Praca kontrolna
Oświetlenie
Student Wydziału Leśnego SGGW
Niestacjonarne pierwszego stopnia
Leśnictwo 2014/2015
GA
Oświetlenie wnętrz i stanowisk pracy światłem elektrycznym
Oświetlenie jest to stosowanie światłą w celu uwidocznienia miejsc, obiektów lub ich otoczenia. Wpływa bezpośrednio na szybkość i pewność widzenia oraz określa, w jaki sposób widziane są formy, sylwetki, barwy i właściwości powierzchni (np. faktura) przedmiotów znajdujących się na stanowisku pracy. Rola oświetlenia jest bardzo ważna w kształtowaniu takich warunków pracy, aby wydolność wzrokowa, a zarazem wydajność pracy wzrokowej była jak największa przy jednoczesnym ograniczeniu zmęczenia narządu wzroku i ryzyka popełnienia błędów w spostrzeganiu. Wyróżnia się trzy podstawowe funkcje oświetlenia:
-zapewnienie bezpieczeństwa ludziom przebywającym we wnętrzu
-zapewnienie warunków do wykonywania zadań wzrokowych
-pomoc w kreowaniu właściwego otoczenia świetlnego
Aby praca wzrokowa byłą wykonywana w warunkach optymalnych, stanowisko pracy musi być oświetlone w sposób zapewniający wygodę widzenia. Wygoda widzenia występuje wtedy, kiedy są spełnione, co najmniej trzy następujące warunki (Bąk, 1981):
-zdolność rozróżniania szczegółów jest pełna
-spostrzeganie jest sprawne, pozbawione ryzyka dla człowieka
-spostrzeganie nie prowadzi do odczucia przykrości, niewygody, nadmiernego zmęczenia, a przeciwnie jest połączone z pewną przyjemnością.
Zasady oświetlenia dzielą się na trzy podstawowe grupy (Bąk, 1981):
-zasady fizjologiczne
-zasady estetyczne
-zasady ekonomiczne
Najważniejsze, z punktu widzenia narządu wzroku, są zasady fizjologiczne, w których skład wchodzą (Bąk,1981):
-zasadna dostatecznej luminacji (w odniesieniu do przedmiotu pracy wzrokowej)
-zasada dostatecznego kontrastu (przedmiot pracy wzrokowej-tło przedmiotu)
-zasada unikania zbyt małych rozmiarów kątowych szczegółów i czasów przeznaczonych na ich spostrzeganie
Zbytnie odstępstwa od tych zasad prowadzą, przy długotrwałej pracy wzrokowej, do szybkiego zmęczenia wzroku oraz do zmniejszenia wydajności pracy.
Na podstawie analizy oddziaływania światła na psychikę człowieka można określić wskazania dotyczące oświetlenia, które nazwano zasadami estetycznymi. Zaliczają się do nich (Bąk, 1981):
-zasada wzmacniania atrakcyjności obrazu
-zasada tworzenia nastroju
Kolejną grupą są zasady ekonomiczne, dotyczące ograniczenia nadmiernych kosztów. Wiąże się to zarówno z wyborem pomiędzy oprawami oświetleniowymi o zbliżonej charakterystyce, lecz znacznie różniących się cenach, jak i wyborem energooszczędnego źródła światła oraz układu stabilizująco-zapłonowego.
Wszystkie wymienione grupy zasad są ze sobą powiązane i w zależności od charakteru pracy wzrokowej, trudności zadania wzrokowego i przeznaczenia oświetlanego wnętrza inna grupa nabiera znaczenie pierwszorzędnego. Zasady fizjologiczne mają decydujące znaczenie podczas projektowania oświetlenia roboczego. Muszą być respektowane zwłaszcza w warunkach wykonywania czynności wymagających trudnej lub długotrwałej pracy wzrokowej. Wtedy spośród zasad estetycznych należy stosować te, które nie są sprzeczne z fizjologicznymi. Zasady estetyczne mają decydujące znaczenie wówczas, gdy głównym celem oświetlenia jest wywołanie określonego wrażenia lub nastroju. Dotyczy to na przykład oświetlenia wystaw sklepowych, oświetlenia scenicznego itp. Wówczas z zasad fizjologicznych należ stosować tylko te, które nie są sprzeczne z estetycznymi. Zasady ekonomiczne również mają zastosowanie w ocenie i doborze urządzeń oświetleniowych, zwłaszcza duży nacisk kładzie się ostatnio na stosowanie rozwiązań energooszczędnych.
Jakość oświetlenia, jaką ma zapewnić dane urządzenie oświetleniowe, można opisać za pomocą następujących podstawowych parametrów oświetleniowych:
-natężenie oświetlenia
-równomierności oświetlenia
-rozkładu luminacji w polu pracy wzrokowej
-ograniczenia olśnienia
-barwy światła i oddawania barw
-migotania światła
Jako minimalne kryterium odpowiedniego poziomu oświetlenia przyjęto dostrzeganie rysów ludzkiej twarzy. We wnętrzach nieprzeznaczonych do pracy najważniejsze jest ogólne wrażenie stworzone dzięki oświetleniu. Aby móc spostrzec zarys ludzkiej twarzy, jej luminacja powinna wynosić ok. 1cd/m^2. Można ją uzyskać w normalnych warunkach oświetleniowych, o poziomie natężenia oświetlenia wynoszącym ok.20 lx (Pawlak i Wolska, 2005). Dlatego wartość tę uważa się za minimalne natężenia oświetlenia w pomieszczeniach nieprzeznaczonych do pracy (PN-EN 12464-1:2004). Obserwacja rysów ludzkiej twarzy, bez większego wysiłku jest możliwa wówczas, gdy luminacja zawiera się w przedziale 10-20 cd/m^2, pod warunkiem że otaczające ją tło nie jest czarne. Oznacza to, że natężenia oświetlenia na płaszczyźnie pionowej musi wynosić co najmniej 100lx, a na płaszczyźnie pionowej musi wynosić co najmniej 100lx., a na płaszczyźnie poziomej w przybliżeniu dwukrotnie więcej. Dlatego też natężenie oświetlenia na płaszczyźnie poziomej wynoszące 200lx uważa sięga minimum w pomieszczeniach, gdzie ludzie pracują lub przebywają przez długi czas (niezależnie od tego, jakie zadanie wzrokowe jest wykonywane), (Pawlak i Wolska, 2005; PN-EN 12464-1:2004).
Wartości eksploatacyjnego natężenia oświetlenia, czyli najmniejszego dopuszczalnego poziomu natężenia oświetlenia dla poszczególnych rodzajów czynności i stanowisk pracy, są określone w normie oświetleniowej (PN-EN 1246401:2004).
Równomierność oświetlenia na danej powierzchni jest ilorazem najmniejszego i średniego natężenia oświetlenia na tej powierzchni. Zgodnie z normą oświetleniową przyjmuje się odpowiednio dwie wartości równomierności oświetlenia:
-co najmniej 0,7 dla pola zadania wzrokowego
-co najmniej 0,5 dla pola bezpośredniego otoczenia
Przy czym należy przyjąć , że pole zadania to obszar na płaszczyźnie roboczej, gdzie bezpośrednio jest wykonywana dana czynność wzrokowa , a pole bezpośredniego otoczeni to obszar o szerokości co najmniej 0,5m, otaczający pole zadania wzrokowego, będący w zasięgu pola widzenia.
Dla danego poziomu natężenia oświetlenia różnice w luminacji oświetleniowych powierzchni wynikają z różnic w odbiciach strumienia świetlnego od tych powierzchni. Chociaż natężenia oświetlenia może być odpowiednie dla określonego zadania wzrokowego, nie musi ono dać zadowalającego rozkładu luminacji w całym wnętrzu. Najczęściej wymaga się możliwie równomiernego rozkładu luminacji w polu widzenia, gdyż takie warunki zapewniają użytkownikowi polepszenie ostrości wzroku, czułości kontrastowej i wydolności funkcji wzroku, takich jak : akomodacja, konwergencja, ruchy oczu i zwężanie źrenicy.
Rozkład luminacji we wnętrzu określa się albo przez podanie charakterystycznych dla wnętrza stosunków luminacji (kontrastów luminacji) wyodrębnionych pól w bliższym i dalszym otoczeniu użytkownika, albo przez podanie wartości współczynników odbicia poszczególnych płaszczyzn pomieszczenia. Kryteria oceny rozkładu luminacji zawarte w PN-EN 12464-1 odnoszą się wyłącznie do podania zalecanych zakresów wartości współczynników odbicia dla poszczególnych płaszczyzn pomieszczeń, które wynoszą odpowiednio: dla sufitu 0,6-0,9; dla ścian 0,3-0,8; dla płaszczyzn pracy 0,2-0,6; dla podłogi 0,1-0,5.
Olśnieniem nazywa się pewien przebieg (stan) procesu widzenia, podczas którego występuje odczucie niewygody lub zmniejszenie zdolności rozpoznawania przedmiotów, lub jedno i drugie, w wyniku niewłaściwego rozkładu luminacji lub niewłaściwego zakresu luminacji, albo nadmiernych kontrastów w przestrzeni lub w czasie.
Ze względu na warunki powstawania rozróżnia się następujące rodzaje olśnienia (rys.3,7-2):
-olśnienie bezpośrednie – spowodowane przez jaskrawy przedmiot występujący w tym samym lub prawie tym samym kierunku, co przedmiot obserwowany
-olśnienie odbiciowe – spowodowane przez kierunkowe odbicia jaskrawych przedmiotów
Ze względu na występujące skutki wyróżnia się trzy rodzaje olśnienia (Pawłak i Wolska,2005):
-przykre- wywołujące uczucie przykrości, niewygody, rozdrażnienie oraz wpływające na brak koncentracji bez zmniejszenia zdolności widzenia. Natychmiast po usunięciu przyczyny olśnienia ustępuje także niewygoda.
-przeszkadzające- zmniejszające zdolność widzenia na bardzo krótki, uważalny czas, bez wywołania uczucia przykrości
-oślepiające-olśnienie tak silne, że przez pewien zauważalny czas żaden przedmiot nie może być spostrzeżony. Jest to skrajny przypadek olśnienia przeszkadzającego.
Barwę światła określa się za pomocą tzw. temperatury barwowej, T_t i podaje się ją w kelwinach [K]. Źródła, które emitują białą barwę światła, można podzielić na trzy grupy: ciepłobiała (ciepła), neutralna (chłodno biała) i dzienna (zimna). Wraz ze wzrostem wartości średniej wymaganego natężenia oświetlenia powinna wzrastać wartość temperatury barwowej (tabl.3,7-1).
Zaleca się wybór barwy światła w zależności od poziomu natężenia oświetlenia, barw pomieszczenia i mebli, klimatu oraz zastosowań pomieszczenia (PN-EN 12461-1).
Tablica 3,7-1. Zalecane przedziały temperatur barwowych w zależności od poziomów natężenia oświetlenia (PN 84/E 02033)
Poziom natężenia oświetlenia, lx
Zalecana temperatura barwowa źródeł światła, K
<300
300-700
>750
<3300
3300-5000
>5000
Wygląd określonego przedmiotu może ulegać zmianom w warunkach oświetlenia różnymi typami źródeł światła. Dlatego też ważny jest dobór odpowiedniego stopnia oddawania barw do danego rodzaju pracy.
Właściwości oddawania barw przez źródła światła charakteryzuje się ogólnym wskaźnikiem oddawania barw. Jest on miarą stopnia zgodności wrażenia barwy przedmiotu oświetlonego danym źródłem światła z wrażeniem barwy tego samego przedmiotu oświetlonego odniesionym źródłem światła w określonych warunkach. Maksymalna możliwa wartość tego wskaźnika wynosi 100. Przyjmuje się ją dla światła dziennego i większości źródeł żarowych. Przykłady występujących grup oddawania barw dla różnych rodzajów źródeł światła przedstawiono w tablicy 3.7-2. Wartości zbliżone do 100 odpowiadają najlepszym właściwościom oddawania barw. Im większe są wymagania dotyczące właściwego postrzegania barw, jak np. w przemyśle poligraficznym czy tekstylnym, tym wartość wskaźnika oddawania barw powinna być bliższa 100.
We wnętrzach, gdzie ludzie pracują lub przebywają przez dłuższy czas, zaleca się stosowanie źródeł światła o wskaźniku oddawania barw wynoszącym co najmniej 80 (PN-EN 12461-1).
Migotanie jest to odczucie niestabilności wrażenia wzrokowego powodowane przez bodziec świetlny, którego luminancja lub rozkład widmowy zmieniają się w czasie. Zjawisko to może być spowodowane zasilaniem źródeł wyładowczych z magnetycznym układem stabilizująco-zapłonowym z sieci o częstotliwości 50Hz, uszkodzeniem tych układów lub uszkodzeniem źródeł światła oraz spadkami napięcia zasilającego urządzenie oświetleniowe. Najczęściej występującym rodzajem migotania światła jest tętnienie źródeł wyładowczych (świetlówki, lampy rtęciowe, sodowe) wyposażonych w magnetyczny układ stabilizująco-zapłonowy i zasilanych z sieci o częstotliwości 50Hz. Wówczas samo migotanie światła może być postrzegane przez narząd wzroku, powodując jego zmęczenie. Natomiast jeśli za pomocą takich źródeł oświetla się maszyny z elementami wirującymi lub wykonującymi ruch postępowo-zwrotny, to może wystąpić efekt stroboskopowy, czyli postrzeganie pozornego bezruchu tych elementów, podczas gdy w rzeczywistości są one w ruchu. Zjawisko to jest bardzo niebezpieczne i może prowadzić do poważnych wypadków.
Na rynku są dostępne wysokoczęstotliwościowe elektroniczne układy stabilizująco-zapłonowe do źródeł od kilku do kilkudziesięciu kiloherców. Takie układy eliminują postrzeganie przez narząd wzroku zjawiska migotania oraz efektu stroboskopowego i dlatego wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, zaleca się ich stosowanie. Ich dodatkową zaletą jest zmniejszenie o kilka procent poboru mocy, co przekłada się na większą energooszczędność systemu oświetleniowego.
Zapewnienie właściwego oświetlenia miejsc pracy jest obowiązkiem każdego pracodawcy. Zgodnie z art.207 par.2 kodeksu pracy : pracodawca jest zobowiązany chronić zdrowie i życie pracowników poprzez zapewnienie bezpiecznych i higienicznych warunków pracy przy odpowiednim wykorzystaniu osiągnięć nauki i techniki. Dotyczy to między innymi zapewnienia odpowiednich warunków oświetleniowych na stanowiskach pracy, co zostało uwzględnione w rozporządzeniu ministra pracy i polityki socjalnej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy (DzU 2003, nr169, poz 1650). Zapis w paragrafie 26 ust.2 rozporządzenia mówi, że : w pomieszczeniach pracy należy zapewnić oświetlenie elektryczne o parametrach zgodnych z Polskimi Normami. Taki powołanie oznacza, że obowiązujące są wymagania zawarte w normach znajdujących się w aktualnych wykazie Polskiego Komitetu Normalizacyjnego (PKN), (Wolska, 2005).
Ponadto zgodnie z art.226 kodeksu pracy oraz par.39 wspomnianego rozporządzenia pracodawca jest zobowiązany ocenić ryzyko zawodowe oraz poinformować pracowników o istniejącym ryzyku, które wiąże się z wykonywaną pracą. Ponieważ niewłaściwe oświetlenie zalicza się do czynników zagrożenia w środowisku pracy, więc w ocenie ryzyka powinno się również uwzględnić parametry oświetlenia wpływające na bezpieczeństwo pracy.
Wymagania odnoście do poszczególnych parametrów oświetlenia są zawarte w odpowiednich normach oświetleniowych. Podstawową normą z zakresu oświetlenia elektrycznego jest obecnie norma będąca tłumaczeniem normy europejskiej EN 12464-1:2002. Opublikowano ją w Polsce w listopadzie 2004r., jako PN-EN 12464-1: 2004. Technika świetlna. Oświetlenie miejsc pracy. Część 1: Miejsca pracy wewnątrz pomieszczeń.
Z przytoczonych zapisków wynika, że zapewnienie bezpiecznych i higienicznych warunków pracy oraz obowiązek dokonywania oceny ryzyka, związanego również z oświetleniem stanowisk pracy, narzuca konieczność wykonania pomiarów i oceny czynników szkodliwych, lecz jego parametry decydują o uciążliwości pracy wzrokowej. Niespełnienie wymagań oświetleniowych może również stanowić zagrożenie i być bezpośrednią przyczyną wypadków przy pracy.
Z punktu widzenia oświetlenia elektrycznego istotne jest określenie:
-średniego natężenia oświetlenia na płaszczyźnie roboczej
-równomierności oświetlenia na płaszczyźnie roboczej
-występowania olśnienia przez sprawdzenie wartości wskaźnika UGR (ujednoliconej oceny olśnienia) dla instalacji oświetleniowej w danym pomieszczeniu; wskaźnik jest wyznaczany w projekcie oświetleniowym w charakterystycznych punktach pomieszczenia odpowiadających miejscom przebywania pracownika na stanowisku pracy, dla oreślonych pozycji pracy i kierunków obserwacji
-wskaźnika oddawania barw oraz barwy światła zastosowanych źródeł światła
-rozkładu luminancji, na przykład przez wyznaczenie kontrastów luminancji mieszczenia (ściana, sufit, podłoga, płaszczyzna pracy)
-występowania migotania światła i efektu stroboskopowego
Wartości średniego natężenia oświetlenia i równomierności oświetlenia określa się na podstawie pomiarów natężenia oświetlenia wykonanych na płaszczyźnie roboczej zgodnie z metodyką opisaną w normie PN 84/E 02033.
Rozkład luminancji wyznacza się na podstawie pomiarów luminancji płaszczyzn lub obiektów, które znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie lub na które bezpośrednio przenosi się wzrok, a następnie oblicza się kontrasty tych luminancji (np.iloraz luminancji obiektu i luminancji tła). Rozkład luminancji można też określić w sposób pośredni przez wyznaczenie współczynników odbicia podstawowych płaszczyzn lub obiektów pomieszczenia (ściana, sufit, podłoga, płaszczyzna pracy).
Występowanie efektu stroboskopowego i migotania światła stwierdza się na podstawie subiektywnej oceny podczas wizji lokalnej w badanym wnętrzu i na stanowiskach pracy. Wskaźnik oddawania barw i barwę światła określa się na podstawie kodu naniesionego na źródło światła lub na podstawie informacji zawartych w katalogu źródeł światła danego producenta. Natomiast wskaźnik UGR wyznacza się na podstawie obliczeń zawartych w dokumentacji projektowej.
Natężenie oświetlenia mierzy się przyrządem pomiarowym zwanym luksomierzem, a luminancję – miernikami luminancji. Są to mierniki szerokopasmowe, wyposażone w fotoelektryczne ogniwo krzemowe, którego czułość względna jest dopasowana do czułości względnej oka ludzkiego. Mierniki stosowane do pomiarów powinny mieć ważne świadectwo wzorcowania.
Czynniki sprzyjające zmęczeniu wzroku dzielą się na zewnętrzne (środowiskowe) oraz wewnętrzne (związane ze stanem narządu wzroku).
Do czynników zewnętrznych zalicza się (Wolska, 1998):
-zbyt małe lub zbyt duże natężenie oświetlenia
-olśnienie
-znaczne kontrasty świetlne i barwne w polu widzenia lub całkowity brak kontrastów
-tętnienie światła
-równoczesne stosowanie oświetlenia naturalnego i sztucznego o widmie niedopasowanym do światła dziennego
-długotrwały wysiłek wzrokowy
-niewłaściwe ustawienia pola pracy wzrokowej względem opraw oświetleniowych.
Do czynników wewnętrznych należą :
-niemiarowość oczu (wady wzroku)
-zaburzenie akomodacji i konwergencji
-zaburzenia widzenia akomodacji i konwergencji
-zaburzenia widzenia obuocznego
-choroby oczu
-inne choroby
Następstwem obciążenia narządu wzroku u osób o prawidłowym stanie tego narządu jest zmęczenie wzroku objawiające się :
-podrażnieniem oczu (swędzenie, pieczenie, czerwienienie, łzawienie oczu itp.)
-bólem głowy
-zmianami w funkcjach wzroku, np. zmniejszeniem zakresu akomodacji, przybliżeniem punktu bliży konwergencji.
U osób , u których stwierdza się występowanie któregokolwiek z czynników wewnętrznych sprzyjających zmęczeniu wzroku, skutki tego zmęczenia występują dużo częściej i czas pracy, po jakim pojawiają się dolegliwości, jest dużo krótszy. Długotrwała praca w niewłaściwych warunkach oświetleniowych sprzyja osłabieniu narządu wzroku i pojawieniu się lub pogłębianiu wad wzroku.
Na podstawie analizy wypadków przy pracy, których przyczyną pośrednią było niewłaściwe oświetlenie, stwierdzono, że ich podstawowymi przyczynami były: słaba widoczność wynikająca z niedoświetlenia, brak oświetlenia lub olśnienie (Wolska i Pawlak, 2002, 2003).
Słaba widoczność może być również spowodow...
loczekandkedzior