Производственное освещение

4. Производственное освещение

4.1. Виды производственного освещения

Свет имеет исключительно важное значение для человека, поскольку обеспечивает зрительное восприятие человеком окружающей среды. Большую часть информации, которую люди получают через органы чувств, поставляет свет - примерно 80%. Он позволяет оценить форму, цвет и перспективу предметов, окружающих человека в повседневной жизни. Качество зрительной информации во многом определяется условиями зрительной работы. Не следует забывать и то, что такие элементы самочувствия человека, как настроение, степень утомления, зависят от освещения и цвета окружающих предметов.

Назначение производственного освещения - обеспечение нормальных зрительных условий для выполнения соответствующего вида работ в производственном помещении. Неудовлетворительная организация системы производственного освещения может привести к появлению ошибок, допущенных при выполнении порученных операций работником,  а также несчастных случаев, связанных с трудностями в распознавании тех или иных предметов или определения степени опасности, связанной с обслуживанием станков, транспортных средств, контейнеров с агрессивными веществами и т.д.

Повреждения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются, к сожалению, частым явлением. Благодаря способности зрения приспосабливаться к недостаточному освещению этой проблеме не уделяют необходимого внимания.

По типу источника света производственное освещение бывает трех видов (рис.  4.1):

· естественное - источником света является солнце (прямой или диффузно рассеянный свет небесного купола);

· искусственное - искусственные источники света;

Рекомендуемые материалы

· совмещенное - недостаточное естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Солнечное излучение сильно влияет на кожу, внутренние органы и ткани и, прежде всего, на центральную нервную систему. Интересно, что это влияние не ограничивается временем, когда человек находится на солнце, а продолжается и после того, как он уходит в помещение или наступает ночь. Медики называют его рефлекторным.

Действие солнечного света начинается с влияния на кожный покров. Незащищенная одеждой кожа человека отражает от 20 до 40% упавших на нее видимых и ближайших к ним по длине волн невидимых инфракрасных лучей (20% отражает кожа загорелого человека, а 40% - самая незагорелая, белая кожа). Поглощенная часть (60–65%) лучистой энергии проникает под внешний кожный покров и влияет на более глубокие слои тела.

Рис. 4.1. Виды производственного освещения

Ультрафиолетовые и некоторые инфракрасные лучи отражаются кожей в меньшей степени и сильнее поглощаются роговым, более грубым слоем кожи.

У людей, длительное время работающих на севере, в шахтах, метро или просто в городах в средней полосе России, у тех, которые в дневное время большей частью находятся в помещениях, а по улицам перемещаются на транспорте, развивается солнечное голодание. Дело в том, что обычные оконные стекла зданий в незначительной степени пропускают физиологически активные ультрафиолетовые лучи, а в городах их и без того мало доходит до поверхности земли в результате загрязнения воздуха пылью, дымом, выхлопными газами.

При солнечном голодании кожа становится бледной, холодной и вялой. Она плохо снабжается питательными веществами и кислородом. В ней слабее циркулирует кровь и лимфа, из нее плохо выводятся продукты распада - шлаки и начинается отравление организма отработанными веществами. Кроме того, капилляры делаются более ломкими, в связи с чем увеличивается склонность к кровоизлияниям.

У тех, кто испытывает солнечное голодание, происходят болезненные, неприятные метаморфозы, затрагивающие как сферу психики, так и физическое состояние. Прежде всего, проявляются нарушения деятельности нервной системы: ухудшается память и сон, усиливается возбудимость у одних и безучастность, заторможенность у других. С ухудшением кальциевого обмена (появлением затруднений при усвоении пищевого кальция и фосфора, которые продолжают выводиться из организма, а следовательно, наступает обеднение тканей этими необходимыми веществами), начинают усиленно разрушаться зубы, увеличивается ломкость костей. При длительном солнечном голодании снижаются умственные способности и работоспособность, очень быстро наступают утомление и раздражение, уменьшается подвижность, ухудшаются возможности борьбы с попадающими в организм микробами (снижается иммунитет). Человек, испытывающий солнечное голодание, чаще заболевает простудными и другими инфекционными заболеваниями, и болезнь носит затяжной характер. В этих случаях медленно и плохо заживают переломы, порезы и любые ранения. Появляется склонность к гнойничковым заболеваниям у тех, кто раньше этим не страдал, а также ухудшается течение хронических заболеваний у тех, кто их уже имеет,  тяжелее протекают воспалительные процессы, что связанно с повышением проницаемости стенок сосудов, усиливается склонность к отекам.

Учитывая степень благотворного влияния естественного света на организм человека, гигиена труда требует максимального использования естественного освещения. Оно не устраивается только там, где это противопоказано технологическими условиями производства, например, при хранении светочувствительных химикатов и изделий.

По конструктивному исполнению естественное освещение подразделяют на следующие:

· боковое, осуществляемое через оконные проемы одно- или двустороннее (рис. 4.2, а, б);

· верхнее, когда свет проникает в помещение через аэрационные или зенитные фонари, проемы в перекрытиях (рис. 4.2, в);

· комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое (рис. 4.2, г).

Рис.4.2. Виды естественного освещения в зависимости
                            от конструктивного исполнения

Наиболее эффективно комбинированное естественное освещение, обеспечивающее более равномерное распределение освещенности внутри производственного помещения.

К сожалению, при естественном освещении освещенность сильно изменяется в течение суток, длительность светового дня зависит от времени года, освещенность меняется при изменении погодных условий, возможно тенеобразование или ослепление при ярком свете.

Искусственное освещение позволяет устранить перечисленные выше недостатки естественного освещения и обеспечить оптимальный световой режим.

Искусственное освещение подразделяется на следующие виды:

· рабочее;

· аварийное;

· охранное;

· дежурное.

Рабочее освещение является обязательным для всех помещений, зданий, а также участков открытых пространств. Оно служит для обеспечения нормальных условий работы, прохода людей, проезда транспорта.

Аварийное освещение разделяются в свою очередь на освещение безопасности и эвакуационное (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Виды аварийного освещения

Освещение безопасности предусматривают в тех случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:

· взрыв, пожар, отравление людей;

· длительное нарушение технологического процесса;

· нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.;

· нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.

Эвакуационное освещение в помещениях или местах проведения работ вне зданий следует предусматривать:

· в местах опасных для прохода людей;

· в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей (если число эвакуируемых 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 без естественного света и т.п.

Источники света аварийного освещения могут включаться одновременно со светильниками основного освещения  и постоянно гореть или включаться автоматически только при прекращении питания нормального освещения.

Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение - освещение помещений в нерабочее время. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов:

· общее;

· комбинированное.

Общее освещение - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Светильники могут быть расположены равномерно (общее равномерное освещение, рис. 4.4, а) или применительно к расположению оборудования или рабочих мест (общее локализованное освещение, рис.4.4, б).

Комбинированное  освещение - освещение, при котором к общему добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах (рис. 4.5). Одно местное освещение применять нельзя!

Существуют также специальные виды искусственного освещения, например, бактерицидное и эритемное. Эритемные лампы применяют для облучения людей с целью восполнения солнечной недостаточности в северных регионах и средней полосе (при отсутствии или недостатке естественного света на рабочем месте, например, шахты, метро и т.д.).

а) общее равномерное освещение

б) общее локализованное освещение

Рис. 4.4. Виды  искусственного общего освещения:

а) общее равномерное освещение;

б) общее локализованное освещение

Рис. 4.5. Комбинированное искусственное освещение

Бактерицидные лампы применяют для подавления жизнедеятельности патогенных микроорганизмов, в том числе и ответственных за распространение воздушно-капельным путем опасных инфекционных заболеваний, таких как туберкулез, дифтерия, корь, грипп, оспа и др., и используют в производственных помещениях, а также для обеззараживания питьевой воды, продуктов питания и т.п.

Совмещенное освещение – освещение, при котором в светлое время суток одновременно используются естественный и искусственный свет. При этом недостаточное  по условиям зрительной работы естественное освещение постоянно дополняется искусственным освещением.

Совмещенное освещение может применяться, например, для многоэтажных зданий большой ширины, одноэтажных многопролетных зданий с пролетами большой ширины и т.п.

Условия зрительного комфорта на рабочем месте

1. Уровень освещенности на рабочем месте должен соответствовать характеру выполняемой работы. Обычно, чем сложнее зрительная работа, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Тем не менее, чрезмерно высокая освещенность рабочей зоны может утомлять глаза.

2. Равномерное распределение освещенности на рабочих поверхностях и в пределах окружающего пространства. Это условие связанно с тем, что постоянное перемещение в неравномерно освещенных зонах приводит к утомлению органов зрения, кроме того, на адаптацию к резкому изменению освещенности глазу требуется некоторое время, в течение которого человек не может видеть окружающее пространство и своевременно реагировать на возможные опасные ситуации. По этой причине одно местное освещение не применяется.

3. Отсутствие резких теней на рабочей поверхности. Резкие тени создают неравномерное распределение освещенности в поле зрения, искажают форму предметов и их размеры. Особенную опасность представляют движущиеся тени, дезориентирующие человека в пространстве и способствующие возникновению травмоопасных ситуаций.

4. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Прямая блескость появляется, если источник света находится непосредственно в поле зрения, отраженная - если источник попадает в поле зрения, отражаясь в зеркальных и полированных поверхностях. Появление прямой или отраженной блескости в поле зрения может привести к временному ослеплению работника.

5. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Пульсация освещенности оказывает неблагоприятное влияние как на органы зрения, так и на центральную нервную систему человека. Кроме того, в ряде случаев может привести к очень опасному явлению: стробоскопическому эффекту (вращающиеся предметы могут казаться неподвижными либо вращающимися в обратную сторону). Пульсация освещенности чаще всего возникает при
использовании в качестве источников света газоразрядных ламп, которые в сети переменного тока (50 Гц) загораются и гаснут 100 раз в секунду (при переходе тока через ноль). Для устранения этого явления используются специальные схемы включения ламп и принимаются меры, предотвращающие стробоскопический эффект.

6. Направленность светового потока на рабочую поверхность должна быть оптимальной, чтобы обеспечить рассмотрение внутренних поверхностей изделий, оценить рельефность поверхностей и т.п.

7. Следует выбирать необходимый спектральный состав света либо для обеспечения правильной цветопередачи, либо для усиления цветовых контрастов.

8. Осветительная установка должна быть безвредной и безопасной в процессе эксплуатации. Выбор типа осветительной установки должен определяться условиями эксплуатации. Так, например, для эксплуатации в условиях повышенной влажности должны использоваться светильники соответствующего влагозащищенного исполнения и т.д. Установки бактерицидного освещения могут представлять опасность для людей, и при их эксплуатации и установке необходимо соблюдать меры предосторожности.

4.2. Нормирование параметров производственного освещения

Нормативным документом являются строительные нормы и правила
СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Нормирование параметров естественного освещения

Непостоянство естественного освещения во времени, его зависимость от погодных условий вызвали необходимость введения отвлеченной единицы измерения естественной освещенности, поэтому нормируемым параметром естественного освещения является коэффициент естественной освещенности (КЕО).

КЕО - это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода и выражается в процентах:

,                                             (4.1)

где Е_вн - значение естественной освещенности внутри помещения, лк;

     Е_нар – значение естественной освещенности вне помещения, лк.

При нормировании КЕО учитывается степень обеспеченности естественным светом, зависящая от географического положения объекта. Для этого вводится специальный поправочный коэффициент m_N. Тогда значения КЕО e_N следует определять по формуле

                                        (4.2)

где N - номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 4.1;

      е_Н - нормативное значение КЕО; m_N - коэффициент светового климата по табл. 4.2.

Расчет естественного освещения помещений производится без учета мебели и других затемняющих предметов.

Таблица 4.1

Группы административных районов по ресурсам светового климата

Таблица 4.2

Значения коэффициента светового климата

Примечания: 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.

Нормирование параметров искусственного освещения

Согласно СНиП 23-09-95 нормируемыми параметрами искусственного освещения являются:

· освещенность рабочей поверхности Е, лк;

· показатель ослепленности P, %;

· коэффициент пульсации освещенности К_п, %.

Освещенность рабочей поверхности - плотность светового потока  на освещаемой им поверхности:

,                            (4.3)

где Ф - плотность светового потока, люмен, лм; S - площадь поверхности, освещаемой световым потоком, м².

В качестве нормативной величины освещенности задается ее минимальное значение, при котором выполнение определенной работы не вредит зрению работника. E_min задается для наиболее темного участка рабочей поверхности. Она устанавливается по характеристике зрительной работы, которая определяется зрительным напряжением при выполнении данной работы. Всего выделяют 8 разрядов зрительных работ. Первые шесть разрядов (от работ очень высокой точности до грубых зрительных работ) классифицируются в зависимости от наименьшего размера объекта различения (толщина метки на шкале прибора, самая тонкая линия чертежа, трещина в изделии и т.п.), контраста объекта различения с фоном (малый, средний, большой) и характеристики фона (светлый, средний и темный). VII разряд устанавливает требования для работ со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах, VIII - для общего наблюдения за ходом работ.

Показатель ослепленности - критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением

,                                                    (4.4)

где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. В производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20 … 40% в зависимости от разряда зрительной работы.

При освещении производственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным током промышленной частоты (50 Гц), ограничивается глубина пульсации освещенности.

Коэффициент пульсации освещенности - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой

,                          (4.4)

где Е_макс и Е_мин  - соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Е_ср - среднее значение освещенности за этот же период, лк.

Величина коэффициента пульсации в зависимости от системы освещения и характера выполняемой работы не должно превышать 10…20% (при работах, связанных с наблюдением за видеотерминалами ЭВМ, К_п - не более 5%).

4.3. Искусственные источники света

Искусственным источником света называется устройство, предназначенное для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение.

Для искусственного освещения используются, как правило, электрические источники света, которые делятся на две большие группы:

· лампы накаливания;

· газоразрядные лампы.

      Принцип действия ламп накаливания основан на способности раскаленной нити из тугоплавкого металла (вольфрама) в инертном газе или вакууме излучать видимый свет (рис.4.6).  Инертный газ препятствует испарению вольфрама и уменьшает потемнение колбы. Лампы имеют различные формы колбы, играющие чаще всего декоративную роль. Лампы накаливания бывают прозрачными, матовыми и имеют также широкую цветовую гамму (белые, красные, синие, зеленые, желтые колбы). Они выпускаются в широком диапазоне мощностей (от 15 до 1500 Вт).

 Рис. 4.6. Лампа накаливания

Лампы накаливания, изобретенные в 1872 г. А.Н. Лодыгиным и усовершенствованные в 1879 г. Т.А. Эдисоном, до сих пор являются наиболее широко распространенными источниками света. Они обладают рядом достоинств: их можно непосредственно включать в сеть с напряжением, равным рабочему напряжению лампы, они просты в изготовлении, дешевы, компактны, практически не зависят от условий окружающей среды,  имеют незначительный период разгорания, световой поток к концу срока службы снижается незначительно. В лампах накаливания уменьшение силы света обеспечивается простым уменьшением напряжения. Вольфрамовая нить (рис. 4.7) представляет собой компактный источник света, который легко фокусируется рефлекторами и линзами. Все это облегчает использование ламп накаливания там, где требуется управление световым потоком (освещение сцены, витрин конференц-залов и т.д.).

Однако эти лампы имеют ряд  существенных недостатков:

· низкую экономичность (КПД 3…5%);

· низкую световую отдачу (7...20 лм/Вт);

· однородный спектральный состав света (преобладание желтой и красной частей спектра при недостатке синей и фиолетовой по сравнению с естественным светом);

· нерациональное распределение светового потока для большинства ламп, что требует применения осветительной арматуры (светильников);

· малый срок службы (от 1 000 до 3 000 часов).

Рис. 4.7. Устройство лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания. Принцип действия такой же, как и у обычных ламп накаливания (свечение вольфрамовой нити), но в колбе находится галогенный газ (бром или йод), контролирующий испарение вольфрама. Колба галогенной лампы изготавливается, как правило, из кварцевого стекла, так как требуется поддержание минимальной температуры стенки колбы лампы на уровне 250 ºС. Это необходимо для того, чтобы галоид вольфрама оставался в газообразном состоянии и  не осаждался на стенках лампы. У большинства галогенных ламп срок службы выше, чем у аналогичных ламп накаливания, и нить работает при более высокой температуре, давая свет более белого цвета. Эти лампы используются там, где требуются малый размер источника света, высокая направленность светового потока и возможность управлять интенсивностью светового потока.

Галогенные лампы могут питаться напряжением 220 и 12 В (рис. 4.8). Низковольтные галогенные лампы изначально предназначались для диаскопов и кинопроекционных аппаратов. При напряжении 12 В нить той же мощности, что и при 220 В становится меньше и толще. Большая масса нити позволяет выдерживать более высокую рабочую температуру и обеспечивает большую световую отдачу, больший срок службы. Поскольку высокая температура источника света вредна для пленки в кинопроекционных аппаратах и диапроекторах, разработан специальный тип рефлектора, который отражает только видимое излучение, позволяя инфракрасному излучению (теплу) уходить через заднюю часть лампы.

               

                                  а)                                                      б)

Рис. 4.8. Галогенные лампы:

а – напряжение питания 220 В; б – напряжение питания 12 В

В газоразрядных источниках света излучение оптического диапазона возникает в результате газового разряда в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей.

По сравнению с лампами накаливания газоразрядные лампы имеют ряд
преимуществ:

· у них более высокая световая отдача (до 40 лм/Вт) и более высокий КПД (до 7%);

· больший срок службы (10–12 тыс.ч), а у ламп высокого давления
до 15 тыс.ч;

· относительно низкая яркость самого источника света, что не вызывает ослепления;

· спектр излучения может регулироваться за счет использования различных люминофоров и может быть приближен к спектру естественного света.

Несмотря на ряд очевидных преимуществ газоразрядные источники света не свободны и от некоторых недостатков:

· газоразрядные источники света не могут непосредственно присоединяться к электрической сети, в схему их подключения обязательно должна
включаться пускорегулирующая аппаратура (ПРА);

· ПРА, имеющая в своем составе балластное сопротивление в виде дросселя, является источником шума;

· для зажигания газоразрядной лампы требуется некоторое время (от 5 с до 3…10 мин);

· световой поток лампы к концу срока службы существенно снижается и пульсирует;

· для некоторых видов газоразрядных ламп (люминесцентных) существуют ограничения по температуре окружающей среды (при температурах, близких к
0 °С, они зажигаются ненадежно;

· поскольку в газоразрядных лампах содержится ртуть (вещество 1-го класса опасности), то после окончания срока службы необходима их специальная утилизация (переработка или захоронение);

· газоразрядные лампы в сети переменного тока загораются и гаснут 100 раз в секунду. Если не принять специальных мер, то это может, во-первых, неблагоприятно отразиться на зрении и, во-вторых, привести к очень опасному явлению - стробоскопическому эффекту (вращающиеся предметы могут казаться неподвижными либо вращающимися в обратную сторону). Для устранения этого явления приходится применять специальные схемы включения ламп и принимать меры, предотвращающие стробоскопический эффект.

Способы уменьшения пульсации светового потока газоразрядных ламп следующие.

1. Использование трехфазной схемы включения ламп (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Трехфазная схема включения газоразрядных ламп

2. В однофазной сети при использовании двухлампового светильника уменьшение пульсации достигается включением в цепь одной лампы только дросселя, а в цепь второй - дросселя и конденсатора. Параметры дросселей и конденсатора подбираются таким образом, чтобы обеспечить сдвиг токов в цепях ламп относительно друг друга на 120° (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Двухламповая схема включения газоразрядных ламп

3. Увеличение частоты питающего напряжения. При частоте питания более 400 Гц исчезает пульсация светового потока, так как в колбе лампы возникает постоянный объемный заряд, который не исчезает при переходе тока через ноль и обеспечивает постоянство светового потока.

Газоразрядные лампы бывают двух основных типов: лампы низкого давления (люминесцентные) и лампы высокого давления.

Люминесцентная лампа представляет собой запаянную с двух сторон стеклянную трубку, на внутреннюю поверхность которой нанесен слой люминофо-ра – вещества, све­тящегося под действием ультрафиолетовых лучей. В тор­цы трубки впаяны два электрода. Воздух из трубки уда­лен, и вместо него введены небольшое количество аргона и капля ртути, которая при работе лампы превращается в пар (аргон облегчает создание электрического разря­да). Приложенное к электродам лампы переменное на­пряжение вызывает электрический разряд между электродами люминесцентной лампы и прохождение тока в парах ртути и аргона, наполняющих трубку. Электрод, с которого происходят выделение потока электронов, называется катодом.

Эмиссия (испускание) электронов в люминесцентной лампе происходит при нагреве катода до достаточно вы­сокой температуры и поэтому называется термоэлектронной. Величина термоэлектронной эмиссии зависит от тем­пературы, материала и формы поверхности катода. Катод изготовляется из вольфрамовой нити, свернутой в небольшую спираль. Спираль покрыта углекислыми со­лями бария и стронция, превращающимися в процессе обработки в так называемый оксид. Оксидная пленка, покрывающая электрод, увеличивает способность излуче­ния электронов и облегчает зажигание лампы при более низком напряжении.

Промышленностью выпускаются люминесцентные лампы общего назначения мощностью 4, 6, 8, 10, 13, 15, 20, 30, 40, 65, 80, 125, 150 и 200 Вт. Лампы мощностью от 15 до 80 Вт выпускаются серийно в соответствии с ГОСТ 6825-74. Остальные лампы изготовляются не­большими партиями по соответствующим техническим условиям.

По цветности излучаемого светового потока выпуска­ются лампы пяти основных типов:  лампы  дневного  све­та – ЛД;  белого  света – ЛБ; холодно-белого света – ЛХБ;  тепло-белого света – ЛТБ;  дневного света с улучшенной цветопередачей – ЛДЦ, а также ЛХБЦ и ЛТБЦ, из которых последние преимущественно предназначены для жилых помещений. Кроме указанных выше, выпускаются цветные лампы (красные, розовые, желтые, зеленые и голубые), которые
применяются в декоративном и театральном освещении. По форме трубки-колбы имеется несколько разновидностей ламп: прямолинейные, П-образные, кольцевые, U-образные и др. Наибольшее распространение получили прямолинейные лампы.

Одной из разновидностей люминесцентных ламп общего назначения являются рефлекторные лампы. В обозначении маркировки ламп вводится буква Р. В этих лампах до слоя люминофора на большую часть внутрен­ней поверхности трубки наносится слой хорошо отражающего свет порошка. Не покрытой таким порошком остается только полоса вдоль трубки. Световой поток лампы направляется отражающим слоем через эту полосу. Основным преимуществом рефлекторных ламп является то, что они могут использоваться в светильниках без отражателей, так как отражающий слой играет роль отражателя. Особенно выгодно применение рефлекторных ламп в помещениях с высоким уровнем пыли, так как пыль оседает главным образом на верхней поверхности лампы, а свет проходит вниз через свободную от пыли поверхность.

Специальные люминесцентные лампы. Кроме описанных выше осветительных люминесцентных ламп, выпускаются бактерицидные и эритемные лампы.

Бактерицидные лампы являются источником коротковолнового ультрафиолетового излучения, уничтожающего бактерии, обеззараживающего (стерилизующего) воздух помещений, воду, пищевые продукты, тару на пищевых предприятиях и пр.

В отличие от осветительных люминесцентных ламп, у которых стекло трубки и люминофор не пропускают ультрафиолетовые лучи, в бактерицидных лампах трубки изготовляются из специального увиолевого стекла, хорошо пропускающего ультрафиолетовое излучение с короткой волной. Бактерицидные лампы не покрываются люминофором. Промышленностью выпускаются бакте­рицидные лампы типа ДБ 15, ДБЗО-1 и ДБ60 (дуговые бактерицидные) мощностью соответственно 15, 30 и 60 Вт, напряжение на лампах 55, 100 и 103 В и средняя продолжительность горения 2000, 3000 и 5000 ч.

Эритемные лампы являются источником ультрафиолетового излучения и используются для компенсации ультрафиолетовой недостаточности. Отличительными особенностями эритемных ламп являются сорт стекла и состав люминофора. Для эритемных ламп применяется увиолевое стекло, хорошо пропускающее ультрафиолетовое излучение, но с более длинной волной, чем в бактерицидных лампах, и со специально подобранным люминофором. Такой люминофор преобразует излучение ртутного разряда в ультрафиолетовое излуче­ние с соответствующим диапазоном длин волн, что соответствует недостающему осенью и зимой ультрафиолетовому излучению Солнца. Свое название эти лампы получили по тому действию, которое они оказывают на кожу человека: вызывают ее покраснение, загар-эрите­му. Такие лампы применяют в установках для искусст­венного ультрафиолетового облучения людей и живот­ных с оздоровительной целью.

Промышленностью выпускаются эритемные лампы типа ЛЭ15, ЛЭЗО-1 и ЛЭР40 мощностью соответственно 15, 30 и 40 Вт; напряжение на лампах 58, 108 и 103 В; средняя продолжительность горения 600, 2000 и 1500 ч. Лампа типа ЛЭР имеет на внутренней поверхности реф­лекторный слой, покрывающий примерно 2/3 поперечного сечения трубки и позволяющий сконцентрировать излу­чение лампы в определенном направлении. Свечение эритемных ламп синевато-голубое.

Дуговые ртутные лампы высокого давления (дрл). В отличие от люминесцентных ламп, где давление паров ртути составляет доли миллиметров ртутного стол­ба, в ртутных лампах ДРЛ используется газовый разряд в парах ртути при давлениях, намного превышающих атмосферное (рис. 4.10). Такие лампы представляют собой толстостенную кварцевую трубку (горелку) с двумя или более электродами, вмонтированную во внешнюю колбу из тер­мостойкого стекла, стенки которой изнутри покрыты люминофором. Внутри горелки находятся дозированная капелька ртути и газ аргон; в торцы ее впаяны вольфрамовые электроды. Аргон облегчает зажигание разряда в холодной трубке, и после зажигания разряда начинается процесс испарения ртути, которая переходит в парообразное состояние.   

     

Рис. 4.10. Дуговая ртутная люминесцентная лампа типа ДРЛ
с исправленной цветностью

При установлении дугового разряда между рабочими электродами плотность и температура паров ртути по диаметру трубки будут неодинаковыми: по оси трубки температура будет максимальной. Благодаря этому плотность тока в центре трубки максимальна, и разряд имеет вид светящегося шнура, расположенного по оси трубки.

С повышением давления паров ртути меняется характер спектра, излучаемого газовым разрядом. Чем выше давление, тем больше яркость сплошного фона. В связи с изменением спектра излучения меняется цветность све­та, создаваемого ртутной лампой от сине-зеленой при низких давлениях до белой при высоких давлениях. Применение ламп ДРЛ для освещения оказалось возможным в результате получения температуростойких люминофоров, при помощи которых удалось исправить цветность излучения ртутного разряда. Дело в том, что цветность излучения разряда в парах ртути, дающего интенсивный свет синеватого оттенка, делает невозможным правильное восприятие цветовых оттенков: лица людей становятся мертвенно-бледными, губы – синевато-серыми, краски окружающих предметов искажаются. Поэтому ртутные лампы без люминофора считают практически малопригодными для освещения даже в тех случаях, когда к цветопередаче не предъявляются высокие требования, например, при освещении улиц. От этого недостатка удалось избавиться при помощи люминофора, который наносится на внутреннюю поверхность внешней колбы лампы ДРЛ. Колба эта имеет форму, обеспечивающую при работе лампы одинаковую температуру всей поверхности, покрытой люминофором. Люминофор хорошо поглощает невидимое ультрафиолетовое излучение, проходящее через кварцевые стенки трубки, и преобразует его в оранжево-красное видимое излучение, исправляя тем самым цветность излучения лампы. При этом видимое излуче­ние ртутного разряда люминофор почти не поглощает.

Ртутные лампы ДРЛ выпускаются двух модификаций: двухэлектродные и четырехэлектродные.

4.4. Светильники

Светильник состоит из источника света и арматуры, которая выполняет ряд функций:

· обеспечивает перераспределение светового потока в пространстве;

· предохраняет глаза работающих от чрезмерной яркости источника света;

· предохраняет источник света от загрязнения и механического повреждения.

Наиболее важной функцией осветительной арматуры является перераспределение светового потока. Распределение светового потока в пространстве определяется конструкцией светильника. В зависимости от доли светового потока, приходящегося на нижнюю полусферу светильники подразделяются на пять классов:

· прямого света (П), если эта доля более 80% (рис 4.11);

· преимущественно прямого (ПП), если эта доля 60…80 %;

· рассеянного (Р), если эта доля 40…60 % (см. рис 4.11);

· преимущественно отраженного (ПО), если эта доля 20…40 %;

· отраженного (О), если эта доля менее 20 % (см. рис 4.11).

                  

     П                                 Р                                 О

Рис. 4.11. Виды светильников в зависимости от доли светового
потока, приходящейся на нижнюю полусферу

Выбор тех или иных светильников по светораспределению зависит от характера выполняемых в помещении работ, возможности запыления, загрязнения воздушной среды, отражательной способности поверхностей в помещении. Например, светильники рассеянного и отраженного света применяются в таких помещениях, где требуется большая равномерность освещения, когда необходимо смягчить резкость теней или бликов на поверхностях с большим отражением и т.д.

Степень защиты глаз работающих светильником от чрезмерной яркости источника света характеризует защитный угол светильника (a) (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Защитный угол светильника

Любой светильник характеризует коэффициент полезного действия (КПД) - это отношение фактического светового потока светильника к световому потоку источника.

Светильники классифицируются также по степени защиты от пыли, воды, взрыва, по способу установки, электроизоляции. На рис. 4.13 приведен общий вид пылевлагозащищенного светильника.

На рис. 4.14 представлен светильник аварийного освещения. Он предназначен  для обеспечения освещения в случае исчезновения или значительного падения напряжения в сети. Источником энергии является кислотно-свинцовый аккумулятор емкостью в 4 A×ч, а источником света – две независимые линейные флюоресцентные лампы Т5 мощностью 8 Вт. В случае аварии флюоресцентная лампа автоматически с помощью соединенной со светильником электронной системы переключается на питание от аккумулятора.

   

Рис.4.14. Светильник аварийного освещения

Применение переключателя позволяет включить одну флюоресцентную лампу (время свечения около 8 часов), две (время свечения около 4 часа) или вообще выключить их. Светильник можно подвесить к потолку или монтировать на стене.

Контрольные вопросы к главе 4

1. Какие виды производственного освещения Вы знаете?

2. Какие виды искусственного освещения Вы знаете?

3. Может ли использоваться одно местное освещение? Почему?

4. По какому параметру нормируется естественное освещение?

5. По какому параметру нормируется искусственное освещение?

6. Как определяется минимально допустимая освещенность на рабочем месте?

7. Почему ограничивается величина коэффициента пульсации освещенности?

8. Что такое прямая и отраженная блескость?

9. Какие искусственные источники света используются в настоящее время?

10. Какие существуют способы уменьшения пульсации светового потока газоразрядных ламп?

11. Какие виды светильников по распределению в пространстве светового потока Вы знаете?

В лекции "Венечное (коронарное) кровообращение" также много полезной информации.

12. Что такое защитный угол светильника?

Библиографический список к главе 4

1. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. Т. 2. Угрозы для здоровья/ Ред.кол.: Починок А.П. (гл. ред.) и др. – М.: Министерство труда и социального развития Российской Федерации, 2001. – 925 с.

2. СниП 23-05-95. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение – М.: Минстрой России, 1995.

3. Безопасность жизнедеятельности.– 3-е изд., испр. и доп./ Под ред.
С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 2001.

4. Зак С.М., Пленсковский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. – 3-е изд., доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 112 с.