Свет является одним из важнейших условий существования человека, так как влияет на состояние его организма. Правильно организованное освещение стимулирует процессы нервной деятельности и повышает работоспособность человека. При недостаточном освещении человек работает менее продуктивно, быстро устаёт, растёт вероятность ошибочных действий, что может привести к его травматизму. Согласно статистике [55], 5% производственных травм происходит из-за такого профессионального заболевания, как рабочая миопия (близорукость), которая возникает в результате недостаточного или нерационального освещения.

Основным количественным показателем света является световой поток. Световой поток Ф – поток энергии электромагнитного излучения видимой части спектра (при длине волны 380…760 нм), оцениваемый глазом по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока, которая характеризует неравномерность распределения светового потока в окружающем пространстве. За единицу силы света принята кандела (кд).

Освещённость Е – характеризует поверхностную плотность светового потока и определяется отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. За единицу освещённости принят люкс (лк).

Яркость поверхности Я_п – поверхностная плотность света, которая определяется как отношение силы света в данном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения. За единицу яркости принята кандела на квадратный метр(кд/м²).

При расчёте искусственного освещения последовательно решается ряд вопросов.

1. Выбор типа источника света. Согласно рекомендациям [56], с учётом того, что температура в помещении не понижается ниже 10°С, а напряжение в сети не падает ниже 90% от номинального, то отдадим предпочтение экономичным газоразрядным люминесцентным лампам.

2. Выбор системы освещения. В нашем случае применяем общее освещение.

3. Выбор типа светильника. Проведя анализ выпускаемых промышленностью светильников [55], [56] считаем, что наиболее подходящим для цеха будут светильники типа ОД.

4. Распределение светильников и определение их количества. Высота подвеса светильников в цехе h = 3 м. Отношение расстояния между центрами светильников к высоте их подвеса над рабочей поверхностью по таблице 10 [55] равно для светильников типа ОД k_х = l/h = 1,4. Зная эти величины, рассчитаем расстояние между центрами светильников:

 (13.1)

5. Определение нормируемой освещённости на рабочем месте. По таблице 11 [56] определяем норму освещённости, в зависимости от характеристики зрительной работы, разряда и подразряда зрительной работы. В нашем случае E = 250 лк.

6. Расчёт мощности источника света. Для расчёта общего освещения горизонтальной поверхности используют метод светового потока [55], [56]. Основное уравнение метода:

, (13.2)

где Ф – световой поток одной лампы, лм;

E – минимальная нормируемая освещённость, лк;

S – площадь помещения, м²;

k – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников;

z - отношение средней освещённости к минимальной (в большинстве случаев z = 1,1…1,5);

N – число светильников;

h - коэффициент использования светового потока, зависящий от КПД светильника, коэффициента отражения потока, стен, высоты подвеса светильников и размеров помещений;

При решении задачи разработке мероприятий по охране труда на производстве, как правило, при расчёте искусственного освещения определяют необходимое количество светильников в помещении. Из формулы 13.2 выражаем количество светильников N, получаем:

.  (13.3)

Далее находим площадь помещения S = 576 м²; коэффициент запаса k = 1,5 – выбирается по таблице 13 [56]; коэффициент неравномерности освещённости в пределах z = 1,1…1,5; значение светового потока Ф = 4250 лм – выбирается по таблице 14 [56], в зависимости от типа источника света, тип ЛД 80-4. Для определения значения коэффициента использования светового потока необходимо определить индекс помещения.

, (13.4)

где b – ширина помещения, м;

 l – длина помещения, м;

 h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

Таким образом

Значение коэффициента использования светового потока h = 90% - выбирается по таблице 17 и 18 [56], в зависимости от типа источника света, индекса помещения и коэффициента отражения.

В формуле 13.3 можно учесть количество ламп в светильнике. В нашем случае их две, поэтому знаменатель формулы необходимо помножить на два:

.

Принимаем N равное не менее 33 штук.

7. Разработка проектировочной схемы расположения светильников. В проектировочной схеме следует указать значение величины l – расстояние от крайних светильников до стен; L – расстояние между соседними светильниками (рассчитано ранее). Величину l находят по зависимости l = 0,3…0,5L = 0,5*4,2 = 2,1 м. Схема расположения светильников приведена на рисунке 13.1.

Рис. 13.1. Схема расположения светильников