Искусственное освещение
В настоящее время наиболее распространенным является электрическое освещение. Источниками света для него служат лампы накаливания и газоразрядные лампы высокого давления — ДРЛ и низкого давления — люминесцентные лампы. Чтобы создать рациональное освещение, источники света помещают в Осветительную арматуру, основным назначением которой является перераспределение светового потока, защита глаз от слепящего действия открытых ламп, защита источника света от воздействия окружающей среды. Источник света в осветительной арматуре называется светильником.
В зависимости от характера распределения света светильники делят на три группы:
1. Светильники прямого света, которые не менее 90% светового потока направляют в нижнюю зону помещения. Они имеют арматуру в виде непрозрачного (металлического) колпака, вследствие чего при использовании этих светильников потолок и верхняя часть стен помещения остаются слабо освещенными. К светильникам прямого света относятся: глубокоизлучатель, «универсалы», кососвет. «альфа», типа ОД, типа ПВЛ (рис. 30); они применяются чаще всего в производственных помещениях.
Рис. 30. Различные типы светильников. а — универсаль; б — глубокоизлучатель эмалированный; в — глубокоизлучатель зеркальный; г — кососвет; д — люцетта цельного стекла; е — люцетта сборная; ох — шар молочного стекла; з — светильник местного освещения «альфа».
2. Светильники отраженного света, излучающие в верхнюю зону не менее 90% светового потока, который, отражаясь от потолка и верхней части стен, равномерно распределяется по всему помещению. При этом необходимо, чтобы потолок и стены имели светлую окраску и отражали не ниже 60—70% светового потока. С гигиенической точки зрения отраженное освещение является наиболее целесообразным, так как оно обеспечивает равномерное, бестеневое освещение без блескости. К светильникам отраженного света относятся кольцевые светильники (рис. 31).
Рис. 31. Кольцевой светильник.
3. Светильники рассеянного света, распределяющие световой поток как в верхнюю, так и в нижнюю зоны помещения и чаще всего применяемые для освещения общественных зданий. Они создают в помещении рассеянное освещение, тени получаются мягкие. К этому классу светильников относятся: молочный шар, люцетта цельная молочного стекла, люцетта сборная (см. рис. 30).
В производственных помещениях с повышенной влажностью воздуха или интенсивной его запыленностью для освещения применяются светильники с влаго- или пыленепроницаемой арматурой, а помещения, где имеется опасность взрыва, оборудуются специальными светильниками с взрывобезопасной арматурой.
В настоящее время для освещения общественных и производственных зданий все шире применяются люминесцентные лампы, обладающие большими преимуществами перед лампами накаливания: благодаря благоприятной спектральной характеристике с их помощью можно создать в помещениях искусственный дневной свет и рассеянное распределение света. Кроме того, они экономически выгоднее, так как при одинаковых затратах электроэнергии создают более высокую освещенность. Люминесцентные лампы представляют собой стеклянные трубки (рис. 32), внутри которых находятся пары ртути, при прохождении через них электрического тока (электроды впаяны в трубку с двух концов) происходит газовый разрядов результате чего возникает ультрафиолетовое излучение. На стенку трубки нанесен изнутри слой так называемых люминофоров — минеральных веществ (силиката цинка, вольфрамата кадмия и др.), обладающих способностью светиться под действием ультрафиолетовых лучей. Возникающее в трубке ультрафиолетовое излучение поглощается ими и трансформируется в видимый свет, который поступает в окружающее пространство. Так как каждый люминофор имеет свой характерный для него цвет излучения (зеленый, оранжевый, красный и т. п.), то, подбирая разные смеси, можно получить лампы различных оттенков белого света, например дневного света (ЛД), спектр которых приближенно соответствует свету светло-голубого неба, белого света (ЛБ), имеющие спектр, близкий к свету неба, покрытого светлыми облаками, и др. Люминесцентные лампы можно включать прямо в сеть 127—220 в с помощью специальных пусковых устройств. Основным типом осветительной арматуры для люминесцентных ламп, наиболее рациональной для освещения школ, конторских помещений, чертежных бюро и т. п., является светильник типа ОД, типа ШОД (рис. 33). Его особенность состоит в том, что он в нижней части имеет экранирующую решетку с металлическими планками, которая обеспечивает защиту глаз от слепящего действия ламп и создает рассеянное светораспределение.
Рис. 32. Люминесцентная лампа.
Рис. 33. Светильник типа ШОД.
Типы светильников для помещений гигиена
Осветительные приборы делятся на две группы: приборы ближнего действия — светильники и приборы дальнего действия — прожекторы.
Светильники состоят из двух частей: осветительной арматуры и источника света, т. е. лампы. Основное назначение осветительной арматуры состоит в защите глаз работающих от слепящего действия открытой лампы и в перераспределении светового потока лампы таким образом, чтобы основная его часть падала на рабочую поверхность.
Применение открытых ламп недопустимо, так как они в силу большой яркости тела накала отрицательно действуют на зрение работающих, а также -вызывают неоправданную потерю электрической энергии. Открытая лампа излучает световой поток по всем направлениям, но при этом практически используется только та часть потока, которая непосредственно падает на рабочую поверхность. Остальной световой поток, падающий на потолок и стены, из-за больших площадей остекления в производственных помещениях практически пропадает.
При применении осветительной арматуры большая часть светового потока падает на рабочую поверхность, что, естественно, увеличивает его использование.
Осветительная арматура необходима для предохранения светильника от запыления и загрязнения, а также для защиты колбы лампы от механических повреждений. В ряде случаев к осветительной арматуре предъявляются требования ее герметизации, пожаробезопасности и взрывобезопасности.
Светотехническая классификация светильников, принятая в нашей стране, делит светильники на три класса, каждый из которых в свою очередь разбивается на три подкласса.
Выбор типа светильника для различных условий определяется в первую очередь условиями среды освещаемого помещения. При этом светораспределение светильника должно обеспечивать наиболее рациональное решение осветительной установки..
Способность осветительной арматуры защищать глаза от слепящего действия ламп характеризуется защитным углом светильника. Защитный угол образуется пограничной линией и горизонталью, проходящей через центр светящегося тела лампы. Пограничной линией называется прямая, проходящая через крайнюю точку светящегося тела (нить накаливания) лампы и противоположный край отражателя. Защитный угол служит мерой прикрытия в арматуре ярких частей лампы от глаз работающих. В пределах защитного угла лампа полностью закрыта от глаз работающего краем арматуры.
Коэффициент полезного действия (к. п. д.) светильника определяет его экономичность; он равен отношению светового потока, излучаемого светильником, к световому потоку установленной в нем лампы. Очевидно, что коэффициент полезного действия светильника всегда меньше единицы. Наибольший коэффициент полезного действия имеют зеркальные светильники — от 0,75 до 0,85. Эмалированные светильники имеют коэффициент полезного действия 0,4—0,7, светильники из молочного стекла — 0,5—0,75.
Для целей промышленного освещения следует рекомендовать применение зеркальных ламп, выпускаемых в настоящее время промышленностью наше страны. Зеркальная лампа объединяет в себе и источник света, и осветительную арматуру. Лампы имеют колбу параболической формы, на внутренней поверхности которой нанесен зеркальный слой. Нижняя часть колбы лампы имеет слабую матировку во избежание бликов на освещаемой поверхности.
Светильники для люминесцентных ламп обычно имеют корытообразную форму и выпускаются на различное количество ламп — одну, две, три и более. Внешний вид люминесцентного светильника общего освещения показан на рисунке.
Особо повышенные требования к конструкции светильника следует предъявлять при освещении взрывоопасных помещений. Наиболее надежным способом освещения взрывоопасных помещений является освещение, выполненное при помощи светильников, установленных снаружи здания, и осуществляемое через специальные, с двойным остеклением, проемы в стене или потолке. Однако этот способ освещения применяется лишь при наиболее строгих требованиях, так как в светотехническом отношении он крайне неудачен.
К недостаткам освещения помещения светильниками, установленными снаружи здания, относятся: весьма малое значение коэффициента полезного действия осветительной установки, большая неравномерность освещения, ослепляющее действие ламп и невозможность достичь необходимого уровня освещенности в местах, удаленных от светильников. Из имеющихся в настоящее время в нашей стране взрывобезопасных светильников для ламп накаливания следует указать на светильники В-3-Г и В-4-А, выпускаемые заводом имени Яблочкова. Принцип работы этих светильников основан на взрывоне-проницаемости защитных колпаков арматуры, выполненных из специального стекла, выдерживающего давления 10—16 ат.
При попадании взрывоопасных сред внутрь арматуры под колпаком арматуры может произойти локализованный взрыв, не распространяющийся в помещение. Светильники В-3-Г и В-4-А предназначены для освещения производственных помещений, где при нарушении производственного процесса возможно образование взрывоопасной среды некоторых категорий и групп. Светильники не гарантируют безопасности при повреждении защитного стекла и могут применяться при условии отсутствия технологической обработки, связанной с образованием осколков при дроблении сырья или других продуктов производства.
Для освещения открытых пространств, фабрично-заводских дворов железнодорожных путей и пр. обычно применяют приборы дальнего действия— прожекторы заливающего света: ПЗО-45 (для ламп мощностью 1000 W), ПЗ-35 (для ламп мощностью 300 и 600 W) и ПЗ-24 (для ламп мощностью 150 W).
Гигиенические требования к искусственному освещению
Искусственное освещение может быть общим, местным или комбинированным.
Гигиеническая оценка искусственного освещения включает: определение уровня освещенности необходимой площади, характеристику источника света и арматуры.
Освещенность — отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. Выражают освещенность в люксах (лк).
При расчете освещенности учитывают: сложность технологического процесса и, следовательно, степень напряжения зрения; длительность и напряженность зрительной работы; контрастность освещения рабочего места и окружающего фона.
Источники света — лампы накаливания и люминесцентные лампы.Их гигиеническая характеристика различна и определяется следующими свойствами ламп:
· долей энергии, превращаемой лампой в световую;
· спектральной характеристикой видимого излучения;
· устойчивостью светового потока.
Электрические лампы накаливания — это источники света с излучателем в виде нити или спирали из вольфрама, накаливаемые электрическим током до 2500-3300 о С. Чем выше температура накала, тем большая часть излучаемой энергии воспринимается в виде света, т.е. тем более экономична лампа. Однако с повышением температуры накала вольфрама повышается и скорость его испарения, что сокращает срок службы лампы. В настоящее время, чтобы уменьшить скорость испарения вольфрама и сделать лампы более экономичными, их наполняют криптоноксеноновой смесью. Поскольку наличие инертного газа вызывает дополнительные потери мощности, лампы малой мощности (40 Вт и менее), имеющие наименьший коэффициент полезного действия, изготавливают пустотными (вакуумными).
Лампы накаливания имеют целый ряд недостатков:
· малый коэффициент полезного действия;
· сильное тепловое излучение;
· малую долю энергии, превращаемую в световую — (вакуумные около 7 %, криптоноксеноновые — до13 %);
· нити ламп обладают чрезвычайной яркостью для глаз;
· в отличие от дневного света в видимом излучении преобладают желтые и красные части спектра, что затрудняет цветовосприятие и цветоразличение;
· в световом потоке почти отсутствуют ультрафиолетовые лучи, свойственные солнечному свету.
Лампы люминесцентныехарактеризуются двойным преобразованием энергии: электрическая энергия превращается в энергию ультрафиолетового излучения, а энергия ультрафиолетового излучения — в видимое свечение люминесцирующих веществ.
Люминесцентная лампа представляет собой запаянную стеклянную трубку, наполненную парами ртути и аргоном. На внутреннюю поверхность трубки нанесено мелкокристаллическое люминесцентное вещество. В оба конца трубки впаяны электроды из вольфрамовых спиралей. Электрический ток, проходя сквозь газовую среду между электродами, вызывает свечение паров ртути и образование УФЛ. Воздействуя на люминофор, ультрафиолетовые лучи вызывают его свечение.
В зависимости от типа люминофора и пропорции смеси изготавливают лампы дневного света (ДС), белого света (БС), холодного белого света (ХБС) и теплого белого света (ТБС). Люминесцентные лампы характеризуются незначительным излучением в красной части спектра, что приближаетих излучение к дневному свету, но вместе с тем искажает передачу красных и оранжевых тонов. Лампы БС и ТБС дают менее интенсивное излучение в синефиолетовой области, чем лампы ДС. Поэтому лампы дневного света применяются для освещения помещений, в которых требуется тонкое различие цветов и оттенков.
Энергия, превращаемая в световую, в люминесцентных лампах в 3-4 раза больше, чем ламп накаливания, а тепловое излучение незначительно. Срок службы люминесцентных ламп в 3 раза больше, чем ламп накаливания.
Однако серьезным недостатком люминесцентных ламп является колебание светового потока — стробоскопический эффект. Он представляет собой множественные мнимые изображения движущихся предметов, что вызывает утомление зрения, искаженное восприятие движущихся предметов и может стать причиной производственного травматизма. Для предотвращения стробоскопического эффекта необходимо включать несколько близкорасположенных люминесцентных ламп в разные фазы трехфазной электрической сети.
Приведенные различия в гигиенической оценке источников света учитываются приих выборе для освещения помещений различного назначения.
Для освещения производственных помещений рекомендуется применять преимущественно лампы накаливания. В складских помещениях следует использовать светильники с люминесцентными лампами и с лампами накаливания. В кладовых тары лампы накаливания в светильниках должны быть покрыты силикатным стеклом.
Яркость светящейся поверхности люминесцентных ламп незначительна, но для профилактики утомления зрения их, также как лампы накаливания, заключают в специальную арматуру.
Арматура— это устройство, предназначенное для рационального перераспределения светового потока, защиты глаз от чрезмерной яркости, предохранения источника света от механических повреждений, а окружающей среды — от осколков при возможном разрушении лампы.
Важной гигиенической характеристикой арматуры является светораспределение, т.е. распределение освещенности в пространстве. При выборе светильника, кроме светораспределения, учитывается степень защиты источника света от воздействия окружающей среды, что особенно важно в сырых, пыльных помещениях, помещениях с химически активной средой и др.
Светильники(источники света в арматуре), в зависимости от распределения света, подразделяются на четыре группы:
Светильники прямого света — направляют на освещаемую поверхность около 90 % света, но на них могут появляться резкие тени и блики.
Светильники преимущественно отраженного света — нижняя сферическая часть их изготавливается из молочного стекла, а верхняя — из матового стекла. При этом около 65-70 % светового потока направляются в верхнюю часть светильника. Такие светильники применяются в тех помещениях, где требуется рассеянное освещение.
Светильники отраженного света — направляют весь световой поток к потолку. Лучи света отражаются под разными углами от потолка и верхней части стен, вследствие чего тени почти полностью исчезают.
Светильники рассеянного света — создают вполне удовлетворительные условия освещения: слепящее действие их незначительно, на освещаемых поверхностях не образуется резких теней. Однако они, как и светильники отраженного света, поглощают значительную часть света.
Запрещается применять светильники с отражателями или рассеивателями из горючих материалов. В охлаждаемых камерах пищевых продуктов следует применять светильники, разрешенные для низких температур. Светильники должны иметь защитные плафоны с металлической сеткой для предохранения от повреждения и попадания стекла на продукты. Важным гигиеническим требованием является своевременная очистка светильников, так как загрязненная арматура снижает освещенность рабочих мест на 25-30 %.
На пищевых предприятиях проектируется естественное и искусственное освещение в соответствии с требованиями СНиП «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».
Санитарные требования к освещению предприятий общественного питания. Естественное и искусственное освещение во всех производственных, складских, санитарно-бытовых и административно-хозяйственных помещениях должны соответствовать санитарным правилам. При этом следует максимально использовать естественное освещение. Показатели освещенности для производственных помещений должны соответствовать установленным нормам.
Для холодного цеха и помещений для приготовления крема и отделки тортов и пирожных кондитерского цеха предусматривается северо-западная ориентация, а также защита от инсоляции (жалюзи, специальные стекла и устройства, отражающие тепловое излучение).
Для освещения производственных помещений и складов необходимо применять светильники во влагозащитном исполнении. На рабочих местах не должна создаваться блескость. Люминесцентные светильники, размещаемые в помещениях с вращающимся оборудованием (универсальные приводы, тестомесы, кремовзбивалки, дисковые ножи), должны иметь лампы, устанавливаемые в противофазе. Светильники нельзя размещать над плитами, технологическим оборудованием, разделочными столами. При необходимости рабочие места оборудуются дополнительными источниками освещения. Осветительные приборы должны иметь защитную арматуру.
Остекленные поверхности окон и проемов, осветительные приборы и арматура необходимо содержать в чистоте и очищать по мере загрязнения.