Місцева припливна вентиляція.
При якій здійснюється концентрована подача припливного повітря заданих параметрів (температури, вологості, швидкості руху), виконується у вигляді повітряних душів, повітряних та повітряно-теплових завіс.
Повітряні душі використовуються для запобігання перегріванню робітників у гарячих цехах, а також для утворення так званих повітряних оазисів (простір виробничої зони, що різко відрізняється своїми фізико-хімічними характеристиками від решти приміщення).
Рис. 7.2 - Повітряно-теплові завіси: а - з нижньою подачею повітря; б - з боковою двосторонньою подачею повітря; в - з боковою односторонньою подачею повітря
Повітряні та повітряно-теплові завіси (рис. 7.2) призначені для запобігання надходження в приміщення значних мас холодного зовнішнього повітря при необхідності частого відкривання дверей чи воріт. Повітряна завіса створюється струменем повітря, що подається з вузької довгої щілини, під деяким кутом назустріч потоку холодного повітря. Канал зі щілиною розміщують збоку, знизу чи зверху воріт або дверей.
Місцева витяжна вентиляція.
Забезпечує вловлювання шкідливих виділень (газів, парів, пилу) безпосередньо в місцях їх виділення, а відтак запобігає їх поширенню в приміщенні. У промисловості застосовують різноманітні місцеві відсмоктувачі, які можна умовно поділити на відсмоктувачі відкритого та закритого типу (рис. 7.3).
Рис. 7.3 - Класифікація місцевих відсмоктувачів
Конструкція місцевої витяжки повинна забезпечити максимальне вловлювання шкідливих виділень при мінімальній кількості вилученого повітря. Крім того, вона не повинна бути громіздкою та заважати обслуговуючому персоналу працювати і наглядати за технологічним процесом. Основними чинниками при виборі типу місцевої витяжки е характеристики шкідливих виділень (температура, густина парів, токсичність), положення робітника при виконанні роботи, особливості технологічного процесу та устаткування.
4.7.2. Освітлення виробничих приміщень
Основні світлотехнічні визначення [5].
Світлотехнічні величини, що визначають показники виробничого освітлення, ґрунтуються на оцінці відчуттів, які виникають від дії світлового випромінювання на очі. Щоб повніше розкрити зміст пропонованого матеріалу, коротко розгляньмо основні світлові величини та їхні характеристики. Освітлення характеризується кількісними та якісними показниками (рис. 3.2).
До кількісних показників належать такі:
• світловий потік, Ф;
• сила світла, І;
• освітленість, Е;
• яскравість, L.
Світловий потік, Ф — потужність світлового випромінювання, характеризує потік променистої енергії, який оцінюється за зоровим відчуттям:
де еλ - енергія, випромінювана на конкретній довжині хвилі; X - довжина хвилі, нм; к(λ) - функція видимості.
Одиницею світлового потоку є люмен (лм). Один люмен - світловий потік променистої енергії, випромінюваної від точкового джерела силою світла в 1 канделу (кд), а в середині кута - в 1 стерадіан (ср): 1 лм = 1 кд * ср.
Сила світла, І характеризує просторову щільність, так зване відношення світлового потоку до тілесного кута, в межах якого цей потік розподіляється:
де ω — тілесний кут, ср.
Значення ω визначається відношенням площі, що вирізується зі сфери довільного радіуса г, до квадрата цього радіуса:
якщо в = r2, то ω — 1 ср.
За одиницю сили світла прийнята кандела (кд). Одна кандела - сила світла, що випромінюється з поверхні площею 1/600 000 м2 повного випромінювача (державний світловий еталон) у перпендикулярному напрямку за температури затвердіння платини (2046,65) при тиску 101325 Па. За одиницю сили світла приймається сила світла точкового джерела, яке випромінює в середині тілесного кута в 1 ср світловий потік в 1 лм.
Освітленість, Е - поверхнева щільність світлового потоку, який падає на поверхню, це відношення світлового потоку Ф до площі освітлюваної поверхні S за умови його рівномірного розподілу:
Якщо світловий потік в 1 лм рівномірно розподілений на одиниці площі поверхні 1 м2, за одиницю освітленості Е приймають 1 люкс (лк). Освітленість поверхні не залежить від її світлових властивостей.
Яскравість, що складає 30000 кд/м2, діє засліплююче. Виходячи з цього, введено поняття блискучості джерела світла, тобто підвищеної яскравості поверхонь, що світяться, яка погіршує зорову здатність.
Людина розрівняє оточуючі предмети завдяки тому, що вони мають різну яскравість.
Яскравість (L, кд/м2) є тією характеристикою світла, яка безпосередньо впливає на органи зору і на яку безпосередньо реагує око.
Крім кількісних показників освітлення, необхідно також ураховувати наступні основні якісні показники: фон; контраст об'єкта розпізнавання з фоном; видимість V; показники засліпленості Р та дискомфорту М; коефіцієнт пульсації освітленості Кп.
Показник засліпленості Р - це критерій оцінки засліплюючої дії освітлювальної установки (ОУ); виражається формулою:
де s - коефіцієнт засліпленості,
де V1 - видимість об'єкта спостереження при екрануванні блискучих джерел світла; V2 — видимість об'єкта спостереження за наявності блискучих джерел світла в полі зору.
Видимість V характеризує здатність ока сприймати об'єкт; показує, у скільки разів наявний контраст більший за граничний; залежить від освітленості, розміру об'єкта, його яскравості, експозиції, контрасту об'єкта з фоном:
де kпор - пороговий контраст, тобто найменший контраст, який розпізнає око, мінімальне значення контрасту, необхідне для виявлення вперше якого-небудь об'єкта з імовірністю розпізнавання 50%; Н — контраст об'єкта розпізнавання з фоном.
Контраст об'єкта розпізнавання з фоном визначається як фотометрично вимірювана різниця яскравості двох зон. Це відношення абсолютного рівня різниці між яскравістю об'єкта і фону до яскравості фону:
Таким чином, основна задача освітлення на виробництві - створення найсприятливіших умов праці щодо зору. Це завдання можна вирішити тільки освітлювальною системою, яка задовольняє наступним вимогам:
• освітленість на робочому місці має відповідати санітарно-гігієнічним нормам;
• має бути досить рівномірним розподіл яскравості-на робочій поверхні, а також у межах оточуючого простору, яскравість не може відрізнятися більш ніж у 3-5 разів;
• у полі зору не має бути прямої і відбитої блискучості (підвищена яскравість світлових поверхонь, що викликає засліплення);
• значення освітленості (чи світлового потоку) має бути постійною в часі (порушується при коливанні напруги в мережі, пульсації світлового потоку, затемненні світлових отворів тощо);
• слід вибирати оптимальну спрямованість світлового потоку і необхідний спектральний склад світла (розпізнання рельєфа поверхні та правильної кольоропередачі, кольоророзпізнання);
• всі елементи освітлювальних установок (ОУ) мають бути довговічними, електро- і пожежобезпечними;
• освітлювальна установка має бути зручною, простою та надійною в експлуатації, відповідати вимогам естетики.
Усі ці вимоги враховуються чинними нормами проектування і правилами експлуатації освітлення у виробничих приміщеннях і на відкритих просторах, місцях. Основним нормативним документом є СНиП ІІ-4-79 "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования".
На робочих місцях не повинно бути різких тіней, їх наявність створює нерівномірний розподіл яскравості, змінює розміри та форму об'єктів розпізнавання, викликає втому очей.
Природне, штучне, суміщене освітлення.
Залежно від природи джерела світлової енергії розрізняють три види освітлення: природне, штучне і сполучене.
Природне освітлення - освітлення приміщень світлом неба (прямим чи відбитим), що проникає крізь світлові прорізи в зовнішніх захисних конструкціях. Природне освітлення створюється природними джерелами світла - прямими сонячними променями (80%) і дифузійним світлом небозводу (20%, тобто решта сонячних променів, розсіяних атмосферою).
Природне освітлення - це біологічно найбільш цінний вид освітлення, до якого максимально пристосоване око людини. Його дія визначається високою інтенсивністю світлового потоку і сприятливим спектральним складом, що поєднує рівномірний розподіл енергії в зоні видимого, ультрафіолетового й інфрачервоного видів випромінювань. Природне освітлення є чинником, що визначає не тільки рівень освітленості й умови видимості, а ще й позитивно психофізіологічно впливає на людину завдяки безпосередньому зв'язку з навколишнім світом через світлові прорізи.
Штучне освітлення промислових підприємств здійснюється штучними джерелами світла. Упровадження нових технологічних процесів, які потребують напруження зору, подальший розвиток компактності забудови, масове застосування блоків промислових споруд неминуче пов'язане з посиленням ролі штучного освітлення, що у ряді випадків залишається єдиним (безвіконні промислові будинки і споруди) або доповнює недостатнє природне освітлення у віддалених від світлопрорізів зонах приміщення (у безліхтарних і багатоповерхових будинках). На цей час розроблені освітлювальні установки (ОУ), які за яскравістю, характером, спектром випромінюваного світла наближаються до природного спектра, що дає змогу доповнювати штучним "денним" світлом недостатність природного світла. Однак використання штучного освітлення пов'язане з витратами енергії, труднощами його монтажу, високою вартістю і потребує постійного нагляду за експлуатацією ОУ.
У будинках із недостатнім природним освітленням застосовують сполучене освітлення — освітлення, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним. Воно використовується при виконанні робіт високої точності в районах північної кліматичної зони, в багатопрогонових будинках із великою шириною.
Класифікація виробничого освітлення.
Класифікація зображена на рис. 3.3.
Рис. 3.3 – Класифікація виробничого освітлення.
Основні вимоги до виробничого освітлення.
Для створення сприятливих умов для здорової роботи, які б запобігали швидкій втомлюваності очей, виникненню професійних захворювань, нещасних випадків і сприяли підвищенню продуктивності праці та якості продукції, виробниче освітлення повинно відповідати наступним вимогам:
- створювати на робочій поверхні освітленість, що відповідає характеру зорової роботи і не є нижчою за встановлені норми;
- забезпечити достатню рівномірність та постійність рівня освітленості у виробничих приміщеннях, щоб уникнути частої переадаптації органів зору;
- не створювати засліплювальної дії як від самих джерел освітлення, так і від інших предметів, що знаходяться в полі зору;
- не створювати на робочій поверхні різних та глибоких тіней (особливо рухомих);
- повинен бути достатній для розрізнення деталей контраст поверхонь, що освітлюються;
- не створювати небезпечних та шкідливих виробничих чинників (шум, теплові випромінювання, небезпека уражений струмом, пожежо- та вибухонебезпека світильників):
- повинно бути надійним і простим и експлуатації, економічним та естетичним.
Нормування освітлення, розряди зорової роботи.
Природне і штучне освітлення в приміщеннях регламентується нормами СНиП 11-4-79 залежно від характеристики зорової роботи, найменшого розміру об'єкта розрізнення, розряду зорової роботи (І-VIII), системи освітлення, характеристики фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном.
Об'єкт розрізнення - це розглядуваний предмет, окрема його частина чи дефект, які потрібно розрізняти в процесі роботи.
Оцінка природного освітлення на виробництві внаслідок його змін залежно від часу доби, пори року й атмосферних умов проводиться у відносних показниках — за допомогою коефіцієнта природної освітленості КПО (енIII) (як зазначалося раніше). Цей коефіцієнт і прийнято як нормовану величину. Нормовані значення КПО,% для будинків, розташованих у 1-У поясах світлового клімату, визначають за формулою:
де (енIII) - значення КПО для будинків, розташованих у ІІІ поясі світлового клімату (табл. 14 СНиП П-4-79); m — коефіцієнт світлового клімату; с - коефіцієнт сонячності клімату (коефіцієнти m і с беруться за табл. 4 і 5 СНиП П-4-79).
На значення КПО впливають розмір і конфігурація приміщення, розміри і розташування світлоприймачів, відбивна здатність внутрішніх поверхонь приміщення та його затінюючих об'єктів. Залежно від призначення приміщення і розташування в ньому світлопрорізів КПО нормується від 0,1 до 10%. Норми природного освітлення приміщень встановлені окремо (табл. 1 СНиП ІІ-4-79):
при верхньому або верхньому і бічному освітленні;
при бічному освітленні, як при природному, так і при сполученому.
При односторонньому бічному освітленні нормується мінімальне значення КПО (emin) на відстані 1 м від стіни, найбільш Віддаленої від вікна, а при двосторонньому боковому - в центрі приміщення.
Рівень природної освітленості в приміщеннях може знижуватися внаслідок забруднення засклених поверхонь, що зменшує коефіцієнт пропускання, а забруднення стін і стель зменшує коефіцієнт відбиття. Тому норми передбачають очищення скла світлових отворів не рідше 2 разів на рік у приміщеннях із незначним виділенням пилу, диму і кіптяви та не менш ніж 4 рази на рік при значних забрудненнях. Побілка і фарбування стель і стін має проводитися не менше 1 разу на рік.
Як відомо, світлові подразники певних ділянок сонячного спектра викликають різні психологічні реакції. Холодні тони в синьо-фіолетовій частині спектра справляють пригнічу вальну, гальмівну дію на організм; жовто-зелений колір - заспокійливий; оранжево-червона частина спектра збудливо, стимулююче впливає і підсилює відчуття тепла. Ця властивість спектрального складу світла використовується для створення світлового комфорту при естетичному оформленні цехів, фарбуванні устаткування і стін.
Інсоляція промислових будинків через світлові отвори з великою площею засклення значно підвищує природну освітленість приміщень, діє засліплююче за рахунок прямої або відбитої блискучості від сонячних променів, і для боротьби з надмірною інсоляцією доводиться застосовувати сонцезахисні пристрої стаціонарного чи регульованого типу — козирки, горизонтальні та вертикальні екрани, спеціальне озеленіння, прозорі жалюзі, штори та ін.
Штучне освітлення має створювати достатню освітленість на робочих місцях. Норми передбачають найменшу необхідну освітленість робочих поверхонь виробничих приміщень Еmin, лк, виходячи з умов зорової роботи. Норми носять загальний, міжгалузевий характер. На їх основі з урахуванням зорової роботи розробляються галузеві норми для різних видів промисловості (електронної, текстильної, машинобудівної та ін.). Норми ділять зорові роботи на розряди та підрозряди з урахуванням найменшого розміру об'єкта розрізнення, значень контрасту об'єкта розрізнення з фоном та характеристик фону. Для робіт розрядів І-V норми освітленості встановлюються залежно від системи загального чи комбінованого освітлення. Для інших розрядів (Vв-VIIIв - робота, яка не потребує надзвичайної точності) нормується освітленість тільки системи загального освітлення. Місцеве освітлення при таких роботах є недоцільним або неможливим (робота зі світними матеріалами, виробами в гарячих цехах, періодичне чи постійне спостереження за ходом виробничого процесу, робота на складах).
Поряд із нормуванням якісного показника Еmin нормуються й якісні показники штучного освітлення:
• показник засліпленості Р (від 20 до 60%);
• коефіцієнт пульсації освітленості Кη (від 10 до 20%);
• показник дискомфорту М (тільки для громадських будівель) (від 25 до 90%).
Джерела штучного освітлення, лампи і світильники.
Як джерела штучного освітлення широко використовуються лампи розжарювання та газорозрядні лампи.
Лампи розжарювання належать до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії.
Лампи розжарювання використовують, як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей тощо.
Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектра.
Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40-100 лм/Вт, що в 3-5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації - до 10 тис. год, а температура нагрівання (люмінесцентні) - 30-60 °С. Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектра шляхом добору відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофора. Так, за спектральним складом видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД), денного світла з покращенною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ), білого (ЛБ) та жовтого (ЛЖ) кольорів.
Для "згладжування" пульсації світлового потоку здійснюють: введення в електричну схему світильника з кількома лампами ємнісного та індуктивного баласту для штучного зсуву фаз; під'єднання ламп світильника до різних фаз трифазної мережі; живлення ламп світильника струмом підвищеної частоти. До недоліків цих ламп можна віднести також складність схеми вмикання, шум дроселів, значний час між вмиканням та запалюванням ламп, відносно високу вартість.
Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, що називаються люмінесцентними, широко застосовуються для освітлення приміщень як на виробництві, так і в побуті. Однак вони не можуть використовуватись при низьких температурах, оскільки погано запалюються та характеризуються малою одиничною потужністю при великих розмірах самих ламп.
Газорозрядні лампи високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовнішнього середовища. Серед цих типів ламп найчастіше використовуються металогенні (МГЛ), дугові ртутні (ДРЛ) та натрієві (ДНаТ).
Окрім газорозрядних ламп, для освітлення промисловість випускає лампи спеціального призначення: бактерицидні, еритемні тощо.
До основних характеристик джерел штучного освітлення належать: номінальна напруга живлення (В); електрична потужність лампи (Вт); світловий потік (лм); світлова віддача (лм/Вт); термін експлуатації; спектральний склад світла; вартість.