 |
|
Основні вимоги до електричного освітлення виробничих приміщень
Освітлювальні установки промислових підприємств у нашій країні споживають понад 40% електроенергії, що витрачається на штучне освітлення.
Умови штучного освітлення на промислових підприємствах дуже впливають на зір, фізичний і моральний стан людей, а отже, на продуктивність праці, якість продукції та виробничий травматизм. Чим точніша й напруженіша виконувана зорова робота, тим більший цей вплив. Численними дослідженнями встановлені залежності функцій зору від умов штучного освітлення. Ними керуються при нормуванні кількісних і якісних характеристик промислових освітлювальних установок і при розробленні рекомендацій з вибору джерел світла, систем і способів штучного освітлення.
Збільшення освітленості у виробничих приміщеннях і в місцях виробництва зовнішніх робіт позитивно впливає на такі функції зору, як гострота, стійкість ясного бачення, швидкість розрізнення, контрастна чутливість. При підвищенні контрасту між об'єктом розрізнення та фоном, на якому об'єкт розглядається, зорова працездатність збільшується. Вона також залежить від співвідношення яскравості робочої зони та навколишнього фону, що потрапляє в поле зору працюючого: зі збільшенням цього співвідношення працездатність знижується. Більш сприятливе співвідношення яскравостей має місце при системі загального освітлення, менш сприятливе – при комбінованому освітленні. В останньому випадку умови зорової роботи поліпшуються при підвищенні яскравості фону, що досягається підвищенням коефіцієнтів відбиття поверхонь приміщень (стін, стелі, підлоги) і виробничого обладнання. Однак занадто світлі поверхні стін, підлоги та обладнання можуть впливати негативно, а в ряді випадків неприпустимі.
Багато виробничих операцій вимагають певного напрямку світла, при якому на робочій поверхні створюються найбільш сприятливі умови зорової роботи. Наприклад, краще виявляються деталі, зникають або з'являються мікротіні, усувається дзеркальне відбиття, що потрапляє в поле зору, джерел світла й т.п. Зазначені умови досягаються застосуванням систем загального або комбінованого освітлення, вибором найбільш доцільних для даних умов освітлювальних приладів (ОП) загального та місцевого освітлення і їх розміщення стосовно робочих місць. Часто оптимальні рішення освітлювальних установок знаходяться експериментальним шляхом. Погіршення функцій зору викликають пряма блискість, тобто надмірна яскравість джерел світла і ОП, і відбита блискість – дзеркальне відбиття світлового потоку від робочої поверхні в напрямку очей працюючих. Властивість більших яскравостей створювати засліпленість називається блискістю. Негативна дія блискості на зір тим більша, чим точніша, напруженіша і триваліша зорова робота. За наявності блискості знижується продуктивність праці, підвищуються зорова і загальна втома.
Обмеження прямої блискості досягається вибором ОП з оптимальними для даних умов світлотехнічними характеристиками і їх правильним розміщенням. Важче усувати відбиту блискість.
Негативний вплив на зір чинять пульсації освітленості при живленні розрядних ламп струмом промислової частоти
(50 Гц), які викликають стомлення зору. При освітленні предметів, що швидко рухаються або обертаються, може виникати явище стробоскопічного ефекту, що підвищує небезпеку травматизму. В освітлювальних установках повинні вживатися заходи щодо зниження пульсації до рівня, установленого нормами.
Заходи щодо поліпшення освітлення на промислових підприємствах вимагають додаткових, іноді значних витрат, які швидко окупаються за рахунок підвищення продуктивності праці, поліпшення якості продукції та зниження травматизму.
Щоб електричне освітлення сприяло успішному виконанню робіт, що виробляються в приміщеннях, воно повинне відповідати багатьом вимогам, найбільш важливі з яких зазначені нижче.
1. Робітник повинен добре бачити місце своєї роботи, деталь, що обробляється, і частину місця навколо робітника. Для цього на робочому місці та у всьому приміщенні повинно бути досить світло або, як це прийнято називати, повинна бути створена необхідна для даних умов роботи величина освітленості на робочому місці та у приміщенні. Для різних робіт і приміщень спеціальними нормами встановлені мінімальні значення освітленості.
2. Світильники, що освітлюють приміщення й робочі місця, не повинні робити на очі робітників сліпучої дії, що може мати місце при неправильному виборі типів світильників, недостатній висоті їхнього підвісу або невдалому розміщенні світильників у приміщенні.
3. Вирішальним значенням для багатьох виробництв є правильний вибір типів джерел світла; це стосується цехів, де потрібне таке електричне освітлення, при якому різні кольори й колірні відтінки розрізнялися б так само добре, як і при природному (денному) освітленні.
4. Для багатьох робіт дуже принципово, як направлене світло на робоче місце. Так, одні роботи вимагають м'якого, розсіяного світла, інші – різко спрямованого освітлення, іноді під цілком визначеним кутом. Одержання необхідного напрямку світла досягається застосуванням світильників різних типів і правильним їхнім розташуванням у приміщенні.
5. Світильники у виробничих приміщеннях повинні бути розташовані так, щоб створити досить рівномірну освітленість по всьому приміщенню (або частині приміщення, для якої нормується та сама величина освітленості). Більша нерівномірність освітлення приводить до висвічування деяких ділянок приміщення зі значно більшою освітленістю, ніж потрібно, що порушує спокійний характер освітлення й викликає перевитрату енергії.
6. Впродовж усього часу роботи освітлення величина освітленості не повинна часто й різко змінюватися. Цілком неприпустимі коливання освітленості від поштовхів напруги в освітлювальній мережі, викликаних, наприклад, пуском потужних електродвигунів або роботою електрозварювальних апаратів; такі коливання напруги дуже несприятливо позначаються на зорі працюючих, викликаючи утому зору й зниження продуктивності праці.
7. Типи світильників, установлюваних у приміщеннях, повинні відповідати не лише світлотехнічним вимогам, відзначеним раніше, але також відповідати умовам середовища у приміщенні. Тут необхідно враховувати такі фактори, як наявність у приміщенні підвищеної вологості, пилу, диму, кіптяви, пожежо- і вибухонебезпечних речовин і газів, виділення у вигляді газів, парів і пилу речовин, що руйнуюче діють на світильники.
8. Необхідно створювати умови зручного обслуговування електричного освітлення й, зокрема, подбати про вільний доступ до світильників для зміни перегорілих ламп і очищення відбивачів і стекол від пилу і бруду.
Якщо врахувати перелічені вимоги до електричного освітлення виробничих приміщень, можна намітити такий перелік питань, які необхідно вирішувати при розробленні світлотехнічної частини проекту освітлення:
1. Вибір систем і видів освітлення.
2. Вибір величин освітленості.
3. Вибір типів джерел світла.
4. Вибір типів світильників.
5. Вибір розміщення й кількості світильників.
Системи освітлення
Відповідно до ДБН В. 2.5-28-2006 «Природне і штучне освітлення» для освітлення виробничих приміщень застосовуються дві системи освітлення: систему загального освітлення та систему комбінованого освітлення, тобто сукупність загального і місцевого освітлення.
При системі загального освітлення світильники встановлюються лише у верхній зоні приміщення – на стелі, на фермах, іноді на стінах, колонах або на технологічному устаткуванні. Ці світильники називаються світильниками загального освітлення та служать для освітлення всієї площі приміщення, як зайнятої устаткуванням і робочими місцями, так і допоміжної. Вони можуть встановлюватися рівномірно, на однакових відстанях один від одного, і тоді говорять, що в приміщенні створюється загальне рівномірне освітлення.
Іноді буває необхідно створювати більш високу освітленість для окремих ділянок приміщення, що може бути досягнуто різними способами: над такими ділянками світильники встановлюються більш часто або на меншій висоті, а іноді збільшується потужність ламп. Таке освітлення називається локалізованим, або системою загального локалізованого освітлення.
Локалізоване освітлення застосовується, наприклад, у цехах, де частина робочих операцій виконується на конвеєрах (збирання різних приладів і механізмів, швейне виробництво й ін.), де виконуються найбільш напружені зорові роботи. У цій зоні створюється найбільша освітленість, а на інших ділянках цеху, де виконуються допоміжні операції (складування, підвезення деталей, різні грубі роботи), або використовуваних для проходу людей і проїзду внутрішньоцехового транспорту, освітленість може бути значно знижена.
При комбінованому освітленні в приміщенні встановлюються світильники загального освітлення і додатково на робочих місцях (верстатах, робочих столах і т.п.) – світильники місцевого освітлення, що служать для підвищення освітленості в робочій зоні. Пристрій одного місцевого освітлення без загального не дозволяється. При комбінованому освітленні загальне освітлення, як правило, виконується рівномірним.
У приміщеннях, що мають природне освітлення, освітленість робочої поверхні, що створюється світильниками загального освітлення в системі комбінованого, повинна становити не менше 10% нормованої для комбінованого освітлення при тих самих джерелах світла. При цьому освітленість повинна бути не менше 200 лк при розрядних лампах і не менше 75 лк – при лампах розжарювання. Створювати освітленість від загального освітлення в системі комбінованого більше 500 лк при розрядних лампах і більше 150 лк при лампах розжарювання допускається лише за наявності обґрунтувань.
У приміщеннях без природного освітлення освітленість робочої поверхні, створюваної світильниками загального освітлення в системі комбінованого, необхідно підвищувати на один щабель.
Незалежно від прийнятої системи загальне освітлення може бути виконане з рівномірним або локалізованим розміщенням світильників.
При яких умовах і в яких випадках застосовується та або інша система освітлення?
Скласти список виробництв або приміщень, де варто застосовувати кожну із систем, неможливо через велику різноманітність виробництв і приміщень. Можна зробити лише загальні міркування та дати рекомендації, керуючись якими в кожному конкретному випадку повинен здійснюватися вибір системи освітлення.
Загальне рівномірне освітлення застосовується у виробничих приміщеннях, де робота виконується по всій площі приміщення, наприклад, у великих складальних, ливарних і зварювальних цехах машинобудівних заводів, у ткацьких цехах текстильних фабрик, креслярсько-конструкторських бюро та конторських приміщеннях, а також у допоміжних і невиробничих приміщеннях.
Локалізоване освітлення обладнується у виробничих приміщеннях, де є ділянки цеху або окремі робочі місця великих розмірів, що вимагають більш високої освітленості, ніж інші ділянки приміщення, наприклад, конвеєр або район розташування складальних столів. Локалізоване освітлення застосовується в друкарських цехах друкарень, де необхідно створювати підвищену освітленість на великих друкованих машинах, механоскладальних цехах на ділянках складальних робіт, на швейних фабриках при роботах на конвеєрах і в багатьох інших виробничих приміщеннях.
Комбіноване освітлення застосовується в приміщеннях, де є робочі місця з тонкими і точними зоровими роботами, що вимагають великої освітленості. Найбільш широко місцеве освітлення поширене в механічних і слюсарних цехах, де світильники встановлюються на кожному верстаті.
Види освітлення
Видами освітлення називаються різні за функціональним призначенням частини освітлювальної установки. Можна виділити чотири види освітлення – робоче, аварійне, охоронне, чергове. Робоче освітлення створює необхідну за нормами освітленість, забезпечуючи тим самим необхідні умови роботи при нормальному режимі експлуатації будинку. При загасанні з тих чи інших причин робочого освітлення аварійне освітлення повинне давати можливість в одних приміщеннях продовжувати роботу при зниженій освітленості – аварійне освітлення безпеки, в інших – безпечно вийти людям із приміщення – евакуаційне аварійне освітлення.
На рис. 3.1 показані характерні схеми будови аварійного освітлення: додаткові світильники (а); світильники, виділені із тих, що функціонують (б); виділені на мережу аварійного освітлення цілі ряди світильників робочого освітлення (в); установка в цих рядах додаткових світильників з лампами розжарювання (г).
Аварійне освітлення безпеки повинне обладнуватися в приміщеннях, у яких раптове відключення робочого освітлення може призвести до тяжких наслідків для людей і виробничого устаткування:
Рисунок 3.1 – Будова аварійного освітлення
· вибуху, пожежі, отруєння людей;
· тривалого порушення технологічного процесу;
· порушення роботи таких об'єктів, як електричні станції, вузли радіо- і телевізійних передач та зв'язку, диспетчерські пункти, насосні установки водопостачання, каналізації та теплофікації, установки вентиляційні і кондиціювання повітря для виробничих приміщень, у яких неприпустиме призупинення роботи тощо;
· порушення режиму дитячих установ незалежно від кількості присутніх у них дітей.
Для забезпечення мінімально необхідних освітлювальних умов при аварійному освітленні безпеки нормами встановлена найменша припустима освітленість робочих поверхонь, що вимагають обслуговування при аварійному освітленні. Ця освітленість повинна становити не менше 5% освітленості, нормованої для робочого освітлення при системі загального освітлення, але бути не меншою 2 лк усередині приміщення і не менше 1 лк – для територій підприємств. При цьому створювати найменшу освітленість усередині приміщень більше 30 лк при розрядних лампах і більше 10 лк при лампах розжарювання допускається за наявності відповідних обґрунтувань.
Зазначення норм про найменшу освітленість від аварійного освітлення безпеки вимагає деяких пояснень. Нормована освітленість робочих поверхонь при системі комбінованого освітлення для різних розрядів зорових робіт у середньому в 2 – 4 рази вища, ніж при системі одного загального освітлення. Освітленість від аварійного освітлення безпеки нормується не менше 5 % освітленості, необхідної при одному загальному освітленні. Таке обмеження освітленості викликане тим, що високі вимоги до надійності живлення аварійного освітлення безпеки, а також заборона використати для аварійного освітлення деякі типи газорозрядних ламп викликані значними капітальними витратами та підвищеними експлуатаційними витратами на аварійне освітлення. Абсолютні невисокі значення освітленості від аварійного освітлення, обумовлені нормами, є в більшості випадків достатніми для вирішення тих зорових завдань, які виникають у короткочасних аварійних режимах роботи штучного освітлення.
Евакуаційне аварійне освітлення потрібне в значно більшій кількості приміщень, ніж аварійне освітлення безпеки.
Евакуаційне освітлення в приміщеннях або в місцях виконання робіт поза будинками слід передбачати:
· у місцях, небезпечних для проходу людей;
· у проходах і на сходах, які використовуються для евакуації людей, при чисельності евакуйованих понад
50 осіб;
· основними проходами виробничих приміщень, у яких працює понад 50 осіб;
· на сходових клітках житлових будинків заввишки
6 поверхів і більше;
· у виробничих приміщеннях з постійно працюючими в них людьми, де вихід людей із приміщення при аварійному відключенні нормального освітлення пов'язаний із небезпекою травмування при продовженні роботи виробничого устаткування;
· у приміщеннях громадських і допоміжних будинків промислових підприємств, якщо у приміщенні можуть перебувати одночасно понад 100 осіб;
· у виробничих приміщеннях без природного світла.
Оскільки характер зорових робіт при евакуаційному аварійному освітленні істотно простіший, ніж у приміщеннях, де потрібне аварійне освітлення безпеки, то евакуаційне освітлення повинно забезпечувати найменшу освітленість на підлозі основних проходів (або на землі) і на сходах: у приміщеннях 0,5 лк, на відкритих територіях – 0,2 лк. Нерівномірність евакуаційного освітлення (відношення максимальної освітленості до мінімальної) за віссю евакуаційних проходів повинна бути не більше 40:1. Світильники освітлення безпеки у приміщеннях можуть бути використані для евакуаційного освітлення.
Більшість виробничих підприємств працює не цілодобово і не безупинно, а у дві або навіть одну зміну з вихідними та святковими днями. У неробочий час, що збігається з темним часом доби, у багатьох приміщеннях підприємств необхідне мінімальне штучне освітлення для несення чергування пожежної і воєнізованої охорони. Для цього в необхідних приміщеннях і місцях передбачається чергове освітлення.
Освітленість, що створюється черговим освітленням, не нормується. Число та розміщення світильників чергового освітлення, а також режими роботи світильників установлюються службами експлуатації виробничих підприємств. У загальних нормах штучного освітлення утримується лише загальна рекомендація виділяти на чергове освітлення по можливості частину світильників робочого або аварійного освітлення. Чергове освітлення, як правило, буває необхідним в тих приміщеннях, де потрібне евакуаційне аварійне освітлення, що без додаткових ускладнень освітлювальних установок дозволяє використовувати цей вид освітлення як черговий.
Аварійне освітлення (як евакуаційне, так і безпеки) може виправдувати своє основне призначення лише за умови, що світильники аварійного освітлення будуть увімкнені, коли відбудеться аварійне відключення робочого освітлення. Відповідно до цього застосовуються два режими роботи аварійного освітлення: перший, найпоширеніший, при якому аварійне освітлення включається одночасно і працює разом із робочим освітленням, і другий, який застосовується порівняно рідко, коли світильники аварійного освітлення при нормальному режимі роботи робочого освітлення не горять і включаються автоматично в момент відключення робочого освітлення. Другий режим застосовується, наприклад, на електричних підстанціях, де для живлення аварійного освітлення використовується акумуляторна батарея.
За дотриманням вимоги про одночасну роботу обох видів освітлення при першому із зазначених режимів роботи аварійного освітлення повинен стежити експлуатаційний персонал підприємств, і передбачати в проектах освітлювальних установок які-небудь спеціальні заходи не потрібно.
У зв'язку з тим, що аварійне освітлення має зазначене вище призначення, норми, що діють, дозволяють використати для аварійного (безпеки і евакуаційного) освітлення:
· лампи розжарювання;
· люмінесцентні лампи, але за умови, що мінімальна температура повітря в приміщенні буде не нижче +5 °С та живлення ламп при всіх режимах буде здійснюватися змінним струмом з напругою на лампах не нижче 90% номінального значення; допускається застосування люмінесцентних світильників із спеціальними лампами та схемами їх підключень, що забезпечують їх нормальну роботу при температурі повітря -15 °С;
· розрядні лампи високого тиску за умови їх миттєвого або швидкого повторного запалювання як у гарячому стані після короткочасного відключення живильної напруги, так і в холодному стані.
Нижче даються деякі вказівки і рекомендації проектування освітлювальних установок виробничих підприємств щодо будови аварійного освітлення. Ці рекомендації стосуються відзначеного вище режиму одночасної дії робочого та аварійного освітлення.
При загальному освітленні приміщень люмінесцентними лампами і лампами розжарювання для аварійного освітлення рекомендується, як правило, виділяти частину світильників, що передбачають для створення необхідної за нормами освітленості. Лише у приміщеннях, освітлюваних люмінесцентними лампами потужністю понад 80 Вт і лампами розжарювання потужністю понад 150 Вт (за винятком приміщень із цілодобовою безперервною роботою), для аварійного евакуаційного освітлення доцільні додаткові світильники з лампами меншої потужності, щоб уникнути перевитрати електроенергії в неробочий час, коли аварійне освітлення використовується як чергове.
У приміщеннях, загальне освітлення яких виконується лампами ДРЛ, ДРІ, ДНаТ, для аварійного освітлення встановлюються додаткові світильники з лампами розжарювання, світловий потік яких при розрахунку нормованої освітленості від робочого освітлення, як правило, не враховується.
Залежно від характеру приміщень і особливостей виконуваних у них робіт аварійне освітлення безпеки може виконуватися як одне загальне освітлення всього приміщення, так і у вигляді локалізованого або місцевого освітлення поверхонь, що вимагають обслуговування при аварійному режимі. При локалізованому і місцевому освітленні таких місць в іншій частині приміщення по лінії проходів повинне передбачатися евакуаційне аварійне освітлення.
Аварійні відключення робочого освітлення на виробничих підприємствах хоча і не часті, але все ж відбуваються та бувають іноді досить тривалими, що обчислюється десятками годин за рік і наносить певний матеріальний збиток виробництву від недовипуску промислової продукції. У багатьох випадках можна досить просто і без великих додаткових витрат уникнути таких втрат шляхом істотного збільшення освітленості від аварійного освітлення (у приміщеннях з будь-яким різновидом аварійного освітлення) до такого значення освітленості, при якому виявляється можливим продовжувати виробничий процес при дещо зниженій в окремих випадках інтенсивності.
Найбільш просто це досягається у приміщеннях з одним загальним рівномірним освітленням шляхом поділу світильників на дві приблизно рівні частини, що живляться роздільними мережами від різних джерел електроенергії. При цьому для спрощення та здешевлення електричних мереж від різних джерел можна по черзі живити різні ряди світильників.
Якщо загальне освітлення виконується люмінесцентними лампами або лампами розжарювання, одну частину світильників можна умовно називати робочим, іншу – аварійним освітленням. Але у приміщеннях із нецілодобовою і небезперервною роботою в одній із частин необхідно виділяти на живлення окремою мережею невелику групу світильників, що створюють освітленість, необхідну для евакуаційного аварійного освітлення, які в неробочий час будуть використовуватися для чергового освітлення.
У приміщеннях, що освітлюються дуговими газорозрядними лампами (ДРЛ, ДРІ, ДНаТ), обидві частини світильників необхідно називати робочим освітленням. У цих випадках у приміщеннях потрібно додатково встановлювати світильники з лампами розжарювання для створення аварійного освітлення того різновиду, що потрібно в даному приміщенні.
У таких установках одна із частин робочого освітлення та аварійне освітлення можуть живитися від загального джерела і при технічній доцільності навіть від загальних щитків.