Содержание
Для безопасности труда и его продуктивности нужно обеспечить работникам достаточный уровень освещенности рабочих мест и маршрутов перемещения по предприятию. При этом на каждом производстве есть свои особенности как окружающей среды, так и рабочего оборудования и деталей, с которыми приходится работать. Давайте рассмотрим, каким должно быть освещение цехов промышленных предприятий.
Расчет освещенности промышленного цеха
Чтобы рассчитать освещенность нужно обладать следующей информацией об объекте:
- Цвет стен и потолка, для определения коэффициента отражения. Если стены темные – они плохо отражают свет, нужно устанавливать больше освещения.
- Высота, ширина и длина помещения.
- Насколько запылено помещение. При сильном задымлении и запылении освещенность снижается.
- С какими деталями (минимальный размер) будет работать персонал, чем меньше детали, тем ярче нужен свет.
- Цвет фона, на котором расположены детали. Чем больший контраст между деталью и фоном, тем меньше нужно света.
- Допустимый коэффициент пульсаций. Пульсирующий свет вызывает усталость и плохое самочувствие у того, кто под ним работает. Может вызвать появление стробоскопического эффекта, его нужно избегать при работе с подвижными механизмами. В подсобных и складских помещениях допустимы относительно сильные пульсации.
- Характеристики светильника и его светораспределение.
Исходя из этих данных, можно выбрать норму освещенности для конкретного помещения. Эти нормативы содержатся в документе СНиП 23-0-2010 (и других годов) «Естественное и искусственное освещение». Для выбора количества светильников, мощности и типа ламп нужно определить требуемую освещенность рабочей поверхности. Для этого и нужны эти нормативные документы. Освещенность измеряется в люксах, она равна 1 лм на 1 квадратный метр. Люмен – единица измерения светового потока.
В документе ВСН 196-83 «Отраслевые нормы проектирования искусственного освещения основных цехов промышленных предприятий Минтрасстроя» описаны нормы освещенности разных производственных и складских помещений. В нем выделены следующие нормативы для аварийного освещения:
| Наименование цеха, отделения, участка | Освещенность рабочей поверхности, лк |
| 1. Литейные цехи (места выхода металла из печи или вагранки; плавильно-заливочное отделение). | 10 |
| 2. Термические цехи (участки работы с кислотами, расплавленными солями). | 10 |
| 3. Цехи металлопокрытий (ванны металлопокрытий). | 10 |
| 4. Сварочные, сборочно-сварочные цехи (участки сварки, резки, напыления, плазменной сварки). | 10 |
| 5. Цехи, отделения печей обжига кирпича, известняка, сушки керамзита и т. п. (площадки по обслуживанию печей). | 5 |
| 6. Лесопильные цехи (рама лесопильная). | 10 |
| 7. Столярные цехи (отделения прессовое, приготовления клея, лаков, красок). | 10 |
| 8. Котельные, электропомещения, помещения для вентиляционного оборудования, инженерных сетей, машинные залы насосных, компрессорных с постоянным пребыванием людей в помещении. | 5 |
| 9. Измерительные приборы, по показаниям которых ведется контроль над технологическими процессами в перечисленных выше цехах, отделениях, участках. | 30 |
Аварийное освещение должно быть запитано от резервной линии или блоков бесперебойного питания, ведь оно предназначено для перемещения по зданию в нестандартных, аварийных условиях. Давайте рассмотрим выкладки для основного освещения некоторых производств, которые специализируются на металлоизделиях и ремонтных цехов:
| Наименование цеха, отделения, участка, технологической операции, оборудования, рабочего места | Освещенность, лк | ||
| при комбинированном освещении | при общем освещении | ||
| общее + местное | общее | ||
| Кузнечные | |||
| 11. Заготовительное отделение | |||
| 11.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 200 |
| 11.2. Механические ножницы, дисковые пилы, прессы | 200 | 150 | 200 |
| 12. Ковочное отделение | |||
| 12.1. Общий уровень освещенности по отделению | 200 | ||
| 12.2. Печи разогрева поковок, ковочные молоты и машины, наковальни, прессы горячей штамповки | – | – | 200 |
| 13. Механическое отделение | |||
| 13.1. Общий уровень освещенности по отделению | 200 | ||
| 13.2. Галтовочные барабаны | – | – | 150 |
| 13.3. Металлорежущие станки | 2000 | 200 | |
| Металлоконструкций | |||
| 23. Заготовительные отделения, участки | |||
| 23.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 200 |
| 23.2. Разметка металла | 500 | 150 | 200 |
| 23.3. Раскрой на механических ножницах, обработка на торцефрезерных, правильно-вальцовочных станках | 200 | 150 | 200 |
| 24. Заготовительные отделения, участки на открытых площадках | – | – | 50 |
| 25. Сверловочный участок | |||
| 25.1. Общий уровень освещенности по участку | 150 | ||
| 25.2. Сверлильные станки | 750 | 150 | |
| Сварочные и сборочно-сварочные отделения, участки | |||
| 26. Общий уровень освещенности по цеху | 200 | ||
| 27. Разметка, керновка | 750 | 150 | 300 |
| 28. Сварка, резка, наплавление | – | – | 200 |
| Малярные | |||
| 29. Общий уровень освещенности по цеху | 200 | ||
| 30. Подготовительные операции (зачистка, обезжиривание, грунтовка) | – | – | 200 |
| 31. Окраска конструкций, строительных машин, оборудования и т. п. | – | – | 200 |
| Ремонтно-механические | |||
| 34. Общий уровень освещенности по цеху | 200 | ||
| 35. Разборка машин, механизмов | – | – | 200 |
| 36. Моечная машина: | |||
| а) мойка крупных узлов в отдельном помещении | – | – | 10 |
| б) мойка средних узлов и деталей при постоянном пребывании людей в помещении | – | – | 75 |
| 37. Разборка узлов машин, механизмов после мойки | 500 | 150 | 200 |
| 38. Механическое отделение, мехобработки | |||
| 39. Отделение ремонта ходовых частей машин гусеничного типа | |||
| 39.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 150 |
| 39.2. Разборка и сборка гусеничного полотна | 150 | ||
| 40. Отделение ремонта двигателей, моторов, насосов и другого электрического, гидравлического, пневматического оборудования | |||
| 40.1. Общий уровень освещенности по отделению | 300 | ||
| 40.2. Разборка и сборка двигателей, моторов и т.д. | 1000 | 150 | 300 |
Для предприятий, специализирующихся на заготовке, распиле и обработке дерева:
| Наименование цеха, отделения, участка, технологической операции, оборудования, рабочего места | Освещенность, лк | ||
| при комбинированном освещении | при общем освещении | ||
| общее + местное | общее | ||
| Лесопильное производство | |||
| Лесопильные | |||
| 129. Лесопильное отделение | |||
| 129.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 200 |
| 129.2. Рама лесопильная (со стороны подачи бревен), второй этаж | – | – | 200 |
| 129.3. Распиловка древесины на ленточных, циркулярных, маятниковых пилах | – | – | 200 |
| 130. Отделение сортировки, браковки пиломатериалов | |||
| 130.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 100 |
| 130.2. Сортировка пиломатериалов | – | – | 100 |
| 130.3. Места складирования пиломатериалов | – | – | 50 |
| 131. Отделение переработки и транспортировки отходов, первый этаж | |||
| 131.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 75 |
| 131.2. Рама лесопильная (со стороны выдачи отходов) | – | – | 75 |
| 131.3. Приводы лесопильной рамы | – | – | 150 |
| 132. Отделение обработки пиломатериалов | |||
| 132.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 100 |
| 132.2. Четырехсторонние строгальные станки | 300 | 150 | 150 |
| 132.3. Участки штабелевки и упаковки | – | – | 100 |
| 133. Участки штабелевки и упаковки на открытой территории | – | – | 20 |
| Сушильный | |||
| 134. Сушильные камеры | – | – | 10 |
| 135. Коридоры управления сушильными печами | – | – | 30 |
| 136. Отделение остывания пиломатериалов | – | – | 30 |
| Столярное производство | |||
| Цехи изготовления и сборки оконных и дверных блоков, коробов, полок, тары, щитового паркета | |||
| 137. Машинное отделение | |||
| 137.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 150 |
| 137.2. Участок раскроя, разметки пиломатериалов | 300 | 150 | 150 |
| 137.3. Станки: обрезные, торцовочные, прирезные, фрезерные, фуговально-строгальные, сверлильные, шипорезные, долбежные, строгальные четырехсторонние, для заделки сучков, для раскроя плитного материала. Ленточные, циркулярные пилы | 400 | 200 | |
| 137.4. Автоматические поточные линии: | |||
| а) со стороны подачи материала | – | – | 150 |
| б) со стороны выдачи детали | 300 | 150 | 150 |
| 137.5. Шлифовальные станки (со стороны выдачи изделия) | 400 | 150 | 200 |
| 138. Отделение приготовления клея | |||
| 138.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 150 |
| 138.2. Приготовление клея | – | – | 150 |
| 139. Сборочное отделение | |||
| 139.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 150 |
| 139.2. Участки сборки оконных и дверных блоков, полок, тары, щитового паркета | – | – | 150 |
| 139.3. Участки остекления оконных и дверных блоков | 400 | 150 | 200 |
| 139.4. Участки подбора текстуры и наклейки шпона | 750 | 150 | 300 |
| 139.5. Прессы, ваймы | – | – | 150 |
| 139.6. Шлифовка (зачистка) поверхности изделия | 750 | 150 | 300 |
| 140. Отделение окраски изделий и покрытия лаками | |||
| 140.1. Общий уровень освещенности по отделению | – | – | 150 |
| 140.2. Подготовка и покрытие изделий лаками и красками | 200 | ||
| 140.3. Полуавтоматическая линия окраски изделий: | |||
| а) места разборки оконных и дверных блоков и навески изделий на конвейер | – | – | 150 |
| б) камера для нанесения электростатического раствора (со стороны входа и выхода) | – | – | 75 |
| в) сушильные камеры (со стороны входа и выхода) | – | – | 50 |
Для легкой промышленности также есть своя специфика в выборе источников света, например, на швейном предприятии, где нет повышенной запыленности и загрязненности, но есть повышенная нагрузка на зрение. Швея работает с тонкими нитями и иглами, а главная ее задача сделать точный раскрой и шов. Этот фактор описан в понятии «класс зрительной работы» в СНИПе. Кроме того, источник света должен обладать хорошим индексом цветопередачи, так что ДРЛ и ДНаТ лампы здесь не подходят, а галогеновые, накаливания, люминесцентные – подходят хорошо. В противном случае работники будут плохо различать цвета тканей и нитей, подробнее об этом мы расскажем ниже.
К тому же каждое рабочее место должно дополнительно освещаться местным источником света с регулировкой потока. Он располагается так, чтобы светящаяся область не была в поле зрения работника. Это касается не только швейных станков, но и токарных, фрезерных и пр. Нормы для швейной мастерской указаны в СНиП 23-05-95 Приложение К, позиция 72, при общей освещенности 750 Лк, на рабочем месте она должна быть 2000 Лк за счет местного освещения. Это могут быть дополнительные светильники около стола и оборудования или встроенная подсветка в швейные машинки.
Возможность регулировки яркости местного источника света нужна, так как каждый работник может настроить ее исходя из своих физиологических особенностей.
В пищевой промышленности, например, на хлебобулочном комбинате, кухнях, пищеблоках нужно учитывать, что в процессе готовки, в помещении может быть много пара, это снизит освещенность, для этого также вводится коэффициент запаса. Кроме этого, в воздух может подниматься большое количество муки. В ГОСТ Р 55710-2013 в таблице №12 указано сколько света должно быть в пекарне. На участки выпечки 300, а в отделе украшения изделий (например, тортов и пирожных) 500 Люкс.
Нормы для других производств можно посмотреть в вышеуказанных документах. Обратите внимание, что нужно стараться избегать чрезмерной яркости на отдельных участках помещения и недостаточной в его периферии. Этого можно достичь увеличением количества светильников или использовать светильники, которые дают более рассеянный свет, с большим количеством ламп, возможно трубчатой формы.
Шаг второй – численный расчет
После определения требуемого количества света переходят к расчетам, один из вариантов – это применить метод использования светового потока. Для вычисления расчетного светового потока ламп определяют высоту подвеса светильников, коэффициенты отражения поверхностей стен (цвета их окраски), потолка и рабочей области. Определяют суммарный световой поток и количество ламп. Далее, число светильников и количество ламп в каждом из них.
Осталось распределить светильники по помещению, нарисовать схему, чертежи, план, обустроить цепи защиты и автоматики, план кабельных магистралей. Составить пакет документации на электроустановку.
Со временем большинство источников света деградирует, их яркость снижается. Поэтому нужно вводить коэффициент запаса. Для люминесцентных ламп – порядка 1.2, для светодиодных – 1.15. Конкретные значения привести сложно, т. к. это сильно зависит от качества лампы.
Подбор осветительных приборов
На производстве используются различные светильники, если нужно равномерное освещение применяют линейные светильники с лампами дневного света, для общего освещения используют потолочные светильники с лампами типа ДНаТ или ДРЛ, их устанавливают на потолке или на стенах, возможна установка прожекторов, если они не будут слепить персонал. Осветительное оборудование также должно соответствовать климатическим условиям. Конструктивно должна быть предусмотрена защита от стекол в случае взрыва лампочки или порчи плафона, например, металлическая сетка.
Еще один коэффициент запаса вводится при расчетах, которые учитывают степень загрязнения плафонов. В пыльных и жарких помещениях плафон становится грязным и хуже пропускает свет. Для того чтобы избежать значительной потери света нужно проводить плановую чистку светильников от нескольких раз в год, до нескольких раз в месяц (на металлургических производствах, например).
По типу используемых ламп выделяют:
- Лампы накаливания. В большинстве стран запрещены из-за их высокого потребления электроэнергии. Светоотдача порядка 10–15 Лм/Вт, светят до 1000 часов. Индекс цветопередачи более 90.
- ДРЛ. Используются в прожекторах, в наружном и внутреннем освещении, в открытых потолочных светильниках, для работы нужна пусковая аппаратура. Выдают световой поток более 30 Лм/Вт, светят до 12000 часов, Индекс цветопередачи около 50.
- ДНаТ. Чаще всего устанавливают в светильники на фонарных столбах, световой поток порядка 60 Лм/Вт, срок службы – 10000 часов. Индекс цветопередачи меньше 39.
- Светодиоды 80–120 Лм/Вт, срок службы до 100000 часов, индекс цветопередачи больше 80.
В зависимости от типа светильника, окраски его стенок, наличия отражателя и рассеивателя конечный световой поток может значительно отличаться.
Пояснение:
Индекс цветопередачи характеризует способность человека различать цвета поверхностей под источником света. У солнечного света индекс цветопередачи равен 100, в документации обозначается, как CRI или Ra. Он зависит от равномерности спектра, излучаемого источником света. При этом изделия от нечестных производителей могут обладать индексом близким к 100, но при этом цвета под его светом плохо читаются, т. е. спектр излучения «рванный». Это связано с составом люминофоров, используемых при производстве источников. Индекс цветопередачи измеряется по передаче 8 цветов. Производители научились формировать пики спектра на нужных длинах волн, поэтому результаты измерения определяют такие значения. Эта информация касается в первую очередь светодиодов и люминесцентных ламп. В светотехнике есть и другие индексы, например, R9 – индекс передачи оттенка цвета человеческой кожи, CQS – методика определения качества света и другие.
Далее, нужно распределить полученное в результате расчетов и выбора осветительного оборудования количество светильников по площади либо равномерно, либо в областях с большим количеством рабочего оборудования – больше светильников, в проходах – меньше. Далее, выполняют чертеж расположения и схему цепей освещения.
Варианты освещения на предприятии
Любое освещение делят на две группы:
- Естественное (солнце).
- Искусственное.
Искусственное бывает трех типов:
- Общее. Потолочное освещение создает равномерную или усредненную освещенность рабочей зоны или зон, распределенных на площади помещения. Вы получаете полностью освещенное пространство равномерным потоком.
- Местное. Это могут быть настольные лампы, дополнительные светильники и подсветка над рабочими местами.
- Комбинированное. Общее освещение дает световой поток для создания нормальной для перемещения по предприятию освещенности, а местное – достаточное количество света на рабочих поверхностях. Такой подход существенно экономит финансовые вложения и потребляемую мощность по сравнению с использованием только общего освещения.
Виды и варианты крепления осветительных приборов
Светильники могут быть расположены на потолке и стенах помещения, в зависимости от их формы распределения светового потока. На стенах они крепятся на кронштейнах или несущих металлоконструкциях. Потолочное освещение может быть закреплено на самом потолке, на нижней части строительных ферм, балках, перекрытиях, на металлическом тросе на определенном удалении от потолка. Уровень по высоте, на котором расположены светильники, выбирается на этапе расчетов. Чем ближе светильник, тем большую освещенность он обеспечивает при таком же световом потоке. В крупных цехах возможна установка фонарных столбов вдоль помещения посредине.
Стоит отметить, что если вы решили разместить светильники на потолке, при этом у вас высота цеха довольно большая (5 и больше метров) нужно позаботиться об их обслуживании. Если крайние от стен лампы можно заменить и с приставной лестницы, хотя на высоте больше 5 метров это весьма сомнительно. То в источниках света, расположенных в центре потолка, заменить лампы будет проблематично. Поэтому нужно предусмотреть кран-балку или другой мостовой, или консольный грузоподъемный кран с оборудованной подвижной площадкой или огражденным мостиком для электромонтера.
Выбор вида проводки и проводниковых материалов
Проект освещения включает в себя схему расположения и подключения светильников. Для любой электроустановки нужно питание, поэтому цепи освещения разводятся по отдельным автоматическим выключателям или обычным выключателям ветвями, при наличии трехфазной электросети – нужно равномерно распределить лампы по фазам.
Кабельная продукция и соединители подбираются согласно мощности электрооборудования. Главные характеристики кабеля – это площадь сечения, от которой зависит предельно допустимый ток и изоляционные характеристики. Например, в цехах с агрессивной средой или там где возможны механические воздействия желательно использовать бронированный кабель.
Выбор площади сечения зависит не только от потребляемого тока, но и от протяженности линии, чем длиннее – тем большее сечение кабеля. Это играет существенную роль при протяженностях кабеля более 10 метров.
При расчетах кабельной линии электротехник должен учесть все характеристики и особенности эксплуатации электроустановки.
В зависимости от конструкции помещения используют один из видов прокладки провода:
- Открытая проводка используется в больших цеховых помещениях, кабеля прокладываются по так называемым елочкам или кабельным галереям. Это удобно при устранении неисправностей или его замене.
- Скрытая проводка используется в небольших помещениях, помещениях с повышенной влажностью и пр.
Это также влияет на площадь сечения кабеля, открытая проводка лучше охлаждается, значит, выдерживает большие токи при аналогичном скрытом сечении.
Кроме того, нужно предусмотреть гильзы и трубы для прокладки кабелей через перекрытия и стены, иначе их изоляция может повредиться в процессе эксплуатации. Если несколько кабелей проложены в одной трубе нужно учесть, то что они будут усиленно греться. Это нужно компенсировать соответствующим сечением жил.
Заключение
При расчете проекта освещения важно не только проанализировать все факторы, но и предусмотреть эксплуатационные качества выбранного решения. Учесть стробоскопический эффект источника света, так вращающиеся механизмы могут казаться неподвижными, при пульсациях света синхронных с частотой их вращения. Такой эффект возникает при использовании, например, люминесцентных ламп с электромагнитной пусковой аппаратурой. Нужно уведомить заказчика о том, что он должен либо заменить тип источников света, либо использовать более эффективные источники питания – электронный пускорегулирующий аппарат, чтобы избежать травматизма на производстве.
Также обращайте внимание на тип светильников, их ремонтопригодность, доступность ламп с таким цоколем или принципом действия. Ведь за первоначальными вложениями на строительство следуют и вложения средств на обслуживание установки в целом, и они могут значительно вырасти, если выбраны редкие, дорогие или некачественные исходные приборы и системы.
Предусмотрите не только удобство работы под таким светом, но и удобство или доступность светильников для ремонта и замены ламп. Любой источник света со временем выходит из строя, поэтому заблаговременно обеспечивают условия для его восстановления.
