуха как в два раза более громкий.

Наличие шкалы громкости позволяет определить во сколько раз один источник шума громче другого, во сколько раз уменьшился шум после проведения мероприятий по шумоглушению и т. п. Для этого необходимо подсчитать сумму сонов двух сравниваемых спектров шума, частное от деления будет искомой величиной.

Вредное действие шума на организм человека зависит от уровня звукового давления, частотного состава и характера шума. Важнейшим фактором при оценке вредного действия является субъективное восприятие шума в зависимости от вида трудовой деятельности.

Действующие в настоящее время санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» учитывают специфические особенности восприятия шума человеком. Нормируемыми параметрами постоянного шума являются предельно допустимые уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и уровни звука в дБА (табл. 4.2.2).

Средства коллективной защиты от шума представлены на рис. 4.2.3.

Рисунок 4.2.3 Средства коллективной защиты от шума на пути его

распространения

Таблица 4.2.2 – Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука, дБА
31,5
1. Научная деятельность, конструирование, проектирование, программирование, преподавание и обучение. Рабочие места в помещениях конструкторских бюро, расчетчиков, программистов ЭВМ, лабораторий для теоретических работ и обработки данных
2. Рабочие места в помещениях управления, рабочих комнатах конторских помещений, в лабораториях
3. Работа, требующая постоянного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструкцией; диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в залах обработки информации на вычислительных машинах
4. Работа, требующая сосредоточенности, с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием