Оптимизация зрительных условий труда на рабочем месте

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные, светодиодные.

Свечение в лампах накаливания возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры.

Выделяют следующие типы ламп накаливания: вакуумные (В), газонаполненные (Г) (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К). Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостаток — малая световая отдача от 7 до 20 лм/Вт при большой яркости нити накала, низкий КПД, равный 10—13%; срок службы 800—1000 ч. Лампы создают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов. 

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, иода), который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества—люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение более благоприятное с гигиенической точки зрения. К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т. е. они в 2,5-3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы (около5°С) делает лампу относительно пожаробезопасной.

Наряду с преимуществами люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: пульсация светового поток, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различия — вместо одного предмета видны изображения нескольких, а также направления и скорости движения); более дорогостоящая и сложная схема включения, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели, стартеры); значительная отраженная блескость; чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (оптимальная температура 20— 25 °С) понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока.

В зависимости от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов люминесцентных ламп: ЛБ—лампы белого света, ЛД—лампы дневного света, ЛТБ — лампы тепло-белого света, ЛХБ—лампы холодного света, ЛДЦ—лампы дневного света правильной цветопередачи. Наиболее универсальны лампы ЛБ. Лампы ЛХБ, ЛД и особенно ЛДЦ применяются в случаях, когда выполняемая работа предполагает цветоразличение.

Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений в последнее время большое распространение получили дуговые люминесцентные ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Эти лампы в отличие от обычных люминесцентных ламп сосредотачивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Такие лампы выпускают мощностью от 80 до 1000 Вт. Лампы работают при любой температуре внешней среды. Кроме того, их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания.

К недостаткам ламп относится длительное, в течение 5— 7 мин, разгорание при включении. Ведутся разработки по созданию мощных ламп, дающих спектр, близкий к спектру естественного света. Такими источниками являются дуговая кварцевая лампа ДКсТ, выполненная из кварцевого стекла и наполненная ксеноном под большим давлением, галогенные (ДРИ) и натриевые лампы (ДНаТ).Эти лампы обладают высокой световой отдачей до 100 лм/Вт, правильной цветопередачей, их мощность составляет 1—2 кВт. Такие лампы можно применять для освещения производственных помещений высотой более 10 м.

Светодиодные светильники принципиально отличаются и от ламп накаливания, и от люминесцентных источников света. Светодиод – это полупроводниковый диод, который светится за счет выделения фотонов.

Светодиод – это полупроводниковый кристалл размером в доли миллиметра. То, каким цветом светится приборчик, зависит от материала, из которого изготовлен кристалл. Сегодня выпускаются светодиоды синего, красного, зеленого, белого, желтого оттенков, причем все они стоят по-разному.

Светодиодные прожекторы и в целом светодиодное освещение имеют ряд выдающихся положительных качеств. Во-первых, преобразование электрической энергии в световую происходит с минимальными потерями. Во-вторых, светодиоды потребляют очень мало электроэнергии, то есть являются чрезвычайно экономичными. По данному параметру они значительно превосходят лампы накаливания и газоразрядные светильники. В-третьих, при работе светодиод практически не нагревается, то есть нет потерь энергии и не возникает проблем с нагревом окружающих материалов. В-четвертых, светодиод дает свечение, близкое к монохромному, то есть чистейший свет определенного спектрального цвета. Это позволяет дизайнерам разрабатывать впечатляющие художественные решения для современных интерьеров, зданий, ландшафтов. В-пятых, светодиод служит по сто тысяч часов, то есть на порядок больше, чем все другие источники света. И наконец, светодиод может работать в низковольтной сети, то есть он безопасен, поэтому может использоваться на открытом воздухе.

Стоимость светодиодов, которая изначально была довольно высокой, в настоящий момент быстро сокращается, так что перспективы использования данных источников света представляются весьма обнадеживающими6.

Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. В случае необходимости допускается использование ламп накаливания. Источники света выбирают с учетом рекомендаций санитарных норм и правил7.

К основным характеристикам источников света относятся: удельная световая отдача и средний срок службы, а также мощность ламп, напряжение сети и излучаемый лампой световой поток. Желательно, чтобы спектр искусственного освещения максимально приближался к спектру естественного света.

При выборе источников света необходимо обращать внимание на спектральный состав света, так как он способствует не только цветоразличению в процессе выполнения трудовой задачи, но и оказывает существенное влияние на психофизиологическое состояние человека и ощущение им светового комфорта.

Важное значение имеет правильная организация эксплуатации осветительных устройств, которая предусматривает систематическую очистку окон, световых фонарей и светильников от загрязнения, своевременную замену перегоревших ламп в светильниках, текущий и профилактический ремонт оборудования, соблюдение общих санитарных правил в помещениях и на территории, прилегающей к зданиям, регулярную побелку и окраску стен и потолков помещений в светлые тона.

В процессе эксплуатации осветительных установок необходимо следить за поддержанием постоянного напряжения и устранять причины, вызывающие потери или колебания напряжения. Контрольные измерения освещенности должны проводиться не реже одного раза в три месяца.

Необходимо строго следить за защитой глаз от слепящего действия источников света, не допускать снятия с осветительных приборов защитных стекол и рефлекторов, уменьшения высот подвеса светильников. Обслуживание и ремонт осветительных установок должен производить квалифицированный персонал.

Освещенность и эксплуатация осветительных систем контролируется на предприятиях ведомственными органами надзора.

3. Средства и способы обеспечения требований освещенности и равномерного светораспределения

Выбор параметров производственного освещения основывается на учёте требований, предъявляемых конкретным производственным процессом, в соответствии с действующими нормами и правилами.

Основной целью нормирования освещённости рабочих мест является обеспечение оптимальных условий зрительной работы. В настоящее время освещение нормируется согласно Строительным Нормам и Правилам (СНиП 23-05-95), который устанавливает минимальные уровни освещённости рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Точность зрительной работы характеризуется размером объекта различения. Объект различения – это элемент рассматриваемого объекта минимального размера, который нужно узнавать и различать (элемент буквы или толщина её начертания, размер отдельных деталей или расстояние между ними при пайке и монтаже и т.п.).

Основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения внутри помещений принят коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение (в процентах освещенности) в данной точке помещения к наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом .  Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию КЕО, представлены в санитарных нормах и правилах, в которых устанавливается требуемая величина КЕО в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства.

КЕО – это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Eвн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах, т.е. КЕО = 100Евн/Ен.

Принято раздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения. При боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО в пределах рабочей зоны, которое должно быть обеспечено в точках, наиболее удаленных от окна; в помещениях с верхним и комбинированным освещением – по усредненному КЕО в пределах рабочей зоны. Нормированное значение КЕО с учетом характеристики зрительной работы, системы освещения, района расположения зданий на территории страны:  ен=КEOmc,  где КЕО–коэффициент естественной освещенности; определяется по СНиП 23-05–95; т –коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от района расположения здания на территории страны; с – коэффициент солнечности климата, определяемый в зависимости от ориентации здания относительно сторон света; коэффициенты т и с определяют по таблицам СНиП 23-05–95.

Для искусственного освещения нормируемый параметр—освещенность. СНиП 23-05-95 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Согласно  СНиП 23-05-95 все зрительные работы по точности разделены на 6 разрядов (табл. 1) в зависимости от наименьшего размера объекта различения при условии,  что  расстояние между объектом и органами зрения не превышает 0,5 м. Кроме того, предусмотрены: VII разряд – для работ со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах и VIII разряд – для работ, связанных с общим наблюдением производственных процессов.    

Таблица 1

Разряды зрительных работ

В табл. 2 приведены нормативные значения минимально допустимых уровней освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях для I – III разрядов.

Таблица 2

         Нормативные уровни искусственного освещения