Производственное освещение: значение, виды и основные требования

10.1. Основные светотехнические величины и единицы их измерения

Часть электромагнитного спектра с длинами волн 10-340000 нм называется оптической областью спектра:

• ультрафиолетовое излучение — 10-380 нм;
• видимое излучение — 380-770 нм;
• инфракрасное излучение — 770-340000 нм.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность и яркость.

Часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф и измеряется в люменах (лм).

Световой поток Ф — поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения.

Единица светового потока — люмен (лм) — световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.

Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку измерение ее основывается на зрительном восприятии.

Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока — сила света I.

Сила света I определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяется равномерно внутри элементарного телесного угла d, к величине этого угла.

I = dФ /d.

За величину силы света принята кандела (кд).

Одна кандела — сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/6 ´ 105 м 2 полного излучения (государственный эталон света) в перпендикулярном направлении при температуре затвердения платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па.

Освещенность Е — отношение светового потока dФ попадающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента.

Е = dФ/dS. (2.12)

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента есть А, отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению излучения.

Коэффициент отражения характеризует способность отражать падающий на него световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр к падающему на него потоку Фпад.

К основным качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации, показатель ослепленности и дискомфорта, спектральный состав света.

Для оценки условий зрительной работы существуют такие характеристики как фон, контраст объекта с фоном, видимость объекта.

В чём измеряется количество света в помещении и на улице?

СанПин позволяет определить, что измерение параметра в помещениях выполняется в люксах (Лк). Согласно другим нормативным документам допустимо также измерение в люмен/м2 (это измерение приравнено к люксу).

Ниже в таблицах приводится нормируемая освещенность рабочей поверхности (в случае кабинета за неё принимается высота стола, в случае лестницы — пол и так далее) для различных мест с учётом требуемых видов освещения (охранное освещение и т.д.).

Основные требования для уличного освещения.

Нормы естественного освещения для зон пешеходного типа.

Требуемое освещение в административные здания.

Требуемое освещение для общественных помещений образовательного назначения (школа, университеты и т.д.).

Требуемые нормы в производственных помещениях, предназначенных для питания.

Требуемое освещение рабочих помещений в медицинских организациях.

Это частичные нормы освещенности производственных помещений, таблица, представленная в регламентирующих документов приводит полноценные требования к помещениям промышленного и общего назначения.

Измерением света должен заниматься отдельный квалифицированный сотрудник, который разбирается в данных вопросах. При отсутствии его в рамках штата компании, такого сотрудника стоит нанять отдельно в специализированной компании. Если данными вопросами будет заниматься некомпетентное лицо, измерения могут быть неточными.

Как правильно рассчитать освещенность комнаты

Создавая проект освещенности жилого дома, зачастую руководствуются не какими-то строгими нормами, а личными ощущениями. Источники света размещают так, чтобы было достаточно светло, уютно и комфортно. Специалисты считают, что этот способ не всегда верен и лучше следовать нормам.

Но если вы все же решились настроить освещение самостоятельно, то есть несколько способов, которые помогут сделать это правильно.

Способ №1. Установить столько источников света, чтобы глазам было комфортно, – не тускло и не ярко. Чтобы придерживаться хоть каких-то расчетов, можно воспользоваться нехитрой формулой: на 1 кв. м – одна лампочка мощностью 25 Вт.

Способ № 2. Воспользоваться таблицей, в которой есть нормы освещенности в ваттах для жилых помещений. Ищете нужное помещение, норму для него и умножаете ее на количество квадратных метров.

Эта таблица подходит, если вы воспользуетесь обычными лампочками. Если выберете галогенные или люминесцентные, то учтите, что первые при такой же мощности дают в 1,5 больше света, а вторые – в 5 раз.

Например, вы посчитали, сколько нужно лампочек в спальню площадью 20 м2. Тогда 12 Вт/м2 умножаем на площадь и получаем 240 Вт. То есть для полноценного освещения вам нужно купить, как минимум, две лампы мощностью 100 и 150 ватт.

Если используем галогенные лампы, то 240 Вт делим на 1,5. Выходит 160 Вт. Значит, вам нужны три галогенные лампочки: две мощностью 50 Вт и одна –  мощностью 60 Вт. По такому же принципу считают количество люминесцентных ламп. Делайте расчеты «с запасом», если декор и интерьер помещения выполнены в темных тонах.

В качестве осветительных приборов можно использовать люстры, как основной источник света, и торшеры, бра, настольные лампы – как дополнительный. Вы можете «распределять» между разными приборами лампочки разной мощности. Главное, чтобы освещение при этом было равномерным.

Способ №3. Подходит для расчета освещенности, если используются светодиодные лампы. Сначала вычисляют величину светового потока (в люменах, Лм), затем определяют количество светодиодных ламп.

Люмены считают так: норма освещенности (в Люксах),  площадь помещения и коэффициент, зависящий от высоты потолка (от 2,5 до 2,7 метра; от 1,2 до 2,7–3 метров; от 1,5 до 3–3,5 метра; от 2 до 3,5–4 метров).

Далее, пользуясь таблицей, количество люмен делим на количество соответствующих ватт светодиодной лампы. В итоге определяем, сколько нужно светодиодных ламп.

10.5. Нормирование освещения

Правила и нормы искусственного освещения основываются на закономерностях, определяющих работоспособность органов зрения. Глаз непосредственно реагирует на яркость, и именно яркость объекта (при прочих равных условиях) определяет условия видения. Однако расчет и измерение яркости весьма затруднительны, поэтому в качестве нормируемой величины принята освещенность, которая в большинстве случаев пропорциональна яркости.

Нормируемая освещенность на рабочих местах согласно основному нормативному документу СНиП 11-4-79 определяется:

• разрядом зрительной работы. Разряд зрительной работы зависит от наименьшего размера объекта измерения;
• подразрядом зрительной работы. Зависит от характеристики фона и от контраста объекта различения с фоном;
• системой освещения (общее или комбинированное);
• типом применяемых ламп (люминесцентных или накаливания).

На основании общих норм освещенности, приведенных в СНиП 11-4-79, составляются нормы для различных видов работ, выполняемых в помещениях предприятий разных отраслей промышленности.

Естественное освещение характерно тем, что создаваемая в помещении освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах. Эти изменения обусловлены временем дня, года и метеорологическими факторами: состоянием облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому характеризовать естественное освещение абсолютным значением освещенности на рабочем месте не представляется возможным. В качестве нормируемой величины взята относительная величина — коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременной наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

е = (Ев / Ен)× 100%. (2.14)

Как рассчитать освещенность производственных помещений

Самостоятельно, если вы в этом деле неспециалист, сделать такой расчет сложно. Мы обозначим лишь некоторые позиции расчета. Во-первых, начнем с того, что существует три метода, как рассчитать нормы.

• По удельной мощности.
• Так называемый точечный метод.
• Используя коэффициент светового потока.

При использовании третьего варианта, необходимо учитывать не только площадь производственного помещения, но и все другие горизонтальные поверхности. Первый вариант, как таковой, в производственных целях не используется. Он не очень точный. Чаще всего его применяют, когда делают опросы, отчеты, предварительные анализы и так далее. Самый точный считается точечный метод. Скажем прямо, хоть этот способ и точнее, но слишком сложный. Ведь для определения в каждой точке цеха учитывается не только освещенность зоны, но и от каких источников лучше поступает световой поток. Затем все это приходится анализировать.

Функциональное назначение видов искусственного освещения.

Искусственное освещение на производственных объектах используется достаточно широко, оно подразделяется на виды в зависимости от области его назначения. Принято выделять такие виды систем искусственного освещения: рабочие, аварийные и охранные.

Рабочее освещение в здании и на прилегающей территории обеспечивает нормальные условия труда.

Подсветку границ территории охраняемого объекта предполагает охранное освещение.

Аварийное освещение предусматривает при повреждении основного источника питания, подключение системы освещения к генератору или другому альтернативному источнику. Очень важную роль играет данный тип освещения при возникновении чрезвычайных ситуаций, этим типом освещения обязательно должны быть оснащены больницы, вокзалы, школы, промышленные и другие стратегические объекты. Аварийные светильники могут осуществлять работу от центральной аварийной системы или же автономно (от аккумулятора установленного внутри). В жилых домах аварийное освещение устанавливается редко, хотя это могло бы многих проблем помочь избежать. Часто при временных отключениях электроэнергии бывают случаи травматизма на лестничных пролетах.

Указатель аварийного освещения.

Способы автоматической оптимизации освещения в жилых помещениях

Несмотря на то, что теоретически всеми этими способами можно воспользоваться без помощи профессионалов, они не являются такими уж простыми. Крайне велика вероятность ошибиться и создать недостаточно или слишком яркое освещение.

Проще и качественнее оптимизировать освещение автоматически с помощью датчиков освещенности. Эти устройства определяют текущий уровень освещенности и, если он ниже заданного порога, включают светильники.

Еще один способ организовать равномерное освещение в комнате – использовать комбинированные диммирующие датчики присутствия и диммируемые светильники. Подойдет, например, датчик PD4-M-2C-DUO.

Благодаря двум подвижным сенсорам освещенности эта модель позволяет измерять освещенность в конкретном месте, например, у окна. За счет этого у диммируемых светильников настраивается разная яркость – и каждая зона получает достаточное количество искусственного света.

При этом вы не тратите лишнюю электроэнергию, а соответственно, и деньги.

Создать равномерное освещение в доме в соответствии с заданными нормами вам помогут специалисты компании B.E.G. Обратитесь к нам, чтобы получить бесплатную консультацию профессионалов.

Не забывайте подписываться на наш блог и читать интересные статьи об автоматизации освещения.

Точные значения параметра в цифрах

Согласно СанПин нормы освещенности на рабочем месте должны выдерживать следующее:

• если требуется высокая точность при зрительной работе, а минимальный размер объекта распознавания составляет 0,3-0,5 мм, потребуется:
  • нормы искусственного освещения: при комбинированном свете — 2000-400 лк, при свете общего типа — 500-200;
  • для естественного: при верхнем либо комбинированном варианте — 5 %, при боковом варианте — 2 %;
  • нормированные показатели для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 3 %, при боковом освещении — 1,2 %;
• если требуется средняя точность при зрительное работе, а минимальный размер объекта -0,5-1:
  • для искусственного типа: при комбинированном варианте — 750-300 лк, при варианте общего типа — 300-150;
  • норма освещенности при естественном типе: при верхнем либо комбинированном варианте — 4 %, при боковом варианте — 1,5 %;
  • для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 2,4 %, при боковом освещении — 0,9 %;
• если требуется низкая точность при зрительной работе, а минимальный размер объекта 1-5:
  • нормы освещения для искусственного типа: при комбинированном варианте — 300-200 лк, при варианте общего типа — 200-100;
  • естественное освещение: при верхнем либо комбинированном освещении — 3 %, при боковом освещении — 1 %;
  • для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 1,8 %, при боковом освещении — 0,6 %;
• при общем наблюдении: искусственное освещение (75-30 лк), верхнее либо комбинированное естественное (1 %), боковое естественное (0,3 %), верхнее либо комбинированное освещение комбинированного типа (0,7 %), боковое комбинированного типа (0,2 %).

Это рекомендованные значения, приводящие к оптимальному КЕО, которые требуется соблюдать, когда организуется освещение помещений. Стоит учитывать особенности конкретного помещения, его специфику для корректной освещённости рабочего места. В зависимости от них или от рекомендаций отраслевых актов, которые регламентируют вопросы данного параметра, может потребоваться провести дополнительные работы, которые обеспечат иные показатели.

Стандарты и нормативы

Наиболее комфортным и здоровым для зрения является естественное, природное освещение. Лучи солнца необходимы для нормальной работы человеческого организма. Они влияют на естественные обменные процессы и биологические ритмы тела, улучшают настроение и эмоциональное состояние, ускоряют регенерацию тканей

Поэтому крайне важно при строительстве зданий с предполагаемым длительным нахождением в них людей обеспечить максимальное проникновение внутрь солнечных лучей, а их недостаток компенсировать грамотным искусственным освещением

Человеческому глазу не подвластно отличить разницу насыщенности и яркости потока света в несколько сотен люксов (единица измерения освещенности), поэтому для измерения уровня видимых и ультрафиолетовых лучей используют специальные приборы: люксметр, фотометр, флэшметр. Так, для жилых помещений норма света составляет от 200 до 500 лк, в офисах — от 500 до 5000 лк (в зависимости от вида деятельности). Специалисты утверждают, что оптимальные условия для напряженного зрительного труда при низком отражении фона можно обеспечить только при световом потоке в 10 000-15 000 лк.

Нормы искусственного освещения жилых помещений

Проектирование внутреннего и внешнего освещения, монтаж ламп в жилых строящихся и ремонтируемых помещениях, местах производственных работ, на промышленных предприятиях и улицах регулируются специальными строительными нормами и правилами (СНиП).

Оценку уровня фактической искусственной освещенности проводят, используя выражение:

Еф = (N x W) x P,

где Еф — фактическое значение освещенности, N — количество источников света (ламп), W — удельная энергомощность лампы, Р — площадь помещения.

Люксметр для определения уровня искусственного освещения

При наличии люксметра расчет освещения производят по другой формуле:

Еф = К1 х К2 х Еизм,

где К1 — параметр, зависящий от вида используемых ламп и модели люксметра, К2 — коэффициент, учитывающий сдвиг значения напряжения сети от номинального (используется при отклонении более 5 %), а Еизм — показания прибора в люксах.

Согласно ПУЭ

Требования к аварийному освещению приведено в п. 6.1.21-6.1.29 ПУЭ.

6.1.21. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Светильники рабочего освещения и светильники освещения безопасности в производственных и общественных зданиях и на открытых пространствах должны питаться от независимых источников.

6.1.22. Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в производственных зданиях с естественным освещением и в общественных и жилых зданиях должны быть присоединены к сети, не связанной с сетью рабочего освещения, начиная от щита подстанции (распределительного пункта освещения) или, при наличии только одного ввода, начиная от вводного распределительного устройства.

6.1.23. Питание светильников и световых указателей эвакуационного освещения в производственных зданиях без естественного освещения следует выполнять аналогично питанию светильников освещения безопасности (п. 6.1.21).

В производственных зданиях без естественного света в помещениях, где может одновременно находиться 20 человек и более, независимо от наличия освещения безопасности должно предусматриваться эвакуационное освещение по основным проходам и световые указатели «выход», автоматически переключаемые при прекращении их питания на третий независимый внешний или местный источник (аккумуляторная батарея, дизель-генераторная установка и т.п.), не используемый в нормальном режиме для питания рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения, или светильники эвакуационного освещения и указатели «выход» должны иметь автономный источник питания.

6.1.24. При отнесении всех или части светильников освещения безопасности и эвакуационного освещения к особой группе первой категории по надежности электроснабжения необходимо предусматривать дополнительное питание этих светильников от третьего независимого источника.

6.1.25. Светильники эвакуационного освещения, световые указатели эвакуационных и (или) запасных выходов в зданиях любого назначения, снабженные автономными источниками питания, в нормальном режиме могут питаться от сетей любого вида освещения, не отключаемых во время функционирования зданий.

6.1.26. Для помещений, в которых постоянно находятся люди или которые предназначены для постоянного прохода персонала или посторонних лиц и в которых требуется освещение безопасности или эвакуационное освещение, должна быть обеспечена возможность включения указанных видов освещения в течение всего времени, когда включено рабочее освещение, или освещение безопасности и эвакуационное освещение должны включаться автоматически при аварийном погасании рабочего освещения.

6.1.27. Применение для рабочего освещения, освещения безопасности и (или) эвакуационного освещения общих групповых щитков, а также установка аппаратов управления рабочим освещением, освещением безопасности и (или) эвакуационным освещением, за исключением аппаратов вспомогательных цепей (например сигнальных ламп, ключей управления), в общих шкафах не допускается.

Разрешается питание освещения безопасности и эвакуационного освещения от общих щитков.

6.1.28. Использование сетей, питающих силовые электроприемники, для питания освещения безопасности и эвакуационного освещения в производственных зданиях без естественного освещения не допускается.

6.1.29. Допускается применение ручных осветительных приборов с аккумуляторами или сухими элементами для освещения безопасности и эвакуационного освещения взамен стационарных светильников (здания и помещения без постоянного пребывания людей, здания площадью застройки не более 250 м2).

Виды освещения

Существуют разные классификации освещения. Так, по локализации оно бывает таких типов:

1. Общее. Предполагает равномерное освещение помещения без наличия темных или более светлых зон. Присутствие только такого освещения обычно наблюдается в зонах, где рабочий процесс осуществляется неполное время.
2. Местное. Локальная подсветка помогает дополнительно осветить определенные рабочие зоны: компьютерный или школьный стол, технику и станки. Оно предполагает установку различных осветительных приборов в непосредственной близости от рабочего места.

Применение исключительно локального освещения согласно нормам недопустимо, поскольку в помещении неизбежно будут присутствовать перепады света — от глубокого затемнения до яркого. Это вызовет проблемы со зрением работников. По источникам света освещение также делится на несколько видов.

Естественное

Естественное освещение создается силами природы: прямыми солнечными лучами, а также диффузным (отраженным) светом небосвода. Отсутствие естественного света неблагоприятно для человека, ведь именно к нему глаза лучше всего приспособлены. Такой свет зависит от времени года и периода суток, в этом его основной недостаток. Но качество и объем поступающего естественного света зависит и от конструкции здания, количества и размера окон.

Существует даже специальная карта светового климата, состоящая из 6 зон, согласно ей должны проектироваться окна в зданиях. Естественный свет делится на такие виды:

• верхний (свет проникает через проемы на участках с перепадами высот дома);
• боковой (свет попадает через окна наружных стен);
• комбинированный (сочетание двух предыдущих видов).

Искусственное

Без искусственного освещения в сумеречное время суток, в пасмурный день или зимой, когда рано темнеет, нормальный рабочий процесс невозможен. В качестве дополнительных источников света выступают лампы, светильники, торшеры, бра и прочие электроприборы. Обычно в офисы и на производство приобретают галогенные и светодиодные лампы. Обычные лампочки накаливания сейчас применяются редко, поскольку они тратят много электроэнергии, быстро выходят из строя.

Чаще всего освещение бывает смешанным, когда естественное сочетается с искусственным. Последнее также подразделяется на следующие виды:

1. Рабочее. Обычное освещение, которое ежедневно применяется сотрудниками, помогает обеспечению рабочего процесса.
2. Аварийное. Включается только при аварии, в экстренной ситуации, когда основное освещение отключается.
3. Эвакуационное. Применяется для подсветки путей эвакуации людей при ЧС, обычно является не таким мощным, как рабочее.
4. Охранное. Используется охранным персоналом, присутствует не на всех предприятиях, а по необходимости. Не нормируется по интенсивности.
5. Дежурное. Остается включенным даже по окончании рабочего процесса (например, небольшое освещение коридоров в больших зданиях).

Гибридное освещение

Гибридными называются системы, включающие естественное и искусственное освещение. Они подходят для случаев, в которых только солнечного света недостаточно для создания соответствующего нормам уровня освещенности. При определении значения светового потока естественное освещение не учитывается – расчеты выполняются только для электрических источников.

Необходимость в гибридном освещении появляется, если значение КЕО ниже допустимого значения – 1 или 1,2%. Если этот показатель, зависящий от затененности, типа стекла и ширины окон, не соответствует норме, вместе с естественным освещением на рабочем месте устраивается искусственное. Источники света устанавливают только на тех участках, на которых КЕО ниже нормы.

Последствия неправильного освещения

Несоблюдение требований к освещению рабочих мест на любом предприятии чревато понижением общей работоспособности. Кроме того, зрение персонала утомляется, возникает прямая угроза здоровью, возможно даже развитие близорукости. На предприятиях, где руководство халатно относится к вышеизложенным требованиям, повышается риск производственного травматизма, может также увеличиться количество брака. Нередки случаи, когда возникает текучка кадров. Ведь многие люди внимательно относятся к собственному здоровью, и порой зрение оказывается дороже должности или наличия работы.

Требования к освещению рабочих мест, безусловно, должны неукоснительно соблюдаться. Ведь люди, как правило, проводят большую часть жизни на работе или в закрытых помещениях, где неправильное освещение может подорвать их здоровье.