* Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng với ngƣời lao động
Ánh sáng tạo điều kiện liên hệ giữa cơ thể ngƣời và môi trƣờng xung quanh. 80% thông tin con ngƣời thu đƣợc qua hoạt động của thị giác. Mắt có tác động sinh học và trƣờng lực rất mạnh.
Ánh sáng tự nhiên tác động đến con ngƣời mạnh hơn vì ánh sáng chứa nhiều tia cực tím.
Khi ánh sáng khơng đủ: xuất hiện trạng thái khó chịu đối với con ngƣời, lâu dài dẫn đến cận thị, quáng gà. Ánh sáng yếu tạo điều kiện cho nhiều loại vi trùng phát triển, suy giảm sức khỏe, giảm khả năng suất lao động.
Khi ánh sáng quá cao: giảm độ nhìn rõ do bị lóa. Sự chói lóa quá ngƣỡng thƣờng dẫn đến tai nạn đáng tiếc.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CƠNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 149
Bảng 9.1 - Độ rọi yêu cầu của một vài khu vực
Khu vực Độ rọi yêu cầu
Eyc (lx) Khu vực Độ rọi yêu cầu
Eyc (lx)
Văn phòng 150 - 200 Phòng đọc 200 - 250
Phòng thiết kế, vẽ 250 - 300 Giảng đƣờng 200 - 250
Phòng chờ 100 - 150 Nhà xƣởng 50 - 100
Hành lang 50 - 100 Nhà bếp 50 - 100
* Yêu cầu của kỹ thuật chiếu sáng
- Chiếu sáng đầy đủ theo quy định là ánh sáng phải phân bố đều trên khu vực làm việc.
- Khơng chói, khơng q sáng trong phạm vi nhìn của ngƣời lao động. - Khơng tạo thành các bóng đen trong trƣờng nhìn.
- Đạt hiệu quả kinh tế cao.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CƠNG NGHIỆP ThS. Bùi Thành Tâm 150 Không đƣợc để ánh sáng trực tiếp vào mắt Không đƣợc để ánh sáng phản chiếu vào mắt
Hình 9.5 - Hai trƣờng hợp nên tránh trong chiếu sáng
9.2.1. Kỹ thuật chiếu sáng tự nhiên * Nguồn sáng * Nguồn sáng
Nguồn sáng tự nhiên là mặt trời. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất khi xuyên qua lớp khí quyển một phần bị các hạt trong tầng khơng khí hấp thụ và tiếp tục truyền thẳng (trực xạ). Phần hấp thụ vào các phần tử khơng khí lại đƣợc phát tán sinh ra ánh sáng tản xạ làm cho bầu trời sáng lên. Do đó, ánh sáng tự nhiên có hai nguồn chính là ánh sáng trực xạ của mặt trời và ánh sáng tản xạ của bầu trời. Ngoài ra, ánh sáng tự nhiên trong các phịng cịn có ánh sáng phản xạ từ các mặt phản xạ nằm trong phịng hoặc ngồi phịng.
* Tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên
Ánh sáng tự nhiên chiếu xuống mặt đất có trị số ln thay đổi. Do đó, chế độ ánh sáng tự nhiên trong phòng cũng biến đổi theo, cho nên khoa học chiếu sáng tự nhiên quy định tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên khơng phải là độ rọi hoặc độ chói trên mặt phẳng lao động mà theo một đại lƣợng quy ƣớc là hệ số chiếu sáng tự nhiên -
viết tắt là HSTN.
Hệ số chiếu sáng tự nhiên tại một điểm M trong phịng tỷ số giữa độ rọi tại điểm đó (EM) với độ rọi sáng ngoài nhà (Eng) trong cùng một thời điểm tính theo tì số phần trăm.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 151
trong đó eM là hệ số chiếu sáng tự nhiên tại điểm M trong phòng.
* Thiết kế chiếu sáng tự nhiên
Nhiệm vụ cơ bản của việc thiết kế chiếu sáng tự nhiên trong phịng là chọn hình dáng, kích thƣớc, vị trí của các cửa để tạo đƣợc điều tiện nghi về ánh sáng trong phòng, bảo đảm cho mắt ngƣời làm việc trong điều kiện thích hợp nhất.
- Độ rọi ánh sáng tự nhiên trong phòng phải đƣợc đảm bảo đầy đủ theo tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên quy định.
- Đối với nhà cơng nghiệp phải đảm bảo điều kiện nhìn rõ, nhìn tinh, phân giải nhanh các vật nhìn của mắt. Vì vậy, khi thiết kế chiếu sáng phải chú ý đảm bảo cho tán xạ trong phịng khơng q lớn, nếu khơng sẽ làm cho các vật nhìn mất tính tập thể (khơng rõ hình khối) dẫn đến sự nhìn của mắt rất căng thẳng và mau mệt mỏi.
- Hƣớng của ánh sáng sao cho khơng gây bóng đổ của ngƣời, thiết bị và các kết cấu nhà nên trƣờng nhìn của ngƣời lao động.
- Tránh đƣợc hiện tƣợng lóa do các cửa lấy ánh sáng có độ chói quá lớn nằm trong trƣờng nhìn của ngừi lao động.
- Bề mặt làm việc phải có độ sáng cao hơn các bề mặt khác ở trong phòng.
Thiết kế các cửa chiếu sáng tự nhiên cho nhà sản xuất chỉ nên đảm bảo vừa đủ tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên quy định, không nên vƣợt quá, để đảm bảo chế độ vi khí hậu, giảm bớt đƣợc chi phí bảo dƣỡng trong q trình sử dụng. Cửa chiếu sáng cho xƣởng công nghiệp phải đơn giản và thống nhất trong nhà máy để sử dụng, bảo quản đƣợc dễ dàng. Mội hệ thống chiếu sáng có nhiều hình thức phong phú.
- Cửa sổ chiếu sáng thƣờng là cửa sổ một tầng, cửa sổ nhiều tầng, cửa sổ liên tục, cửa sổ bố trí gián đoạn.
- Cửa trời chiếu sáng dùng là cửa trời hình chữ nhật, hình chữ M, hình thang hình chịm cầu, hình răng cƣa, mái sáng.
- Thiết kế chiếu sáng tự nhiên phải đảm bảo yêu cầu thơng gió thốt nhiệt kết hợp với những giải pháp che mƣa, nắng và chọn hình thức thích hợp.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 152
Hệ thống chiếu sáng tốt Chiếu sáng tốt, thơng gió tốt
Hình 9.6 - Hƣớng hệ thống chiếu sáng và thơng gió tốt
Xác định diện tích của chiếu sáng
Nếu chiếu sáng bằng cửa sổ
Nếu chiếu sáng bằng cửa trời
trong đó Scs, Sct là diện tích cửa sổ, cửa trời cần xác định.
Ss là diện tích của phòng. 0 là hệ số xuyên sáng của cửa.
, là hệ số HSTN tiêu chuẩn khi dùng cửa sổ, cửa trời chiếu sáng. cs, ct là hệ số đặc trƣng cho diện tích cửa sổ, cửa trời cần thiết đảm bảo cho HSTN trong phòng bằng 1%.
r1, r2 là hệ số kể đến ảnh hƣởng của các mặt phản xạ ở trong phòng khi chiếu sáng bằng cửa sổ và bằng cửa trời.
K là hệ số kể đến ảnh hƣởng che tối của cơng trình bên cạnh.
Tính tốn chiếu sáng tự nhiên
Sau khi sơ bộ thiết kế hệ thống cửa sổ chiếu sáng phải kiểm tra tính tốn lại hệ thống chiếu sáng đạt đƣợc HSTN trong phịng theo tiêu chuẩn khơng.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CƠNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 153
Hệ số chiếu sáng tự nhiên của một điểm M ở trong phòng đƣợc xác định theo công thức
trong đó ebt: HSTN do bầu trời gây nên.
e0: HSTN do ánh sáng phản xạ từ các bề mặt trong phòng gây ra.
ekt: HSTN do ánh sáng phản xạ từ các bề mặt của các cơng trình kiến trức đứng trƣớc cửa.
eđ: HSTN do ánh sáng phản xạ từ mặt đất xung quanh cửa bên ngoài.
Xác định các HSTN
trong đó eĐ: hệ số chiếu sáng tự nhiên đƣợc xác định bằng biểu đồ Đanlulux.
q: hệ số kể đến ảnh hƣởng do phân bố khơng đều của độ chói trên bầu trời. : hệ số xuyên sáng của cửa.
: hệ số giảm HSTN của bầu trời do kết cấu che nắng nhỏ nhƣ cửa chip, mành mành.
Khi trƣớc của khơng có kết cấu che nắng
( ) Khi trƣớc cửa có kết cấu che nắng
( ) cho những điểm gần cửa. ( ) cho những điểm giữa phòng.
( ) cho những điểm ở trong cùng.
trong đó : HSTN do bầu trời gây ra tại điểm tối nhất trong phòng. r: hệ số kể đến ảnh hƣởng của các bề mặt phản xạ trong phòng.
c1, c2: hệ số kể đếm sự tăng HSTN do phản xạ ánh sáng của các kết cấu che nắng.
Khi trƣớc cửa có các cơng trình kiến trúc gần và khơng có cây xanh
Khi kiến trúc đối diện ở xa (trên 30m) hoặc giữa kiến trúc đó và cửa có cây xanh ( )
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CƠNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 154
trong đó là hệ số kể đến ảnh hƣởng của sự khác nhau giữa độ chói của bầu trời và độ chói của kiến trúc đối diện.
rđ là hệ số kể đến ảnh hƣởng của phản xạ mặt đất lên trần nhà rồi hắt xuống mặt phẳng lao động.
9.2.2. Chiếu sáng nhân tạo
Chiếu sáng nhân tại trong công nghiệp hiện nay là chiếu sáng điện. Tại nƣớc ta, hiện nay, do ánh sáng tự nhiên nhiều, kéo dài trong ngày nên chiếu sáng nhân tạo chỉ dùng trong những thời gian chiếu sáng tự nhiên không đủ.
Chiếu sáng điện cho sản xuất phải tạo ra trong một chế độ ánh sáng đảm bảo điều kiện nhìn rõ, nhìn tinh và phân giải nhanh các vật nhìn của mắt trong quá trình lao động. Tất cả những yêu cầu đó phụ thuộc vào những đặc điểm của nguồn sáng, cách bố trí các nguồn sáng trong phịng cũng nhƣ việc duy tu bảo dƣỡng hệ thống chiếu sáng trong suốt quá trình sử dụng.
* Nguồn sáng điện: gồm đèn dây tóc và đèn huỳnh quang.
Đèn dây tóc
Độ chói gây ra tác dụng lóa mắt. Để loại trừ tác dụng đó, ngƣời ta thƣờng dùng chao điện (loại chiếu thẳng đứng, phản chiếu và khuếch tán).
Mức độ bảo vệ mắt khỏi tia chói xác định bởi góc đƣợc tạo nên bởi đƣờng nằm ngang đi qua tâm dây tóc và mặt phẳng đi qua mép của chao đèn (hoặc tiếp tuyến với bóng đèn).
Đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang đƣợc sử dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là nơi cần phân biệt màu sác hoặc yêu cầu độ chính xác cao.
Ưu điểm
- Về vệ sinh và kỹ thuật ánh sáng thì đèn huỳnh quang phân tán sáng tốt, ít chói hơn đèn dây tóc, gần xóa đƣợc ánh sáng đèn và ánh sáng tự nhiên.
- Về chỉ tiêu kinh tế, đèn huỳnh quang tiêu thụ ít điện, phát quang tốt và thời gian sử dụng đƣợc lâu hơn.
Nhược điểm
- Chịu ảnh hƣởng của môi trƣờng xunh quanh , kết cấu đèn phức tạp. - Hay bị nhấp nháy đối với mạng điện xoay chiều.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 155
Loại bóng đèn trong và mờ Loại hai đèn huỳnh quang
Hình 9.7 - Bóng đèn dây tóc
* Thiết kế chiếu sáng điện
Tìm ra phƣơng thức và giải pháp chiếu sáng nhằm đảm bảo những yêu cầu chiếu sáng cho ngƣời lao động trong xƣởng tốt nhất nhƣng kinh tế nhất.
Ba phƣơng thức chiếu sáng cơ bản
- Phương thức chiếu sáng chung: trong tồn phịng có một hệ thống chiếu sáng
từ trên xuống gây ra một độ chói khơng gian nhất định và một độ rọi nhất định trên toàn bộ các mặt phẳng lao động. Đƣợc dùng khi xƣởng địi hỏi nhiều ánh sáng, khơng khắt khe về hƣớng ánh sáng, mật độ nơi làm việc.
- Phương thức chiếu sáng cục bộ: chia không gian lớn của xƣởng ra nhiều
không gian nhỏ, mỗi khơng gian nhỏ của cƣởng có một chế độ chiếu sáng khác nhau. Đƣợc sử dụng khi yêu cầu cao bố trí cố định.
- Phương thức chiếu sáng hỗn hợp: là phƣơng thức chiếu sáng chung đƣợc bổ
sung thêm những đèn cần thiết đảm bảo độ rọi lới tại những nơi làm việc. Sử dụng khi yêu cầu độ sáng lớn tại các vị trí lao động, hƣớng ánh sáng, phải thay đổi trong quá trình làm việc, mật độ chỗ làm việc khơng cao, diện tích lao động khơng lớn.
Cách thức bố trí đèn
- Chiếu sáng bằng những đen đơn hoặc thành những cụm lớn.
- Chiếu sáng bằng nhiều đèn lớn bố trí thành các tấm sáng hoặc trần trắng. Các phƣơng pháp tính tốn chiếu sáng điện
- Phƣơng pháp công suất đơn vị dựa vào tiêu chuẩn lao động và thông số của loại đèn chiếu sáng, xác định quang thơng cần thiết cho 1m2
diện tích. - Phƣơng pháp điểm dùng để tính tốn đèn khi chiếu sáng cục bộ.
- Phƣơng pháp hệ số yêu cầu: sử dụng để tính tốn cho phƣơng pháp chiếu sáng chung.
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 156
* Tính tốn chiếu sáng điện
Tính tốn chiếu sáng điện là xác định công suất điện cần thiết để chiếu sáng cho
xƣởng theo tiêu chuẩn chiếu sáng quy định.
Phương pháp cơng suất đị
Dựa vào tính chất lao động và các thơng số của loại đèn dùng chiếu sáng để xác định công suất cần thiết cho một đơn vị diện tích (1m2) của gian xƣởng
trong đó E (lx) là độ rọi nhỏ nhất theo tiêu chuẩn.
k = 1,5 1,7 là hệ số dự trữ của đèn phụ thuộc vào đặc điểm của xƣởng. Xƣởng nhiều bụi, khói thì lấy trị số lớn.
(lm/w) là hiệu suất phát quang của đèn. Tỷ số giữa độ rọi bình quân và độ rọi nhỏ nhất.
Hệ số hữu ích của đèn
trong đó tb là quang thơng của thiết bị chiếu sáng xuống mặt phẳng làm việc. n là quang thông phát ra từ nguồn.
Công suất cần thiết cho cả xƣởng
P = S.W (w)
Khi biết số lƣợng đèn, chọn cơng suất đơn vị thích hợp thì xác định cơng suất của một đèn p là
( ) trong đó P (w) là cơng suất của cả xƣởng.
N là số đèn đƣợc sử dụng để chiếu sáng. W(w/m2) là công suất đơn vị.
S (m2) là diện tích của xƣởng.
Phƣơng pháp cơng suất đơn vị là phƣơng pháp tính tốn đơn giản nhất nhƣng cũng kém chính xác nhất. Ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng pháp này để tính tốn
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 157
trong thiết kế sơ bộ, để kiểm nghiệm kết quả của các phƣơng pháp tính tốn khác và để so sánh tính kinh tế của hệ thống chiếu sáng.
Phương pháp điểm
Phương pháp điểm là phƣơng pháp xác định độ rọi tại một điểm bất kỳ trong
phòng do thiết bị tạo ra theo phƣơng ngang hoặc đứng. I là đƣờng cong phân bố cƣờng độ ánh sáng.
H là khoảng cách từ nguồn O đến mặt phẳng ngang qua A. L là khảng cách từ nguồn O đến mặt phẳng đứng qua A.
là góc hợp bởi phƣơng chiếu sáng với pháp tuyến mặt phẳng ngang. r = OA là khoảng cách từ nguồn đến A.
Hình 9.8 – Tính tốn chiếu sáng điện theo phƣơng pháp điểm
Độ rọi theo phƣơng ngang tại điểm A
trong đó d là lƣợng quang thơng chiếu xuống diện tích dS theo phƣơng ngang. dS là vi phân diện tích theo phƣơng ngang tại điểm A.
Độ rọi theo phƣơng ngang qua A và đƣa vào hệ số dự trữ K
Độ rọi đối với điểm A theo phƣơng đứng
( )
AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ MƠI TRƢỜNG CÔNG NGHIỆP
ThS. Bùi Thành Tâm 158
Nếu L > H thì Eđ > Eng, ngƣợc lại L < H thì Eđ < Eng, điều này cần chú ý để sắp xếp hệ thống chiếu sáng cho hợp lý.
Phương pháp hệ số sử dụng
Thƣờng đƣợc dùng để tính tốn chiếu sáng chung. Khi tính tốn theo phƣơng pháp này thì kể đến tia sáng chiếu thẳng từ đèn, những tia phản xạ từ tƣờng và trần.
Các bƣớc tính tốn
- Xác định phƣơng pháp bố trí đèn, có thể bố trí đối xứng hoặc khơng đối xứng. Khi bố trí đối xứng, đèn đƣợc treo từng hàng dọc hoặc hàng ngang gian nhà với khoảng cách thống nhất theo hình chữ nhật hoặc hình thoi. Khi bố trí đối xứng, đảm bảo ánh sáng đều nhƣng tốn điện hơn. Khi bố trí khơng đối xứng quan tâm tới vị trí lắp đặt thiết bị, nơi làm việc, nơi kiểm tra,... Bố trí đèn theo phƣơng pháp này tiết kiệm điện và thƣờng đƣợc sử dụng trong các phân xƣởng bố trí thiết bị khơng đều.
Phƣơng pháp bố trí đèn theo hình chữ nhật
Phƣơng pháp bố trí đèn theo hình thoi
Hình 9.9 - Phƣơng pháp bố trí đèn
- Xác định tỷ số khoảng cách treo đèn L và độ cao treo đèn HC phụ thuộc vào kiểu đèn và cách bố trí đèn mà tỷ số L/HC có thể lấy từ 1,4 2,0 khi bố trí theo hình