Составители: Фандеев Н.П. и др.
Б40 Безопасность жизнедеятельности. Ч. III. Определение основных параметров естественного и искусственного освещения: Лабораторные работы /НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева; Сост.: Фандеев Н.П., Сухачева Г.Н., Мишанова А.А., Коледенкова О.А. Новомосковск, 2001. – 38 с.

Данная публикация продолжает серию рекомендаций по выполнению лабораторных работ курса «Безопасность жизнедеятельности». В предлагаемом методическом указании представлено описание лабораторной работы по определению основных параметров естественного и искусственного освещения, даны рекомендации по определению класса условий труда в зависимости от параметров световой среды производственных помещений.
Предназначено для студентов всех специальностей ВУЗа.
Достаточно подробный теоретический материал и обширные справочные данные позволяют использовать данное указание при выполнении раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломных проектах (работах).

Через зрительный анализатор человек получает около 80% из общего объема информации. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно, оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Кроме того, нерациональное освещение может явиться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывают полную потерю ориентировки работающих, снижают производительность труда и увеличивают брак продукции.
Лабораторная работа, представленная в этом пособии, поможет студентам практически изучить методы измерения освещенности рабочих мест, как при естественном, так и при искусственном и совмещенном освещениях. Студенты научатся грамотно и квалифицированно проводить светотехнические расчеты, подбирать тип светильников и лампы к ним, а также оценивать условия труда по показателям освещенности рабочего места. В приложениях приведен обширный справочный материал, который позволяет использовать его при выполнении раздела «Безопасность жизнедеятельности» в дипломных работах и проектах.
Большую помощь при подготовке материалов лабораторной работы оказали Стрельникова Л.В. и Наумов В.Ю.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы: измерение основных параметров, характеризующих естественное, искусственное и совмещенное освещение помещений; ознакомление с методикой их нормирования и расчета.

Основные светотехнические характеристики

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.
Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:
световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность световой энергии, измеряется в люменах (лм);
сила света J - величина, характеризующая свечение источника в некотором направлении и равная отношению светового потока dФ к малому телесному углу dΩ, в котором он в котором он распространяется: ; измеряется в канделах (кд);
освещенность Е – это световой поток dФ, приходящийся на единицу освещаемой поверхности dS (м²):  ; измеряется в люксах (лк);
яркость L – это величина, характеризующая свечение источника света в данном направлении. Яркость элемента dS светящейся поверхности в каком-либо направлении определяется отношением силы света dJ этого элемента в рассматриваемом направлении к площади dS проекции элемента на плоскость, перпендикулярную к рассматриваемому направлению:  где α – угол между нормалью к этому элементу dS и направлением, для которого рассчитывается яркость; измеряется в кд/м².
Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как характеристика фона, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности, спектральный состав света.
Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается:
– светлым при коэффициенте отражения поверхности более 0,4;
– средним при коэффициенте отражения поверхности от 0,2 до 0,4;
– темным при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.
При проектировании осветительной установки коэффициент отражения строительных и облицовочных материалов следует измерять, принимать по СНиП 23-05–95 или по табл. П.1 приложения.
Контраст объекта различения с фоном K определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном
считается:
– большим при K более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);
– средним при K от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);
– малым при K менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).
Коэффициент пульсации освещенности Kп, %, – это критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой:

 (1)

где: E_макс и E_мин – соответственно максимальное и минимальное значение освещенности за период ее колебания, лк; E_ср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.
Показатель ослепленности P – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемой выражением:

(2)

где: S– коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Виды и системы производственного освещения

Для освещения производственных помещений используют естественное, искусственное и совмещенное освещение.
Естественное освещение помещений создается светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, и меняется в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы. Искусственное освещение создается электрическими источниками света. Совмещенное освещение – это освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Естественное освещение подразделяется на боковое (осуществляется через световые проемы в наружных стенах), верхнее (через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания) и комбинированное – сочетание верхнего и бокового естественного освещения.
Искусственное освещение может быть двух систем – общее освещение и комбинированное освещение. Общее освещение – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Комбинированное освещение – это освещение, при котором к общему освещению добавляется местное, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах. Применение только одного местного освещения не допускается т.к. это создает резкий контраст между освещенными и неосвещенными местами, утомляет зрение и может явиться причиной травматизма.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.
Рабочее освещение предусматривается для всех помещений здания, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.
Освещение безопасности устраивается для продолжения работы в случаях, если аварийное отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического процесса и т.п. Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.
Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения или из мест производства работ вне зданий при аварийном отключении рабочего освещения. Оно организуется в местах, опасных для прохода людей; на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел. Освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях – не менее 0,2 лк.
Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть не менее 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии границы.
Дежурное освещение – это освещение в нерабочее время. Область применения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству не нормируются.

Основные требования к производственному освещению

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на росте производительности.
При организации производственного освещения необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней. Тени необходимо смягчать, применяя, например, при искусственном освещении светильники со светорассеивающими молочными стеклами; при естественном освещении, используя солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки и др.).
При организации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральный состав светового потока. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественное освещение. Для создания правильной цветопередачи применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Нормирование производственного освещения

Естественное, искусственное и совмещенное освещение в помещениях регламентируется СНиП 23-05–95 в зависимости от характеристики зрительной работы, системы освещения, фона, контраста объекта с фоном. Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения (например, при работе с приборами – толщиной линии градуировки шкалы, при чертежных работах – толщиной самой тонкой линии). В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда (табл. П.2 приложения).
Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности КЕО. Расчетное значение КЕО eр – это отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражения) Евн к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах, т.е.

, (3)

СНиП 23-05–95 принято раздельное нормирование КЕО для бокового, верхнего или комбинированного естественного освещения. В небольших помещениях при одностороннем боковом естественном освещениинормируется минимальное значение КЕО в точке на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, а при двухстороннем боковом освещении – в точке посередине помещения. В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке, удаленной от световых проемов:
– на 1,5 высоты помещений для работ I-IV разрядов;
– на 2 высоты помещения для работ V-VII разрядов;
– на 3 высоты помещения для работ VIII разряда.
При верхнем или комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных в пределах рабочей зоны. Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
Нормированные значения КЕО, e_N, для зданий, располагаемых в различных районах (табл. П.3 приложения), определяется по формуле:

(4)

где N – номер группы обеспеченности естественным светом; eN – значение КЕО (табл. П.2 приложения); m_N – коэффициент светового климата (табл. П.4 приложения).
Искусственное освещение нормируется количественным (минимальной освещенностью) и качественными показателями (показателем ослепленности, коэффициентом пульсации освещенности) на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме оговоренных случаев; для наружного освещения – для любых источников света. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть не менее 10 % нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 200 лк для разрядных ламп и 75 лк для ламп накаливания.
Совмещенное освещение предусматривается для производственных помещений, в которых выполняются работы I-III разрядов, а также в случаях, когда по условиям технологии, организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормированное значение КЕО (например, многоэтажные здания большой ширины), или, когда технико-экономическая целесообразность сов­мещенного освещения по сравнению с естественным подтверждена соответствующими расчетами. Нормированные значения КЕО для производственных помещений принимаются как для совмещенного освещения (табл. П.2 приложения).

Источники света и осветительные приборы

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.
При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическая мощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача Ψ = Ф/Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.
Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения Ψ = 7…20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.
В последние годы все большее распространение получают галогенные лампы – лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.
Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40…110 лм/Вт. Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8…12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминофор. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).
Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия движущихся, вращающихся предметов и механизмов. При совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени в осветительных установках искажается зрительное восприятие движения объекта, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также и длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.
Для освещения производственных помещений следует использовать наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.
Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе галогенные. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.
Для аварийного освещения (освещение безопасности и эвакуационное) применяются:
а) лампы накаливания;
б) люминесцентные лампы – в помещениях с минимальной температурой воздуха не менее +5°С и при условии питания ламп во всех режимах напряжением не ниже 90% номинального;
в) разрядные лампы высокого давления при условии их мгновенного или быстрого повторного зажигания как в горячем (после кратковременного отключения), так и в холодном состоянии.

Расчет искусственного освещения

При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установки светильников и размещения их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте, и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.
Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока. Световой поток (лм) одной лампы рассчитывается по следующей формуле:

(5)

где Е_н – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05–95 (табл. П.2 приложения), лк; S – площадь освещаемого помещения, м²; z – коэффициент неравномерности освещения, обычно z = 1,1 ? 1,2; K_з – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения ламп и светильников, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения (табл. П.5 приложения); m – число светильников в помещении; n – число ламп в светильнике; u – коэффициент использования светового потока.
Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяется по индексу помещения i в зависимости от типа светильника и коэффициентов отражения света от потолка, стен и пола:

(6)

где А, В – длина и ширина помещения в плане, м; Н – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.
По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239–79 и ГОСТ 6825–91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного с увеличением в пределах 10…20% (табл. П.6, П.7 приложения).
Так как ассортимент ламп небольшой, на практике определяют количество светильников с заданным числом ламп конкретного типа для удовлетворения требуемой освещенности рабочих мест:

(7)

Для контроля и измерения освещенности на рабочих местах применяют люксметры Ю-116, Ю-117. Они состоят: из селенового фотоэлемента с насадками и измерителя – стрелочного гальванометра и органов управления (рис. 1). При освещении поверхности фотоэлемента в цепи возникает электрический ток, пропорциональный падающему световому потоку.
Люксметр Ю-116 имеет два предела измерений: от 0 до 30 лк; от 0 до 100 лк. При измерении более высоких уровней освещенности на фотоэлемент надеваются специальные поглотители света с коэффициентами пропускания: «М» – 0,1; «Р» – 0,01; «Т» – 0,001, что позволяет расширить пределы измерения. Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка «К» на фотоэлемент.

Рис. 1. Переносной фотоэлектрический люксметр:
1 – измеритель люксметра; 2 – селеновый фотоэлемент; 3 – кнопки переключателя; 4 – табличка со схемой; 5 – корректор

На лицевой панели измерителя находятся: две шкалы измерений, проградуированных в люксах (лк); кнопки переключения диапазонов измерений (табл. 1).

Таблица 1

Технические характеристики люксметра Ю-116

Диапазон измерений, Е, лк
основной	не основной
без насадок, с открытым фотоэлементом	с насадками
	КМ	КР	КТ
5-30	50-300	500-3000	5000-30000
20-100	200-1000	2000-10000	20000-100000

На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента к измерителю с помощью шнура с розеткой, которая обеспечивает правильную полярность соединений. Длина шнура – 1,5 м.
Для снятия показаний с прибора необходимо нажать кнопку диапазона 0-30 или 0-100 (более точный результат достигается при нахождении стрелки прибора в середине одной из шкал) и записать показания прибора. При использовании поглотительных насадок М, Р и Т полученную величину нужно умножить на коэффициент ослабления светового потока соответствующей насадки (обозначен на самой насадке): М – 10, Р – 100, Т – 1000.

Правила работы с прибором

Нельзя вынимать корпус прибора из футляра.
Нельзя использовать фотоэлемент без насадки «К».
Стрелка прибора при закрытом фотоэлементе (лицевой стороной вниз) должна находиться в нулевом положении.
По окончании измерений необходимо отсоединить фотоэлемент от измерителя, закрепить его в гнезде футляра лицевой стороной вниз, убрать насадки на место, закрыть футляр.
Для демонстрации стробоскопического эффекта используется установка, представленная на рис. 2. Установка состоит из лампы, создающей пульсирующий световой поток, строботахометра и электродвигателя с крыльчаткой, установленных на макете. При кратном совпадении частоты пульсации светового потока с частотой вращения электродвигателя наблюдается искажение зрительного восприятия, выражающееся в кажущейся остановке вращения крыльчатки.

1. Ознакомиться с устройством люксметра, принципом его действия и правилами работы с ним. Убедиться, что стрелка прибора при закрытом фотоэлементе находится в нулевом положении.
2. Измерить наружную горизонтальную освещенность Енар. Для этого фотоэлемент с соответствующей насадкой расположить го­ризонтально вблизи окна на высоте 0,9 м от пола. Определить среднее значение по трем измерениям, сделанным с интервалом в 20 секунд. Результат занести в табл. 2.
3. Измерить освещенность рабочего места №1, расположенного на расстоянии 1 м от окна. Измерения освещенности проводятся на высоте 0,8 м от пола на уровне стола, располагая фотоэлемент горизонтально. Интервал времени между замерами естественного, сов­мещенного и комбинированного освещений должен быть минимальным. Полученные результаты записать в табл.2.
4. Измерить освещенность рабочих мест №2 и №3, расположенных от окна на расстоянии соответственно 3 и 5 м, на высоте 0,8 м от пола при естественном и совмещенном освещении. Полученные результаты записать в табл. 2.

Таблица 2

Результаты выполнения лабораторной работы

Вид освещения	Освещенность, лк				КЕО на рабочих местах			Параметры освещенности по СНиП 23-05–95
	снаружи Енар	на рабочих местах						КЕО, ен, %	Освещенность рабочих поверхностей, Е,
									искусственное освещение
		№1	№2	№3	№1	№2	№3		общее	комбинированное
Естественное
Искуственнное общее
Совмещенное (естественное и искуственное)
Комбинированное

5. По результатам измерений естественного освещения построить график зависимости, где l – расстояние от оконного проема до рабочего места №1, №2 и №3, м.
6. По формуле (3) рассчитать коэффициент естественной освещенности (е_р) на всех рабочих местах, значения записать в табл. 2.
7. Определить нормативное значение КЕО помещения по табл. П.2 приложения для зрительной работы класса IVб. По рассчитанному значению КЕО сделать вывод о его соответствии нормативному значению для лаборатории при естественном и совмещенном освещениях. По табл. П.8 приложения определить класс условий труда.
8. Подсчитать число горящих ламп в лаборатории на площади 36 м², определить тип ламп и по табл. П.7 приложения найти номинальный световой поток одной лампы. Пользуясь формулой (5), определить общую освещенность лаборатории при искусственном освещении. Индекс помещения равен i = 1,4.
9. По табл. П.2 приложения определить нормативное значение для искусственного общего и искусственного комбинированного освещений для зрительной работы класса IVб.
10. Сравнить рассчитанные значения искусственного освещения с нормативными значениями и сделать вывод о допустимости работы в данной лаборатории. По табл. П.8 приложения определить класс условий труда.
Демонстрация стробоскопического эффекта
11. Включить установку по демонстрации стробоскопического эффекта (рис. 2) в сеть.
12. Запустить двигатель, включив тумблер 10.
13. Переключатель 4 установить в положение «Лампа» и дождаться (~ 30 с) появления пульсации светового потока.
14. Глядя в смотровое окно 11, регулятором 5, путем изменения частоты пульсации светового потока, добиться кажущейся остановки крыльчатки.
15. Поставить переключатель 4 в положение «Выкл».
16. Выключить тумблер 10 и отключить установку из сети.

Рис. 2. Установка для демонстрации стробоскопического эффекта
1 – лампа; 2 – строботахометр СТ-МЭИ; 3, 12 – сетевые шнуры; 4 – переключатель «Выкл-Сеть-Лампа»; 5 – регулятор частоты пульсации лампы (грубо-точно); 6 – шкала диапазонов; 7 – стрелка; 8 – переключатель диапазонов;

1. Какова роль освещения в жизнедеятельности человека?
2. Перечислите количественные показатели освещения.
3. Перечислите качественные показатели освещения.
4. В каких единицах измеряется световой поток?
5. В каких единицах измеряется сила света?
6. В каких единицах измеряется освещенность?
7. Перечислите основные виды производственного освещения.
8. Как подразделяется искусственное освещение по функциональному назначению?
9. Для чего предназначено освещение безопасности?
10. Для чего предназначено эвакуационное освещение?
11. Как конструктивно подразделяют естественное освещение?
12. Как конструктивно подразделяют искусственное освещение?
13. В каких случаях используют систему общего освещения?
14. В каких случаях необходимо применение комбинированного освещения?
15. Можно ли применять в производственных помещениях одно местное освещение?
16. Что такое КЕО?
17. В какой точке производственного помещения нормируется минимальный КЕО при боковом естественном помещении?
18. Какие показатели учитываются при нормировании производственного освещения?
19. Перечислите основные источники искусственного освещения в производственном помещении.
20. Какое преимущество газоразрядных ламп перед лампами накаливания?
21. Что такое стробоскопический эффект?

5. Задачи к работе

№ 1 Выбрать тип люминесцентной лампы для общего равномерного искусственного освещения кузнечного цеха, где выполняются работы со светящимися материалами и изделиями.
Характеристика помещения: длина – 40 м, ширина – 20 м, высота подвеса светильников над рабочими поверхностями – 6 м, коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей соответственно 70%, 50% и 10%.
Для освещения используются 66 светильников, по 4 лампы в каждом. Поправочный коэффициент светильника – 1,1.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.5, П.7 и П.9.

№ 2 Какой наивысший разряд зрительных работ можно выполнять в инструментальном цехе при общем равномерном искусственном освещении?
Характеристика помещения: длина – 30 м, ширина – 25 м, высота подвеса светильников над рабочими поверхностями – 4 м. Потолок – белого цвета, стены – бежевого цвета, рабочие поверхности – темные.
Для освещения используются 120 светильников, по 2 лампы типа ЛД-80 в каждом. Поправочный коэффициент светильника – 1,1.
При решении задачи воспользоваться табл. П.1, П.2, П.5, П.7 и П.9.

№ 3 Определить возможность использования (в конкретном случае) естественного освещения в помещении ЦПУ одного из цехов Новгородского химического завода. Окна ЦПУ ориентированы на северо-восток. Наименьший размер объекта различения – свыше 1,0 до 5 мм.
В момент измерения естественная освещенность, создаваемая светом открытого небосвода составила 15000 лк, а на рабочих местах внутри помещения: на расстоянии 1 м от окна – 10300 лк, посередине помещения – 4800 лк, на расстоянии 1 м от противоположной оконным проемам стены – 210 лк.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.3 и П.4.

№ 4 Определить соответствие общего искусственного освещения производственного помещения требованиям СНиП 23-05–95 и установить класс условий труда.
Характеристика помещения: размеры – 50?15?3,5 м; коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей – соответственно 70%, 50% и 10%. Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью – 2,55 м; воздушная среда содержит в рабочей зоне пыли менее 1 мг/м³.
Количество светильников типа ЛДОР – 80 шт., в каждом по
2 лампы типа ЛД-30; поправочный коэффициент – 1,15.
Разряд выполняемых зрительных работ – IVа.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.5, П.7, П.8 и П.9.

№ 5 Определить необходимое количество светильников для общего освещения цеха по производству цемента, где выполняются зрительные работы очень малой точности.
Размеры цеха – 70 X 30 м, высота подвеса светильников над рабочими поверхностями – 4,2 м, коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей – соответственно 50%, 30% и 10%.
Тип светильников – ЛДОР, поправочный коэффициент – 1,1; тип ламп – ЛБ-40, количество ламп в светильнике – 2 шт.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.5, П.7 и П.9.

№ 6 Определить показатель естественного освещения производственного помещения. Сравнить полученный показатель естественного освещения с его нормативным значением (СНиП 23-05–95).
Установить класс условий труда для рабочих мест, находящихся посередине помещения.

Таблица 3

Варианты заданий

№ п/п	Наружная освещенность, лк	Освещенность (лк) рабочих мест, находящихся:			Естественное освещение в помещении	Разряд зрительной работы
		у окна	посередине	у противоположной окну стене
1	15000	1500	700	75	боковое	VII
2	20000	1200	1300	1100	верхнее	I
3	2200	700	3500	30	боковое	IV
4	35000	150	110	135	комбинированное	V

При решении задачи воспользоваться табл. П.2 и П.8.

№ 7 В сборочном цехе выполняются зрительные работы класса IIв. Подобрать лампы, необходимые для обеспечения комбинированного освещения 10 рабочих мест.
Характеристика помещения: размеры – 6 X 18 м; коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей – 70%, 50% и 10%; высота подвеса светильников над рабочими поверхностями – 2,3м.
Характеристика светильников общего освещения: тип ЛДОР, в каждом по 2 газоразрядных лампы, поправочный коэффициент – 1,15. Количество – 30 шт.
Характеристика рабочей поверхности: размеры – 1?1 м, расстояние от лампы местного освещения до рабочей поверхности – 0,7 м, поправочный коэффициент светильника местного назначения – 1,1.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.5, П.6, П.7 и П.9.

№ 8 Определить нормированный показатель естественного освещения производственного помещения предприятия Мурманской области, у которого световые проемы наружных стен ориентированы на восток и где выполняются работы малой точности.
Установить класс условий труда, если в результате измерения наружная освещенность составила 15000 лк, а у противоположной оконным проемам стены – 200 лк.
При решении задачи воспользоваться табл. П.2, П.3, П.4 и П.8.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П 1.

Коэффициент отражения строительных и облицовочных материалов

Материал	Коэффициент отражения, %
Белая фасадная краска, белый мрамор	70
Светло-серый бетон, белый силикатный кирпич, очень светлые фасадные краски	60
Серый бетон, известняк, желтый песчаник, светло-зеленая, бежевая, светло-серая фасадная краска, светлые породы мрамора	50
Серый офактуренный бетон, серая фасадная краска, светлое дерево	40
Розовый силикатный кирпич, темно–голубая, темно-бежевая, светло-коричневая фасадная краска, потемневшее дерево	30
Темно-серый мрамор, гранит, темно–коричневая, синяя, темно-зеленая, красная фасадная краска	20
Черный гранит, мрамор	10

Таблица П.2

Требования к освещенности помещений промышленных
предприятий (по СНиП 23-05–95)

Характерист. зрительной работы	Наименьший или эквивалент. размер объекта различения, мм	Разряд зрительн. работы	Подразряд зрительн. работы	Контраст объекта с фоном	Характерист. фона	Искусственное освещение					Естественное освещение		Совмещенное освещение
						Освещенность, лк			Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэфф. пульсации		КЕО, ен, %
						при системе комбинир. освещения		при системе общего освещ.			при верхнем или комбини-рованном освещ.	при боковом освещ.	при верх-нем или комбини-рованном освещ.	при боковом освещ.
						всего	в том числе общего		P	Kn%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000	500	-	20	10	-	-	6,0	2,0
						4500	500	-	10	10
			б	Малый	Средний	4000	400	1250	20	10
				Средний	Темный	3500	400	1000	10	10
			в	Малый	Светлый	2500	300	750	20	10
				Средний	Средний
				Большой	Темный	2000	200	600	10	10
			г	Средний	Светлый	1500	200	400	20	10
				Большой	"
				"	Средний	1250	200	300	10	10
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Темный	4000	400	-	20	10	-	-	4,2	1,5
						3500	400	-	10	10
			б	Малый	Средний	3000	300	750	20	10
				Средний	Темный	2500	300	600	10	10
			в	Малый	Светлый	2000	200	500	20	10
				Средний	Средний
				Большой	Темный	1500	200	400	10	10
			г	Средний	Светлый	1000	200	300	20	10
				Большой	Светлый
				"	Средний	750	200	200	40	15
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Темный	2000	200	500	20	15	-	-	3,0	1,2
						1500	200	400	10	10
			б	Малый	Средний	1000	200	300	40	15
				Средний	Темный	750	200	200	10	15
			в	Малый	Светлый	750	200	300	40	15
				Средний	Средний
				Большой	Темный	600	200	200	20	15
			г	Средний	Светлый	400	200	300	40	15
				Большой	"
				"	Средний
Средней точности	Св. 0,5 до 1,0	VI	а	Малый	Темный	750	200	300	40	20	4	1,5	2,4	0,9
			б	Малый	Средний	500	200	200	40	20
				Средний	Темный
			в	Малый	Средний	500	200	200	20	20
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	-	-	200	40	40
				Большой	"
				"	Средний
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	Малый	Темный	400	200	300	40	20	3	1	1,8	0,6
			б	Малый	Средний	-	-	200	40	20
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	-	-	200	40	20
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	-	-	200	40	20
				Большой	"
				"	Средний
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	40	20	3	1	1,8	0,6
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах	более 0,5	VII		То же		-	-	200	40	20	3	1	1,8	0,6
Общее наблюдение за ходом производствен. процесса
постоянное		VIII	а	"		-	-	200	40	20	3	1	1,8	0,6
периодическое при постоянном пребывании людей в помещении			б	"		-	-	75	-	-	1	0,3	0,7	0,2
периодическое при периодическом пребывании людей в помещении			в	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	50	-	-	0,7	0,2	0,5	0,2
Общее наблюдение за инженерными коммуник.			г	То же		-	-	20	-	-	0,3	0,1	0,2	0,1

Таблица П.3

Группа административных районов по ресурсам светового климата

Номер группы	Административный район
1	Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Рязанская, Тульская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Мордовия, Чувашия, Удмуртия, Башкортостан, Татарстан, Красноярский край (севернее 63° с.ш.), Республика Саха (Якутия) (севернее 63° с.ш.), Чукотский нац. округ, Хабаровский край (севернее 55° с.ш.)
2	Брянская, Курская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, Самарская, Ульяновская, Оренбургская, Саратовская, Волгоградская области, Республика Коми, Кабардино-Балкарская Республика, Северо-Осетинская Республика, Чеченская Республика, Ингушская Республика, Ханты-Мансийская нац. округ, Алтайский край, Красноярский край (южнее 63° с.ш.), Республика Саха (Якутия) (южнее 63° с.ш.), Республика Тува, Бурятская Республика, Читинская область, Хабаровский край (южнее 63° с.ш.), Магаданская обл.
3	Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Карельская Республика, Ямало-Ненецкий нац. округ, Ненецкий нац. округ
4	Архангельская, Мурманская области
5	Калмыцкая Республика, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край

Таблица П.4

Коэффициент светового климата m

Световые проемы	Ориентация световых проемов по сторонам горизонта	Номер группы административных районов
		1	2	3	4	5
В наружных стенах зданий	С	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	СВ,СЗ	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	З,В	1	0,9	1,1	1,1	0,8
	ЮВ,ЮЗ	1	0,85	1	1,1	0,8
	Ю	1	0,85	1	1,1	0,75
В прямоугольных и трапециевидных фонарях	С-Ю	1	0,9	1,1	1,2	0,75
	СВ-ЮЗ	1	0,9	1,2	1,2	0,7
	ЮВ-СЗ	1	0,9	1,1	1,2	0,7
В фонарях типа «Шед»	С	1	0,9	1,2	1,2	0,7
В зенитных фонарях	-	1	0,9	1,2	1,2	0,75

Примечания:
1. 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.
2. Группы административных районов России по ресурсам светового климата приведены в табл. П.3.

Коэффициент запаса производственных помещений

Помещения и территории	Примеры помещений	Искуственное освещение			Естественное освещение
		Коэффициент запаса К3 Количество чисток светильников в год			Коэффициент запаса К3 Количество чисток остекления светопроемовв год
		Эксплуатационная группа светильников по приложению Г			Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы
		1-4	5-6	7	0-15	16-45	47-75	76-90
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Производственные помещения с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне:
а) свыше 5 мг/м3 пыли, дыма копоти	Агломерационные фабрики, цементные заводы и обрубные отделения литейных цехов.	2,0 18	1,7 6	1,6 4	2,0 4	1,8 4	1,7 4	1,5 4
б) от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти	Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сборного железобетона	1,8 6	1,6 4	1,6 2	1,8 3	1,6 3	1,5 3	1,4 6
в) менее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти	Цехи инструментальные, сборочные, механические, механосборочные, пошивочные	1,5 4	1,4 2	1,4 1	1,6 2	1,5 2	1,4 2	1,3 2
г) значительные концентрации паров, кислот, щелочей, газов, способных при соприкосновении с влагой образовывать слабые растворы кислот, щелочей, а также обладающих большой коррозирующей способностью		1,8 6	1,6 4	1,6 2	2,0 3	1,8 3	1,7 3	1,5 3
2. Производственные помещения с особым режимом по чистоте воздуха при обслуживании светильников:
а) с технического этажа		1,3 4	-	-	-	-	-	-
б) снизу из помещения		1,4 2	-	-	-	-	-	-
3. Помещения общественных и жилых зданий:
а) пыльные, жаркие и сырые	Горячие цехи предприятий общественного питания, охлаждаемые камеры, помещения для приготовления растворов в прачечных, душевые и т.д.	1,7 2	1,6 2	1,6 2	2,0 3	1,8 3	1,7 3	1,6 3
б) с нормальными условиями среды	Кабинеты и рабочие помещения, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний, торговые залы и т.д.	1,4 2	1,4 1	1,4 1	1,5 2	1,4 2	1,3 1	1,2 1
4. Территории с воздушной средой, содержащей
а) большое количество пыли (более 1 мг/м3)	Территории металлургических предприятий, шахт, рудников, железнодорожных станций и прилегающих к ним улиц и дорог	1,5 4	1,5 4	1,5 4	-	-	-	-
б) малое количество пыли (менее 1 мг/м3)	Территории промышленных предприятий, кроме указанных в подп. «а» и общественных зданий	1,5 2	1,5 2	1,5 2	-	-	-	-
5. Населенные пункты	Улицы, площади, дороги, территории жилых районов, парки, бульвары, пешеходные тоннели,	1,6 2	1,5 2	1,5 1	-	-	-	-
	фасады зданий, памятники, транспортные тоннели	1,7 2	-	-	-	-	-	-

Примечания:
1. Значения коэффициента запаса, указанные в гр. 6-9, следует умножать на 1,1 – при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла, а также при использовании световых проемов для аэрации; на 0,9 – при применении органического стекла.
2. Значения коэффициентов запаса, указанные в гр. 3-5, приведены для разрядных источников света. При использовании ламп накаливания их следует умножать на 0,85.
3. Значения коэффициентов запаса, указанные в гр. 3, следует снижать при односменной работе по поз. 1б, 1г – на 0,2; по поз. 1в – на 0,1; при двухсменной работе – по поз. 1б, 1г – на 0,15.

Номинальный световой поток (Ф) ламп накаливания общего
назначения (по ГОСТ 2239–79)

Тип лампы	Номинальные значения
	Мощность, Вт	Световой поток, лм
В220–230–15–1	15	120
В220–230–25	25	220
Б220–230–25		230
Б220–230–40–1	40	430
БК220–230–40–1		475
Б220–230–60–1	60	730
БК–220–230–60–1		800
Б220–230–75–1	75	960
Б220–230–100–1	100	1380
БК220–230–100–1		1500
Г220–230–150	150	2090
Г220–230–200	200	2950
Г220–230–300–2	300	4850
Г220–230–500–1	500	8400
Г220–230–1000–2	1000	18800

В условном обозначении типов ламп буквы обозначают:
В – вакуумная;
Г – газополная моноспиральная (аргоновая);
Б – биспиральная аргоновая;
БК – биспиральная криптоновая.

Пример условного обозначения: БК220–230–100–1 – лампа накаливания биспиральная криптоновая на напряжение 220 – 230 В, номинальная мощность 100 Вт, конструктивное исполне-ние лампы – 1.

Номинальный световой поток (Ф) ламп трубчатых люминесцентных (по ГОСТ 6825–91)

Тип лампы	Номинальная мощность, Вт	Номинальный световой поток, лм, не менее
ЛД	15	700
ЛХБ		820
ЛБ		835
ЛТБ		850
ЛД	20	880
ЛХБ		1020
ЛБ		1060
ЛТБ		1060
ЛД	30	1650
ЛХБ		1940
ЛБ		2020
ЛТБ		2020
ЛД	40	2000
ЛХБ		2300
ЛБ		2600
ЛТБ		2320
ЛД	65	3750
ЛХБ		4400
ЛБ		4600
ЛТБ		4600
ЛД	80	4250
ЛХБ		5000
ЛБ		5200
ЛТБ		5200

В условном обозначении ламп буквы обозначают:
Л – люминесцентная;
Д – цветность дневная;
ХБ – цветность холодно-белая;
Б – цветность белая;
ТБ – цветность тепло-белая.

Пример условного обозначения: ЛТБ–20–7 – лампа люминесцентная, цветность тепло-белая, номинальная мощность 20 Вт, отличительная особенность от базовой модели – 7.

Таблица П.8

Фактор, показатель		Класс условий труда
		Допустимый	Вредный - 3
			1 степени	2 степени	3 степени	4 степени
		2	3.1	3.2	3.3	3.4
ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ: Коэффициент естественной освещенности (КЕО, %)		≥0,6*	0,1—0,б*	<0,1**
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ:
Освещенность рабочей поверхности (Е, лк) для разрядов зрительных работ:	1—IV, VII	Ен***	0,5Ен-< Ен	0,5Ен
	V, VI, VIII—XIV	Ен***	< Ен
Показатель ослепленности (Р, отн. ед.)		Рн***	> Рн
Отраженная блескость		отсутствие	наличие
Коэффициент пульсации освещенности (Кп, %)		Кпн***	>Кпн
Яркость (L, кд/ м2)		Lн"*	>Lн
Неравномерность распределения яркости (С. отн. ед)		Сн***	>Сн

Примечание:

* – Для первой группы административных районов по ресурсам светового климата (в соответствии со СНиП 23-05–95 Строительные нормы и правила РФ «Естественное и искусственное освещение»)
** – При наличии мер по компенсации ультрафиолетовой недостаточности – класс 3.1.
*** – Нормативные значения: освещенности – Е_н, показателя ослепленности – Р_н, коэффициента пульсации освещенности – К_пн, яркости – L_н, неравномерности распределения яркости – С_н в соответствии со СНиП 23-05–95 и отраслевыми (ведомственными) нормативными документами по освещению.

Значения коэффициентов использования светового потока

Значение коэффициентов отражения рп, рc,р р при использовании светильников типа:	Значение коэффициента использования u, %, при значении индекса помещения i, равном:
	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,25	1,5	1,75	2,0	0,25	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0
«Астра» 70; 50; 10	22	32	39	44	47	49	50	52	55	58	60	62	64	66	68	70	73
50; 30; 10	20	26	34	38	41	43	45	47	50	53	55	57	59	62	64	66	69
УПД ДРЛ 70; 50; 10	30	36	40	43	45	47	50	53	56	58	60	62	63	66	67	69	70
50; 30; 10	23	30	33	37	40	41	43	47	50	53	56	57	59	60	61	63	66
ЛДОР 70; 50; 10	25	29	33	36	40	43	45	47	51	54	56	58	60	62	63	64	67
50; 30; 10	19	22	26	30	33	36	38	40	44	47	49	51	53	55	56	58	60

Для расчета коэффициента использования светового потока u необходимо пользоваться величиной, называемой «индексом помещения» i и определяемой по зависимости (5).

1. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 1999. – 448 с.
2. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: Учебник для вузов / Бобков А.С., Блинов А.А., Роздин И.А., Хабарова Е.И. – М.: Химия, 1997. – 400 с.
3. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. – Л.: Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1981. – 286 с.
4. СНиП 23-05–95. Естественное и искусственное освещение. М.: Минстрой России, 1995. – 35 с.
5. Р 2.2.755–99. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. – М.: Минздрав России, 1999. – 192 с.
6. ГОСТ 2239-79. Лампы накаливания общего назначения. Технические условия. – М.: Госстандарт СССР, 1979. – 50 с.
7. ГОСТ 6825-91. Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения. – М.: Госстандарт СССР, 1991. – 52 с.