Основні світлотехнічні величини

• залежність освітленості від часу доби і пори року, географічної широти, ступеня хмарності та забруднення атмосфери.За будівельними нормами і правилами «ДБН В.2.5-28-2006. Природне і штучне освітлення» необхідно, щоб усі виробничі, підсобні, складські та допоміжні приміщення були забезпечені денним світлом (для приміщень із постійним перебуванням людей).Винятки становлять підземні споруди, склади з короткочасним перебуванням у них людей, фотолабораторії та інші технологічні приміщення.

Освітленість, створювана розсіяним  денним світлом у відкритому місці, є різною для різних широт, пори року і часу доби, тому природне освітлення не можна кількісно оцінювати значенням освітленості. Для оцінки природного освітлення прийнята відносна величина – коефіцієнт природної освітленості (КПО).

КПО – відношення природної  освітленості  Евн, створюваної в деякій точці заданої площі всередині приміщення світлом неба (безпосереднім чи відбитим), до одночасного значення зовнішньої горизонтальної освітленості  Ез, створюваної світлом повністю відкритого небосхилу. КПО виражається у відсотках і визначається за формулою:

Природне освітлення виробничих приміщень здійснюється:

– боковим світлом – одно- і двостороннє через світлопрорізи (вікна) у зовнішніх стінах;

– верхнім світлом, через світлові ліхтарі – прорізи в перекриттях;

– комбінованим світлом – через світлові ліхтарі – прорізи в перекриттях та вікна. Природне освітлення верхнім і комбінованим світлом забезпечує більшу рівномірність рівня освітленості, ніж бокове. При застосуванні тільки бокового освітлення створюється висока освітленість поблизу вікон і низька у глибині цеху, і при цьому можливе утворення тіней від устаткування великих розмірів. Практика свідчить, що використання одного природного світла для промислових будівель є недостатнім через недосконалість застосо-вуваних світлопрозорих конструкцій і незадовільну їх експлуатацію. У будинках із недостатнім природним освітленням застосовують суміщене освітлення – освітлення, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним. Воно використовується при виконанні робіт високої точності в районах північної кліматичної зони, в багатопрогонових будинках із великою шириною.Штучне освітлення промислових підприємств здійснюється штучними джерелами світла. Упровадження нових технологічних процесів, які потребують напруження зору, подальший розвиток ком-пактності забудови, масове застосування блоків промислових споруд неминуче пов’язане з посиленням ролі штучного освітлення, що у ряді випадків залишається єдиним (безвіконні промислові будинки і споруди) або доповнює недостатнє природне освітлення у віддалених від світлопрорізів зонах приміщення (у безліхтарних і багатоповерхових будинках). На цей час розроблені освітлювальні установки (ОУ), які за яскравістю, характером, спектром випромінюваного світла наближаються до природного спектра, що дає змогу доповнювати штучним «денним» світлом недостатність природного світла. Однак використання штучного освітлення пов’язане з витратами енергії, труднощами його монтажу, високою вартістю і потребує постійного нагляду за експлуатацією ОУ.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, безпеки і евакуаційне, охоронне і чергове.За способом розташування джерел світла – на загальне, місцеве і комбіноване.Загальне освітлення – це освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення рівномірно, без урахування розташування робочих місць (загальне рівномірне освітлення) або обладнуються залежно від розташування устаткування робочих місць (загальне локалізоване освітлення).

Загальне рівномірне розміщення світильників (у прямокутному чи шаховому порядку) для створення раціональної освітленості застосовують при виконанні однотипних робіт в усьому приміщенні, при великій щільності робочих місць (складальні цехи при відсут-ності конвеєра, деревообробні та ін.).Загальне локалізоване освітлення передбачається для забезпечення на ряді робочих місць освітленості у певній площі (термічна піч,ковальський молот тощо), коли біля кожного з них обладнують до-датковий світильник (наприклад, кососвіт), а також при виконанні на ділянках цеху різних за характером робіт чи за наявності затінювального устаткування.Місцеве освітлення є додатковим до загального і створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочому місці. Місцеве освітлення буває стаціонарним і переносним (напруга 12–36 В) і служить для освітлення тільки робочих місць.Застосування одного місцевого освітлення у виробничому приміщенні санітарними нормами не допускається, оскільки одне місцеве освітлення не забезпечує достатню рівномірність освітлення сусідніх зон. При цьому потрібно мати на увазі, що освітленість робочої поверхні, створювана світильниками загального освітлення, при системі комбінованого освітлення має становити 10% від норми, але не менше 200 лк при використанні газорозрядних ламп і 75 лк при лампах розжарювання.Аварійне освітлення поділяється на освітлення безпеки і евакуа ційне.Освітлення безпеки – освітлення для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення. Аварійне освітлення (хімічні заводи, металургійні комбінати тощо) передбачається, якщо відключення робочого освітлення може викликати:

• вибухи, пожежі, отруєння людей;

• тривале порушення технологічного процесу;

• порушення роботи таких  об’єктів, як електростанції, насосні станції водопостачання, каналізації і теплофікації та ін.;

• для виробничих приміщень  з кількістю працівників у них понад 50 осіб.

Аварійне освітлення має  розраховуватися таким чином:

але не менше 2 лк усередині  будинку та 1 лк зовні. Живлення аварійного освітлення має бути надійним і здійснюватися від незалежного джерела постачання (акумулятор, дизельна електростанція (ДЕС), система шин від інших джерел живлення).При зникненні напруги на робочих шинах мережа аварійного освітлення автоматично вмикається.

Евакуаційне освітлення (аварійне освітлення для евакуації) – освітлення для евакуації людей із приміщення при аварійному відключенні робочого освітлення. Евакуаційне освітлення створюється в місцях, небезпечних для проходження людей, у проходах і на сходах, передбачених для евакуації людей (понад 50 осіб), по основних проходах виробничих приміщень, у яких працює понад 50 осіб, у виробничих приміщеннях без риродного світла, у виробничих приміщеннях з постійно працюючими в них людьми, де вихід людей із приміщення при аварійному відключенні нормального освітлення пов’язаний з небезпекою травмування при продовженні роботи виробничого устаткування. На відкритих територіях Еmin= = 0,2 лк, у приміщеннях Еmin = 0,5 лк. Охоронне освітлення передбачається вздовж меж території, що охороняється в нічний час. Мінімальне охоронне освітлення Еmin = 0,5 лк на рівні землі або на рівні 0,5 м від землі на одній стороні вертикальної площі, перпендикулярної до лінії межі.Для охоронного, а також чергового (освітлення в неробочий час) освітлення звичайно виділяється частина світильників робочого чи аварійного освітлення.

До джерел штучного освітлення належать лампи розжарювання і газорозрядні лампи.Лампи розжарювання відносять до джерел світла теплового випромінювання, у їхньому спектрі переважають жовто-червоні промені, що спотворює колірне сприйняття. Вони значно поступаються газорозрядним джерелам світла за світловою віддачею і за світлопередачею, за строком служби, що обмежує їх застосування на виробництві. Однак вони є найбільш надійним джерелом світла у зв’язку з елементарно простою схемою їх включення, простотою конструкції та експлуатації, малими габаритами, великою номенклатурою, практично постійним світлопотоком Кп = 6...7%, а умови зовнішнього середовища, включаючи температуру повітря, не впливають на їхню роботу.У  газорозрядних лампах використовується явище люмінесценції («холодне світіння»). Світло виникає в результаті електричного розряду в газі, парах металів чи у суміші газу з парами. До них відносять різні типи люмінесцентних ламп низького тиску з різним роз-поділом світлового потоку за спектром: лампи денного світла (ЛД), білого світла (ЛБ),  холодного білого світла (ЛХБ), з  поліпшеною передачею кольору (ЛДЦ), близькі за спектром до сонячного світла (ЛХЕ), дугові ртутні лампи високого тиску з виправленою кольоровістю (ДРЛ); ксенонові (Дксн), засновані на випромінюванні дугового розряду у важких інертних газах; натрієві високого тиску (ДнаТ) і металогалогенні (ДРІ) з додаванням йодидів металів. Лампи ЛХЕ, ЛДЦ застосовуються у випадках, коли ставляться високі вимоги до розрізнення кольору, а в інших випадках – лампи ЛБ як найбільш

економні. Лампи ДРЛ рекомендуються для виробничих приміщень, якщо робота не пов’язана з розрізненням кольорів (у високих цехах машинобудівних, металургійних підприємств тощо) і для зовнішнього освітлення.Лампи ДРІ мають високу світлову віддачу і поліпшену кольоровість, застосовуються для освітлення приміщень великої висоти і площі, будівельних майданчиків, кар’єрів тощо. Ксенонові лампи икористовують для освітлення проїздів гірничорудних кар’єрів, територій промислових підприємств. Застосування ксенонових ламп у приміщенні не дозволяється.Газорозрядні лампи мають значну світлову віддачу, економічні (термін служби становить 5000 годин і більше), створюють рівномірне освітлення в полі зору, не викликають теплових випромінювань, спектр випромінювання є близьким до природного. Люмінесцентні лампи застосовуються при точних роботах, що потребують правильної передачі кольору, значного напруження зору й уваги (радіотехнічна, поліграфічна, текстильна промисловість, приладо-, машинобудування та ін.), у приміщеннях із недостатнім природним освітленням, у безліхтарних, безвіконних будинках і т.д. Основні характеристики електричних ламп наведені в табл. 3.2.

Порівняння характеристик  показує, що люмінесцентні лампи мають ряд переваг у порівнянні з лампами розжарювання (за світловою віддачею, терміном служби, спектром випромінювання). Однак люмінесцентні лампи мають і недоліки:

• підвищений коефіцієнт пульсації (Кп < 15%);

• складніше влаштування (наявність пускорегулювального пристрою);

• присмерковий ефект;

• низька потужність;

• не розв’язане питання  знешкодження ламп (наявність ртуті);

• невелика номенклатура;

• стробоскопічний ефект (уявні зміна чи припинення руху предмета, освітлюваного світлом, яке періодично змінюється з визначеною частотою);

• шум дроселів.

Зазначені лампи працюють у нормальному режимі лише за температури повітря 15–25°C, при більших чи менших температурах світлова віддача знижується. Обмежується їх застосування в пожежо-і вибухонебезпечних виробництвах.

Однак згідно зі ДБН В.2.5-28-2006 для освітлення виробничих приміщень слід передбачати газорозрядні лампи низького і високого тиску (люмінесцентні, ДРЛ, металогалогенні, натрієві). У разі неможливості або при техніко-економічній недоцільно сті застосування газорозрядних джерел допускається використання ламп розжарювання.На ряді промислових підприємств – у виробництві напівпровідників, радіотехніки, мікроелектроніки та в деяких інших галузях – у зв’язку з необхідністю підтримки постійних умов мікроклімату, високої чистоти повітря чи особливого світлового режиму робота проводиться в умовах тільки штучного освітлення (безліхтарні та безвіконні виробничі приміщення). Робота в таких будівлях призводить до психологічного дискомфорту, тому будівництво таких споруд припустиме лише при строгому технічному обґрунтуванні й дотриманні всіх гігієнічних вимог до приміщень без природного світла.Раціональне освітлення значним чином залежить від вибору освіт-лювального приладу.Світильники – джерела світла, укладені в арматуру, призначену для правильного розподілу світлового потоку і захисту очей від надмірної яскравості цього джерела світла. Арматура захищає джерело світла від механічних пошкоджень, а також від диму, пилу, кіптяви, вологи, забезпечує кріплення і підключення до джерела живлення.За розподілом світлового потоку в просторі світильники поділяють на такі групи:

1)  світильники прямого світла, що від 50 до 90% усього світлового потоку спрямовують у нижню півсферу;

2)  світильники відбитого світла з випромінюванням у верхню півсферу від 55 до 90% світлового потоку;

3) світильники розсіяного світла.Такий поділ ґрунтується на відношенні світлового потоку, випромінюваного в нижню сферу, до повного світлового потоку світильника.

Залежно від конструктивного  виконання розрізняють світильники:

– відкриті;

– закриті;

– пилонепроникні, пилозахисні (герметичні від пилу);

– вологозахисні; які не пропускають вологу;

– вибухозахисні;

– вибухонепроникні, підвищеної надійності щодо вибуху.

За призначенням світильники бувають: для загального і місцевого освітлення. Світильники можна вибрати залежно від характеристики навколишнього середовища.

Слід зазначити, що ефективність освітлювальних установок у процесі  експлуатації може знизитися, тому необхідний систематичний нагляд за їхнім станом, своєчасне чищення арматури та скляних поверхонь і ламп від пилу, кіптяви, фарбування устаткування, стін, стелі.За допомогою відповідного розміщення світильників у робочому приміщенні створюється система освітлення.