Основная задача для выбора освещения — обеспечить такую освещенность рабочего места, которая будет наилучшим образом соответствовать характеру выполняемой работы.

Каждый вид деятельности, связанный освещенностью объектов, зданий, цехов, бытовых и административных корпусов, определённо требует уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности.

Зрительное утомление, связанное с напряженной работой и частой переадаптацией, приводит к снижению зрительной и общей работоспособности.

Качественное освещение производственных помещений выполняет несколько функций:

1. Освещение на производстве призвано сделать работу специалистов удобной и безопасной.
2. Профессионально организованное освещение рабочего помещения благоприятно влияет на психику людей, тонизирует и создает хорошее настроение, что отражается на производительности труда.

Виды освещения производственных помещений и рабочих мест.

Освещение как свет от какого-либо источника, создающее освещенность поверхностей предметов и обеспечивающее зрительное восприятие этих предметов.

По этому критерию выделяют несколько видов освещения:

• Естественное;
• Искусственное;
• Совмещенное.

1. Естественное освещение – освещение помещений светом, исходящим от неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Нормируемой характеристикой является коэффициент естественной освещенности.

• Боковое естественное освещение – естественное освещение помещения через световые проемы в наружных стенах.
• Верхнее естественное освещение – естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах (в местах перепада высот здания).
• Комбинированное естественное освещение – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Основным фактором, препятствующим широкому применению естественного освещения, является его непостоянство.

2. Искусственное освещение – освещение помещений и других мест, где недостаточно естественного освещения.

Подразделяется на:

• а) рабочее;
• б) аварийное;
• в) охранное;
• г) дежурное;
• д) общее;
• е) местное;
• ж) комбинированное.

При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения используется для дежурного освещения.

а) Рабочее освещение обеспечивают во всех помещениях, а также на участках открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта рисунок 1. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и с разными режимами работы, предусматривается раздельное управление рабочим освещением.

Рисунок 1. Рабочее освещение производственного цеха

Рабочее освещение создается светильниками. Светильником называется световой прибор, состоящий из источника света и осветительной арматуры. Светильники в помещениях располагаются рядами по вершинам прямоугольников, ромбов, равносторонних треугольников на высоте, обеспечивающей нормальную освещенность.

Светильники рабочего освещения включаются, как правило, на напряжение 220 В. При перерыве в электроснабжении рабочего освещения должно быть предусмотрено аварийное освещение для продолжения работы или эвакуационное – для эвакуации людей из рабочего помещения.

б) Аварийное освещение – освещение объектов различного назначения, не прекращающееся или автоматически вводимое в действие при внезапном отключении рабочих (основных) источников света рисунок 2. Предназначено для обеспечения эвакуации людей или временного продолжения работы на объектах, где внезапное отключение освещения создает опасность травматизма или недопустимого нарушения технологического процесса. Аварийное освещение подразделяется на: освещение безопасности и эвакуационное освещение.

Освещение безопасности – освещение, предусматриваемое на случай аварийного отключения рабочего освещения, в результате чего возможны:

• длительное нарушение технологического процесса;
• нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радиотелевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях, где недопустимо прекращение работ.

Рисунок 2. Аварийное освещение

Эвакуационное освещение – освещение для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении нормального освещения рисунок 3. Такое освещение (в помещениях или в местах производства работ вне зданий) следует предусматривать:

• в местах, опасных для прохода людей;
• в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек;
• по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 человек;
• на лестничных клетках жилых зданий высотой 6 этажей и более;
• в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-запродолжения работы производственного оборудования;
• в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещениях могут одновременно находиться более 100 человек;
• в производственных помещениях без естественного света.

Рисунок 3. Эвакуационное освещение

При аварийном освещении освещенность на рабочих местах должна быть не менее 10% рабочей освещенности, установленной для нормальных условий.

Светильники аварийного освещения располагаются и работают совместно со светильниками рабочего освещения, но подключаются к независимому источнику питания. Если светильники рабочего и аварийного освещения чередуются, то при отключении рабочего освещения аварийное освещение будет обеспечивать 50% освещенности, что позволяет продолжать многие виды работ. Эвакуационное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,3 лк.

в) Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Могут использоваться любые источники света, за исключением случаев, когда охранное освещение автоматически включается только при срабатывании охранной сигнализации или других технических средств. В таких случаях применяются лампы накаливания. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк.

г) Дежурное освещение – освещение в нерабочее время рисунок 4. Область применения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству не нормируются.

Рисунок 4. Дежурное освещение

д) Общее освещение предназначено для создания необходимой освещенности рабочих поверхностей, объектов различения и помещения в целом. Оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение обеспечивает равномерное распределение освещенности заданного уровня по всей площади помещения. При этом светильники, как правило, выбираются одного типа и мощности и устанавливаются на одной высоте.

При локальном размещении светильников обеспечивается нужное направление светового потока, лучшее освещение, чем при равномерном освещении, благодаря устранению теней от оборудования. Положение светильников выбирается в зависимости от расположения рабочих поверхностей или производственного оборудования.

е) Местное освещение предназначается для освещения отдельных рабочих поверхностей. Светильники обычно устанавливаются в непосредственной близости от объекта различения. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных в отношении поражения электрическим током должны включаться на напряжение не выше 36 В.

ж) Комбинированное освещение – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.

3. Совмещенное освещение – освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Системы искусственного освещения обуславливаются способами размещения светильников. По способам размещения светильников в помещениях различают системы общего и комбинированного освещения.

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и рабочих поверхностей. Общее освещение может быть равномерным и локализованным. Светильники общего освещения располагают в верхней зоне помещения и крепят их на строительных основаниях здания непосредственно к потолку, на фермах, на стенах, колоннах или на технологическом производственном оборудовании, на тросах и т.д. Выбор той или иной системы освещения определяется характером работы и особенностями технологического процесса.

Рисунок 5. Равномерное освещение производственного участка

При общем равномерном освещении создается равномерная освещенность по всей площади помещения рисунок 5. Освещение с равномерным размещением светильников применяется в производственных помещениях, в которых технологическое оборудование расположено равномерно по всей площади с одинаковыми условиями зрительной работы или в помещениях общественного или административного назначения.

Рисунок 6. Локализованное освещение

Общее локализованное освещение рисунок 6 предусматривается в помещениях, в которых на разных участках производятся работы, требующие различной освещенности, или когда рабочие места в помещении сосредоточены группами и необходимо создание определенных направлений светового потока.

Рисунок 7. Местное освещение

Наряду с системой общего освещения в помещениях может применяться местное освещение рисунок 7. Местное освещение предусматривается на рабочих местах (станках, верстках, столах, разметочных плитках и т.д.) и предназначено для увеличения освещенности рабочих мест.

Устройство в помещениях только местного освещения нормами запрещено. Местное ремонтное освещение выполняется переносными светильниками, которые подключаются через понижающий трансформатор на безопасном напряжении 12В, 24В, 42В в зависимости от категории помещения в отношении безопасности обслуживающего персонала.

Комбинированное освещение.

Местное и общее освещения, применяемые совместно, образуют систему комбинированного освещения. Применяется она в помещениях с точными зрительными работами, требующими высокой освещенности. При такой системе светильники местного освещения обеспечивают освещенность только рабочих мест, а светильники общего освещения – всего помещения, рабочих мест и главным образом проходы, проезды.

Рисунок 8. Выбор системы освещения

Выбор той или иной системы освещения определяется в основном размещением оборудования и соответственно расположением рабочих мест, технологией выполняемых работ, экономическими соображениями рисунок 8.

Одним из основных показателей, характеризующим целесообразность применения общей или комбинированной системы освещения является плотность расположения рабочих мест в помещении (м²/чел).

В таблице 1 приведены рекомендуемые системы освещения для различных разрядов зрительной работы в зависимости от плотности расположения рабочих мест и дается при этом возможная экономия электроэнергии.

Таблица 1. Рекомендуемые области применения систем общего и комбинированного освещения

Примечание: + — рекомендуется; – — не рекомендуется; S — средняя плотность, м2 на одного работающего.

Правильность выбора системы освещения определяет эффективность осветительной установки.

Источниками искусственного освещения являются газоразрядные лампы и лампы накаливания. Газоразрядные лампы предпочтительнее для применения в системах искусственного освещения. Световой поток от газоразрядных ламп по спектральному составу близок к естественному освещению и поэтому более благоприятен для зрения.

Однако газоразрядные лампы имеют существенные недостатки, к числу которых относится пульсация светового потока. При рассмотрении быстро движущихся или вращающихся деталей в пульсирующем световом потоке возникает стробоскопический эффект, который проявляется в искажении зрительного восприятия объектов (вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажаются направление и скорость движения).

В системах производственного освещения применяют люминесцентные газоразрядные лампы, имеющие форму цилиндрической стеклянной трубки.

Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда в видимый свет. Люминесцентные газоразрядные лампы в зависимости от применяемого в них люминофора создают различный спектральный состав света. Различают несколько типов ламп: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ).

Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления), в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления:

• лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные);
• галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с йодидами);
• ксеноновые лампы ЛКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые), которые в основном применяются для освещения территорий предприятия;
• натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые), используемые для освещения цехов с большой высотой (в частности, многих литейных цехов).

Применяются для освещения производственных помещений также лампы накаливания, в которых свечение возникает путем нагревания нити накала до высоких температур. Они просты и надежны в эксплуатации.

Недостатками их являются низкая световая отдача (не более 20 лм/Вт), ограниченный срок службы (до 1000 ч), преобладание излучения в желто-красной части спектра, что искажает цветовое восприятие.

В осветительных системах используют лампы накаливания различных типов:

• вакуумные (НВ);
• газонаполненные биспиральные (НБ);
• биспиральные с криптоноксеноновым наполнением (НБК);
• зеркальные с диффузно отражающим слоем и др.

Большое распространение получают лампы накаливания с йодным циклом – галоидные лампы, которые имеют лучший спектральный состав света и хорошие экономические характеристики.

Светодиодные лампы уже давно нашли применение в различных областях промышленности, в электрощитах, радиоэлектронных приборах, в приборах сигнализации и связи, бытовой технике, в частности, направления по использованию светодиодных ламп в качестве замены декоративных и осветительных ламп накаливания.

Преимущества:

• большой срок службы, в различных источниках указывается разный — от полутора до 10 лет (или от 10 000 до 100 000 часов);
• низкое энергопотребление, величина его так же различная и зависит от типа лампы;
• устойчивость к вибрации и механическим ударам;
• безотказная работа в различных климатических условиях при температуре от — 60 до +60 ⁰С;
• светодиодные лампы изготавливаются на любое напряжение, соответственно, нет необходимости установки дополнительных балластных резисторов;
• светодиод излучает в узкой части спектра, обладает «чистым цветом», что важно в световом дизайне.

Недостатки:

• самый главный недостаток — высокая цена;
• ограничена сфера применения, т.е. в некоторых случаях лампы накаливания нельзя заменить светодиодными.

Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором светильников, представляющих собой совокупность источника света и осветительной арматуры. Основное назначение светильников заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для освещения направлениях, механическом креплении источников света и подводе к ним электроэнергии, а также защите ламп, оптических и электрических элементов от воздействия окружающей среды.