工業(yè)照明與視覺保護.ppt

2019/7/9,1,工業(yè)衛(wèi)生 電子教案,主講人：裴曉東 2008年4月2日,電話Email：,2019/7/9,2,主要參考書,采礦工業(yè)衛(wèi)生學，王秉權編，中國礦業(yè)大學出版社，1991年8月； 工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病學，王世俊主編，化學工業(yè)出版社，1990年； 煤礦安全手冊第12篇：礦山救護；第13篇：工業(yè)衛(wèi)生及勞動保護，趙全福等主編，煤炭工業(yè)出版社，1991年； 工業(yè)防毒技術，袁昌明等編著，冶金工業(yè)出版社，2006年6月第1版； 工業(yè)衛(wèi)生講義，左樹勛編，2002年8月；,2019/7/9,3,5.1 前言 5.2 光與視覺的基本知識 5.3 常用照明度量單位及其應用 5.4 環(huán)境光學與工作場所照明 5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中的應用 5.6 礦山井下照明與視覺保護,第5講 工業(yè)照明與視覺保護,2019/7/9,4,5.1 前言,主要有兩大領域： 一是建筑照明研究，是建筑工程的一個分支； 目的是完善建筑功能，滿足生產生活需要，也考慮經濟、美觀等； 另一領域包括勞動管理、工業(yè)衛(wèi)生、人機工程學等，目的各不相同； 工業(yè)衛(wèi)生學研究的照明稱為衛(wèi)生學照明； 主要研究照明條件對生產工人生理和心理的影響，研究如何改善視覺條件，減少由于照明不良而造成的事故和差錯，保障工人身體健康和安全生產；,5.1.1 照明研究現(xiàn)狀,2019/7/9,5,5.1 前言（續(xù)）,照明對人類的生產和生活有著極為重要的影響； 人們通過視覺從外界獲得約7580的信息，而照明條件與獲得信息的效率和質量有密切關系； 在生產、工作和學習場所，良好的照明能夠振奮人的精神，使人保持樂觀向上的情緒和高度的生理活力，減少出錯率和事故，從而提高勞動工作效率和質量，有利于人身安全和視力保護； 反之則對人的情緒產生不良影響，加速視覺疲勞，影響工作成績并可能導致生產事故； 因此，設計良好的照明，在勞動衛(wèi)生和經濟效益上都有著重要意義；,5.1.2 照明研究的意義,2019/7/9,6,5.2 光與視覺的基本知識,光是人們通過視覺來認識世界的媒介，也是人類社會不可缺少的基本能量之一； 在人的各種感官和知覺中，眼睛和視覺至關重要； 工業(yè)衛(wèi)生學中研究的照明、顏色、視覺和視覺功能等內容，都要涉及到光學知識；,5.2.1 光學基本知識,光是一種特殊頻段的電磁輻射波； 電磁輻射的波長范圍很廣，其中只有波長在380nm至780nm的這部分輻射才能刺激人的視覺系統(tǒng)引起光的感覺可見光波；,1、光的本質,2019/7/9,7,波長短于380nm的是紫外線、X射線、射線和宇宙射線； 波長長于780nm的是紅外線和各種無線電波等(圖4-1)，它們均為不可見輻射； 與上章我們學習的聲波類比；,2、波長與顏色,在可見光范圍內，不同波長的光在視覺上引起不同的顏色感覺，這是光在視覺反應上的一個重要特征； 如波長為700nm左右的光呈紅色，580nm左右的呈黃色，470nm左右的呈藍色等； 單一波長的光表現(xiàn)為一種顏色，稱為單色光； 而日光和燈光等常見光都是由不同波長的光混合而成，稱為復色光；,2019/7/9,8,復色光并非都是無色的,其顏色取決于光譜分布，如蠟燭光、日光燈、路燈等呈現(xiàn)不同的顏色，說明他們的光譜分布不同，可用光譜功率分布曲線來表示； 光譜功率分布曲線表示輻射量（輻射功率）與波長的關系；,3、光效率函數(shù)曲線,研究表明：光波的輻射量中究竟有多少能轉化成光的感覺量也與波長相關的，而且是由人的眼睛決定的； 這是光在視覺反應上的另一重要特征：輻射功率相同但波長不同的各種單色光引起人眼的視覺感受也不一樣； 換言之，即不同波長的電磁波，從物理量轉化為感覺量的比例（效率）是不一樣的； 如紅外線、紫外線不管輻射量有多大，我們幾乎都看不到，我們稱其轉化效率為零；,2019/7/9,9,根據大量實驗人們發(fā)現(xiàn)：（如圖4-2） 在明亮的環(huán)境中(亮度大于13cdm2的環(huán)境)，人眼對波長為555nm的黃綠光最敏感； 在昏暗的環(huán)境中(亮度小于0.010.03cdm2的環(huán)境)，人眼對波長為507nm的藍綠光最敏感； 前者稱為明視覺曲線，后者則稱為暗視覺曲線； 在照明研究中，主要關注明視覺的研究；,2019/7/9,10,從圖42可以看出： 人眼對波長為555nm的黃綠光最敏感，即意味著該波長的光轉化效率最高； 為研究方便，將這一轉化效率記為1,即V（555）1； 而其它波長的光其值均小于1，即V（）1； 將V（）=f（）稱為光效率函數(shù)；光效率函數(shù)曲線；,結論： 其它波長的單色光，要想使人眼獲得相同的視覺反應，則其輻射功率就要相應大些； （轉化效率低）,2019/7/9,11,5.2 光與視覺的基本知識（續(xù)）,5.2.2 視覺器官,視覺器官是一個能將光的刺激變?yōu)橹饔^視覺的復雜的光的感受系統(tǒng)； 由三部分組成： 眼睛(眼球)感光部分； 內導視神經纖維傳輸信號部分； 視神經中樞加工合成部分；,人的眼睛是個直徑為2325mm的近似球體，由角膜、鞏膜、虹膜、視網膜、水晶體、睫狀肌和水玻璃體等組成； 感光細胞由錐體和桿體兩種形狀不同的細胞組成；,2019/7/9,12,兩種感光細胞具有各自不同的功能特征 錐體細胞對光刺激的敏感性較差，只有在光線較強時才發(fā)揮作用，但辨別細節(jié)和顏色的能力很強； 錐體細胞的這種特征稱為明視覺； 工業(yè)照明設計都是按明視覺條件設計的； 桿體細胞對光刺激的敏感性高，但幾乎不能分辨色彩； 光線昏暗時，主要靠桿體細胞發(fā)揮作用，稱為暗視覺； 視野的概念及其應用 視野頭和眼睛不動的時候，視覺能觀察到的全部空間范圍； 兩眼的綜合視野，在垂直方向的角度約為130，在水平方向約180；,2019/7/9,13,研究發(fā)現(xiàn)： 在水平方向為8、垂直方向約為6的角度內見到的物體，其成像正好落在黃斑上，因此分辨率最高；而視野的其它部分只能粗略地看到，且越靠近視野邊緣視覺越模糊； 即人的眼睛在同一時刻內能清晰分辨的觀察范圍是很小的； 應用：在某些設計工作中(如控制室儀表盤的布置)，應充分考慮到眼睛的這個生理特點；,2019/7/9,14,5.2 光與視覺的基本知識（續(xù)）,5.2.3 視覺特性與視覺功能,視覺器官具有許多重要的特性和功能，了解并充分利用這些特性和功能，可減少視力疲勞，提高視覺功效，進而提高勞動生產效率，保障安全生產； 主要分析和討論以下幾個方面內容： 眼睛對光環(huán)境的適應能力； 辨認物體細節(jié)的能力； 辨認對比的能力； 視覺感受速度；,2019/7/9,15,1、眼睛對光環(huán)境的適應能力適應與調節(jié),適應視覺順應環(huán)境亮度變化的能力； 分為暗適應和明適應兩種 暗適應：明暗 錐桿 慢，3060min，同時伴隨瞳孔由小到大；（易在此時發(fā)生事故） 明適應：暗明 桿錐 快，幾幾十秒，同時伴隨瞳孔由大到?。?明暗適應太頻繁容易加快眼睛疲勞，使視力迅速下降，同時易對生產安全造成不利影響； 調節(jié)視覺適應觀察距離變化的能力； 調節(jié)與適應不同，經常變換觀察距離的遠近能使眼睛免于疲勞或減少疲勞；（比如工作后，遠眺，是一種休息）,2019/7/9,16,2、辨認物體細節(jié)的能力視覺敏銳度,視覺敏銳度醫(yī)學上規(guī)定眼睛能分辨的最小(臨界)視角的倒數(shù)值稱為視覺敏銳度； 這個倒數(shù)值就是原視力標準中所說的視力； 因人而異，如果觀察者能夠在5m遠處正確地辨認出細節(jié)單位為1.46mm的視標的開口方向，由公式41就可算出他有辨別1分視角的能力，則他的視力就是1(舊標準)；若僅能辨別2分視角，則視力為0.5，余此類推； 自1990年5月1日起，我國采用對數(shù)視力表，其關系為：,式中L對數(shù)視力； V舊視力；,2019/7/9,17,3、辨認對比的能力對比靈敏度,任何視覺對象都有它的背景； 對象和背景在亮度和顏色上的差別，是視覺認知世界的基本條件； 前者為亮度對比，后者為顏色對比； 亮度對比（C值）用背景與對象的亮度差的相對值來表示；,人眼剛剛能辨別對象與背景的最小亮度差叫做臨界亮度差Lc，臨界亮度差與背景亮度之比叫做臨界對比Cc；,2019/7/9,18,臨界對比Cc的倒數(shù)可以用來評價人眼辨別最小對比的能力，稱為對比靈敏度； 視力好的人臨界對比約為0.01，也就是說，對比靈敏度達到100； 當然，即使對具體人來說，對比靈敏度也并非常數(shù)，而是隨著照明條件和眼的適應情況而變化的；,4、視覺感受速度,光線從作用于視網膜開始到形成視覺印象，需要一定的時間，這是生理上要完成許多復雜的過程所需要的； 定義：從“看”到“看到”所必須的最小時間t的倒數(shù)稱為視覺感受速度；,2019/7/9,19,5.2 光與視覺的基本知識（續(xù)）,5.2.4 顏色視覺,1、顏色本質人的視覺器官對不同波長的光的一種主觀感受； 對光源如此，對物體的表面色也如此； 我們所看到的物體的顏色，是在照明條件下物體的一個固有屬性； 一張紅紙我們之所以看成是紅的，是因為它只反射出640780nm波長的光，而將其余波長的光吸收掉，所以就引起紅色感覺； 色盲顏色感受存在盲區(qū)者：占8.5（男8，女0.5），以紅（700nm）、綠（510nm）色盲為主，藍、黃色盲次之，極少數(shù)為全色盲；,2019/7/9,20,2、顏色的基本特征和表示方法,人眼對光的感覺可分為非彩色和彩色兩大類； 非彩色是指黑色、白色以及各種深淺不同的灰色所組成的黑白系列； 彩色是指黑白系列以外的各種顏色； 顏色是非彩色和彩色的總稱； 如何表述顏色？ 和聲音的三要素類似，顏色也可用色調、明度和彩度三個基本特征來表示，稱顏色三要素；,2019/7/9,21,色調是顏色彼此相互區(qū)分的主要特征，也是人們識別顏色的主要標志； 取決于光的波長，即一定波長的光在視覺上的表現(xiàn)； 太陽光譜上的色調，再加上紫紅系列(這是太陽光譜中所沒有的色調)，可以包括自然界的所有色調； 在太陽光譜上，波長大約變化2nm，人就能分辯出色調的差別來，所以人眼大約能分辨出160種色調； 明度是指顏色的亮度特性，是表示物體表面反射光線的能力（可用反射率表示）； 明度越大的顏色反射的光線越多； 純白色明度（100）最大，可反射100的光線，而純黑色則完全不反射光線； 色調相同的顏色可由明度的差異而互相區(qū)別；,2019/7/9,22,彩度也叫飽和度，是指顏色的純潔程度，即波長范圍越窄顏色越純； 光的顏色完全飽和是很少見的，只有純光譜的顏色才接近飽和，彩度最大； 人造光源中，激光的光譜范圍最窄，飽和度最高； 彩度是人們區(qū)分顏色的又一重要特征，色調相同或相近的顏色，可由彩度加以區(qū)分； 如西紅柿和玫瑰花； 顏色具有的這些特征，大大提高了人們識別物體的能力，有助于改善視覺條件； 據研究，人眼能分辯出約13000多種顏色，但用人工方法能復制出的顏色只有2000多種；,2019/7/9,23,這么多種顏色，要精確地表述其中一種，單用語言顯然是不可能的； 為了方便的表述各種顏色，目前國際上廣泛采用盂塞爾(AHMunsell)所創(chuàng)立的顏色系統(tǒng)； 它是以色調(H)、明度(V)和彩度(C)三個要素配以數(shù)字標號，并根據顏色的視覺特點所制定的顏色分類和標定系統(tǒng)； 孟塞爾顏色系統(tǒng)是一個立體模型，如圖4-7所示；,2019/7/9,24,2019/7/9,25,3、顏色的視覺特性,（1）顏色對比 顏色對比包括明度對比、色調對比和彩度對比； 任何兩種顏色，只要有其中一項特征相異，視覺就能將其區(qū)別開來； 應用：工作環(huán)境中具有顏色對比，其視覺條件比只有亮度對比要好得多； 顏色對比遵守明視度順序，利用這個規(guī)律可以突出各種顏色的作用效果； 如在黑色背景上白色最顯眼，其次是黃色、黃橙、黃綠等； 在白色背景上黑色最顯眼，其次是紅、紫等顏色； 常用顏色的明視度順序如表4-2所示；,2019/7/9,26,顏色的明視度順序在標志牌、指示燈以及各種顯示面板的設計中得到廣泛應用；,2019/7/9,27,（2）顏色適應 顏色適應人的眼睛受某種單一顏色長時間刺激后造成的顏色視覺變化； 表現(xiàn)在：對色調微小變化的分辨能力將下降； 當眼睛對某一顏色光適應以后再去觀察另一顏色時，后者將帶上前者的補色成分； 例：如眼睛注視一塊大面積的紅色一段時間后，再去看黃色，這時黃色就會帶上青綠色； 經過幾分鐘后，眼睛又會從紅色的適應中恢復過來，青綠色逐漸消失； 同樣，對青綠色進行預先適應后會使黃色變紅； 顏色適應對視覺是不利的，容易造成判斷和操作失誤； 指導：工作場所的視野中，不應當只有一種色調；,2019/7/9,28,4、三原色學說和顏色的光學混合定律,實驗證明，光譜上的全部顏色可以用紅、綠、藍三種純光譜波長的光按不同比例相混合而正確地模擬，基于這種事實而提出的觀點稱為三原色學說； 該學說認為錐體細胞含紅、綠、藍三種反應色素，它們分別對不同波長的光發(fā)生反應； 視覺神經中樞綜合三種刺激的相對強度而產生一種顏色感覺； 三種刺激的相對強度不同時，產生不同的顏色感覺； 顏色的光學混合定律 (1)補色律；(2)中間色律；(3)代替色律；,2019/7/9,29,5.3 常用照明度量單位及其應用,常用的光度量單位主要有光通量、光強、照度和亮度；,5.3.1 光通量,光通量光源發(fā)出的輻射通量中能產生光感覺的那部分輻射能流； 即光通量是按照人眼視覺特征來評價的輻射通量； 光通量與輻射通量之間有如下關系為：,其中F光通量，流明（lm）； 波長為的單色輻射通量，W； V()國際標準明視覺光譜光效率函數(shù)； Km最大光譜光效率，683 lm/W；,2019/7/9,30,5.3 常用照明度量單位及其應用（續(xù)）,5.3.2 光強,光強也稱發(fā)光強度，它表示光源在一定方向上光通量的空間密度，即光通量在空間的分布情況； 單位為坎德拉(candela)，符號cd； 光強是國際單位制(SI)的基本單位； 其定義為：一個光源發(fā)出頻率為5401012Hz(555nm)的單色輻射，若在一定方向上的輻射強度為1683 Wsr，則光源在該方向上的發(fā)光強度為1坎德拉(cd)； （這是1970年10月第10屆國際計量大會通過的）,7個基本單位；,2019/7/9,31,立體角定義一個球面度的立體角等于在半徑為R的球表面上面積等于R2的球面所對的球心角，即SR2； 球的總表面積為4R2，所以立體角的最大值為4sr；,2019/7/9,32,光強與光通量的關系，分為三種情況來分析： 如果一個點光源向周圍空間均勻發(fā)光，則其光強為：,這里F為光源發(fā)出的總光通量，光源在所有方向上發(fā)光強度相等； 如果光源在有限立體角內發(fā)出的光通量F是均勻分布的，則在該方向上的光強為： 實際上，對于大多數(shù)光源都不是均勻發(fā)光的，在任一給定方向的發(fā)光強度I是該光源在這一方向上立體角元d內發(fā)射的光通量dF與該立體角元之比，即： 光強和光通量都是表示光源特性的重要物理量，光通量表示光源的發(fā)光能力，而光強則表示其分布情況；,2019/7/9,33,例如：一只40W白熾燈，不用燈罩時，其正下方的發(fā)光強度約為30cd； 若裝上一白色反光燈罩時，則燈下方的發(fā)光強度能提高到7080cd； 事實上燈泡發(fā)出的光通量并沒有改變，只是在空間的分布改變了；,5.3 常用照明度量單位及其應用（續(xù)）,5.3.3 照度,照度是受照表面上光通量的面密度； 設被照表面上某面積元dS上接受的光通量為dF，則該點的照度E為：,2019/7/9,34,在國際單位制中，照度的基本單位是勒克斯，符號lx，它等于1流明(lm)的光通量均勻地分布在1m2的被照面上，即1 lx1 lmm2； 在實際工作中，人們往往更關注已知光源對于被照面上的照度； 已知光源多用光強I表示，E和I的關系可由光強和照度的定義直接推導出來； 點光源在被照面上形成的照度，與該方向上光源的發(fā)光強度成正比，與光源到被照表面的距離平方成反比，即：,式中E被照面上的照度，lx； I光源在被照面方向的光強，cd； R光源至被照面的距離，m；,2019/7/9,35,若被照面的法線與光源入射線的夾角不為零，而成角時，容易得到：,上式(4-11)更具有一般性，在照明工程計算中經常用到； 實用意義：燈具位置、冬夏之差； 距離平方反比定律適用于點光源； 一般當光源尺寸d小于它至被照面距離的15時，均可視為點光源； 照度的另一重要特性：直接相加性；,2019/7/9,36,若n個光源對于某點的照度分別為Ei(il、2、3 n)，則該點處的總照度為EEi； 照度這一光學量在照明工程設計中是很重要的，照明工程的主要任務就是要在工作場所內創(chuàng)造足夠的照度；,5.3 常用照明度量單位及其應用（續(xù)）,5.3.4 亮度,在同一照度下，不同的物體能引起不同的視覺感受，白色物體看起來要比黑色物體亮得多； 這說明物體表面的照度并不能直接反映人眼對物體的視覺感受；,2019/7/9,37,視覺上的明暗感取決于物體在視網膜成像上光通量的密度，即成像的照度； 像的照度越高，我們所看到的物體就越亮； 引入亮度概念，它是由視覺直接感受的光學量； 視覺真正能看到的光學量只有亮度，光通量、光強、照度都不是直接感覺量； 視網膜上成像的照度，主要取決于物體在視線方向上發(fā)射或反時出的光通量的密度； 物體表面上某微小面積元在視線方向上的發(fā)光強度與該面積元在視線方向垂直面上的投影面積之比，即：,2019/7/9,38,式中表示視線與物體表面法線所成的夾角； 亮度物體在視線方向單位面積上發(fā)出的光強； 發(fā)光體(光源)的表面亮度和被照物體的表面反射亮度在視覺感受上是沒有本質差別的； 但后者的影響因素較多，它的大小取決于該物體表面上的照度、反射系數(shù)()以及表面反射特性等； 對于均勻漫反射的物體表面，其亮度正比于它的表面照度E和反射系數(shù)，且在各個方向上亮度相等，即：,在光環(huán)境設計中常用上式計算平均亮度；,2019/7/9,39,5.4 環(huán)境光學與工作場所照明,5.4.1 前言,環(huán)境光學研究人類的光環(huán)境的科學； 研究內容包括： 天然光環(huán)境和人工光環(huán)境、光環(huán)境對人的生理和心理的影響、光污染的危害和防治等； 研究意義： 優(yōu)良的光環(huán)境能提高人的工作效率，保護人的健康，使人感到安全、舒適，產生良好的心理效果； 工業(yè)生產中，大功率光源造成的強烈眩光，某些氣體放電燈發(fā)射過量的紫外線，以及像焊接一類生產作業(yè)發(fā)出的強光，對人體和視覺都有危害；,2019/7/9,40,5.4 環(huán)境光學與工作場所照明（續(xù)）,5.4.2 天然光照明,工業(yè)生產場所的光環(huán)境，包括天然光照明、人工光照明以及在天然光不足時用人工光補充的混合照明三種；,天然光照明的光源是太陽； 太陽光穿過大氣層時被大氣中的氣體分子、水蒸氣和塵埃擴散，使天空具有一定的亮度； 人們接受的天然光是由直射日光和天空擴散光形成的； 我們研究天然光照明的任務是如何最大限度的利用天然光服務于工業(yè)生產；,2019/7/9,41,大力發(fā)展天然光照明的原因？ 最為經濟自然賦予人類的，取之不盡，用之不竭； 天然光的光色最好人眼在天然光下比在人工光下具有更高的靈敏度； 節(jié)約能源據統(tǒng)計照明用電占全國用電量1015； 如何充分利用天然光照明呢？ 采光設計窗戶設計最大限度利用天然光； 采光是通過窗戶來實現(xiàn)的； 在采光設計中，確定窗戶的大小、位置和形狀是至關重要的； 窗戶除了采光功能外，還與自然通風，室內外視覺聯(lián)系、隔熱、隔聲等問題有關，在具體設計時，應同時考慮這些因素；,2019/7/9,42,1、對一般工業(yè)廠房的窗戶設置，在采光方面應遵循如下原則和要求： 設一個大窗，比總采光面積相等的多個小窗更為合理； 為使室內照度均勻，窗戶間的距離不應大于窗寬的2倍； 窗戶的上緣應盡量接近天棚(0.30.4m)，下緣不得高于地面1.2m； 窗戶大框內盡量少分格，窗格盡量細； 工作地點的光線投射角不小于2527，開角不小于5 光線投射角窗戶上沿與工作地點的連線和水平線的夾角； 開角窗戶上下沿與工作地點連線的夾角； 單側采光時，工作地點到窗的距離不應超過窗高的3倍，且不得大于12m，雙側采光時也不得大于18m；,2019/7/9,43,2、對于面積較大的車間和廠房，單獨用側窗采光難以滿足生產需要，故目前在單層工業(yè)廠房中，已普遍采用天窗采光； 常用的天窗種類有矩形天窗、鋸齒形天窗和平天窗等； 天窗采光須符合以下要求： 透光性好； 盡量避免太陽對室內的直射或將其減少到最小程度； 窗平面對水平面的傾角在45以上(尤其在我國北方)； 容易清除污垢及煙塵；,2019/7/9,44,對室內采光的數(shù)量要求，我國以采光系數(shù)C作為評價指標；,根據工業(yè)企業(yè)采光設計標準(TJ33-79)的規(guī)定，生產車間工作面處的采光系數(shù)最低值如表4-4；,2019/7/9,45,設計步驟：工作性質采光等級最小采光系數(shù)窗戶設計(窗地比)； 采光系數(shù)的值是由窗地面積比（窗地比）來保證的； 窗地比窗戶的有效透光面積與室內地面面積之比； 幾種不同窗戶的窗地面積比要求見表4-5；,2019/7/9,46,作為照明光源，天然光雖然經濟但在使用上也有其局限性； 首先，無論在時間還是空間上，天然光常不能保證足夠的均勻性和穩(wěn)定性； 其次是很難避免由太陽直射室內造成的眩光，而且在一些場所，如地下建筑和采礦工業(yè)等，目前還難以利用天然光； 因此，在工作場所照明中，人工光照明始終占有主導地位；,2019/7/9,47,5.4 環(huán)境光學與工作場所照明（續(xù)）,5.4.3 人工光照明,按用途分類： 普通室內照明、露天照明、水下照明、防爆場所照明等； 按安裝方法分類： 吸頂安裝、吊掛安裝、壁式安裝等； 按發(fā)光原理分類：（2大類） 一類是熱輻射光源，主要有白熾燈和鹵鎢燈； 另一類是氣體放電光源，包括熒光燈、高壓汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈等； 按時代劃分，將電光源分三代： 白熾燈為一代；日光燈為二代；汞燈、鈉燈和金屬鹵化物燈等新光源為第三代；第四代：LED半導體光源；,1、電光源的種類,2019/7/9,48,人工光照明較天然光易于控制，能適合各種特殊需要，而且穩(wěn)定可靠，不受地點、季節(jié)、時間和天氣條件的限制；但電光源的能源利用效率很低； 根據不同的工作性質，人工光照明分為三種方式，即一般照明、局部照明和混合照明； 一般照明 指不考慮特殊的局部需要，為照亮整個工作場所而設置的照明； 適用于對光的投射方向無特殊要求和工作點很密或工作點不固定的場所； 優(yōu)缺點：這種照明在視野內亮度均勻，視覺條件好，系統(tǒng)設置簡單且投資較少，但耗電較多；,2、人工光照明的方式,2019/7/9,49,局部照明 指為增加特定地點的照度而設置的照明； 由于光源一般靠近工作面，故耗電少而照度較高； 但要注意直接眩光和明暗差太大的影響； 從勞動衛(wèi)生角度來看不宜單獨采用這種照明； 混合照明 指以上兩種照明方式的組合； 要求一般照明的照度至少占總照度的510，且不低于20 lx，這是一種經濟合理的照明方式，照度較均勻且又能滿足局部需要； 常用于局部要求照度高，或要求有一定的投光方向，或固定工作點分布較稀的工作場所；,2019/7/9,50,具有爆炸性危險的生產車間，由于環(huán)境的特殊性，對照明器具的性能提出更高的要求； 首先要求具有防爆性能，還要求機械強度高，便于安裝，能防止水分和灰塵的侵入等； 按使用環(huán)境不同，我國將防爆電氣設備分成兩類： 類為煤礦井下用電氣設備； 類為工廠用電氣設備； 防爆照明燈具亦如此； 防爆結構主要有隔爆型和增安型兩類； 工廠用防爆照明燈具的防爆結構及適用條件見表4-7；,3、防爆照明燈具及其選擇,2019/7/9,51,5.4 環(huán)境光學與工作場所照明（續(xù)）,5.4.4 照明的基本要求,從安全和衛(wèi)生學的觀點，良好的照明應滿足如下要求：,1、合適的亮度以及避免眩光,人眼能感覺到的最小亮度是106cdm2，視覺達到最大靈敏度時的亮度約為104cdm2，在一般情況下，衛(wèi)生學上允許的最大亮度是50007500cdm2； 眩光是指過高的亮度（1.51.65105cd/m2）刺激暫時破壞視覺機能的一種生理現(xiàn)象； 危害：工作場所中眩光的存在對視覺是非常有害的，輕則使人產生不舒適感，重則能損害視覺功能甚至導致生產事故的發(fā)生；,2019/7/9,52,工作場所內必須防止出現(xiàn)眩光，可采取以下三方面的措施： 限制光源亮度 冷光源一般亮度較低，熱光源可加裝漫透射性較好的燈罩以降低亮度； 采用適當?shù)膽覓旄叨群捅匾谋Ｗo角 通常光源位于水平視線以上45范圍以外，眩目作用就比較微弱，超過60就不會產生眩目作用； 當光源位置較低處于視野內時，則必須加燈罩遮光，以形成保護角，目的是避免光源對眼睛的直接照射； 合理分布光源 避免眩目光源進入正常視野；,2019/7/9,53,在工業(yè)照明設計中，除了工作面上的照度大小符合生產要求外，還要求照度要比較均勻； 尤其是單獨采用一般照明的工作場所，要求工作區(qū)內最大、最小照度值與平均值相差應不大于16； 工作場所內亮度差別太大會給人心理上造成不愉快的感覺；但亮度過于均勻則會產生平淡和單調感，也應避免；,2、均勻的照度與亮度分布,3、照度的穩(wěn)定性,工作場所照度的穩(wěn)定與否，主要取決于電壓的變化；應避免吊燈擺動，否則極易造成視錯覺而導致事故；,2019/7/9,54,事故照明是在正常照明系統(tǒng)由于各種原因熄滅時，能迅速點燃并獨立工作的輔助照明系統(tǒng)； 按照工業(yè)企業(yè)照明設計標準(TJ34-79)規(guī)定，在下列兩種情況下應設事故照明： 在正常照明因故障熄滅，將造成爆炸，火災和人身傷亡等嚴重事故的場所； 當正常照明因故障熄滅后，在易引起工傷事故或通行時易發(fā)生危險的場所，應裝設人員疏散用的事故照明； 照明標準還規(guī)定，事故照明必須采用能瞬時可靠點燃的光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈； 事故照明的照度，不應低于正常照度的10；作為人員疏散用的事故照明，主要通道上的照度不應低于0.5 lx；,4、設置事故照明,2019/7/9,55,5.4 環(huán)境光學與工作場所照明（續(xù)）,5.4.5 照明標準,1.生產車間工作面上的最低照度值，不應低于表4-8所規(guī)定的數(shù)值； 2.工業(yè)企業(yè)輔助建筑的最低照度值，不應低于表4-9所規(guī)定的數(shù)值；,2019/7/9,56,3.廠區(qū)露天工作場所和交通運輸線的最低照度值不應低于表4-10所規(guī)定的數(shù)值；,2019/7/9,57,5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中應用,色彩調節(jié)以改善視覺條件和提高工作效率為主要目的的色彩設計技術稱為色彩調節(jié)； 工作場所內正確地運用色彩調節(jié)能獲得如下效果： 增加亮度，提高照明裝置的利用系數(shù)，改善視覺條件； 提高眼睛的分辨力，從而有助于提高工作質量和工作效率，減少差錯和事故的發(fā)生； 能滿足人的審美要求，提高工作熱情； 使人精神愉快，減輕疲勞； 色彩調節(jié)是以良好的照明作為前提的，不需太大的投資，也不需增加能耗，能獲得事半功倍的效果，所以得到重視； 色彩調節(jié)不僅是技術問題，也是藝術問題；,2019/7/9,58,5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中應用（續(xù)）,色彩調節(jié)主要是利用顏色對人的生理、心理作用以及顏色的物理性質，在工作場所內創(chuàng)造出有利于上述效果的顏色分布；,5.5.1 顏色的生理作用,1、好的色彩環(huán)境有利于提高視覺工作能力和減少視覺疲勞； 如果色彩調節(jié)應用的不當，反而會加速視覺疲勞； 大量的實驗已經證明，太陽光譜兩端的顏色不能在視覺環(huán)境中大面積的使用（指高頻端的紫色和藍色、低頻端的紅色和橙色）； 而中部的青綠黃顏色則不易使視覺疲勞，在生產場所中應大量使用；,2019/7/9,59,2、顏色的生理作用還表現(xiàn)在眼睛對不同的顏色具有不同的敏感性； 色彩鮮明的顏色，很容易引起人們的注意，這就是色彩的誘目性； 黃色的誘目性最高，紅橙色次之；黃色常用作警戒色； 如車間內危險部位常涂以黃黑相間的顏色以示警告； 3、對人體其他系統(tǒng)的影響（甚至影響到內分泌系統(tǒng)、水鹽平衡、血液循環(huán)和血壓等）； 紅色色調容易使人各種器官的機能興奮，促使心率加快，血壓上升； 藍色色調則能使人各種器官的機能趨于穩(wěn)定，起降低血壓和減緩脈搏作用； 綠黃色和紫色在生理反應上呈中性，但紫色對視覺不利，故工作場所多采用綠黃系列顏色；,2019/7/9,60,5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中應用（續(xù)）,5.5.2 顏色的心理作用,為什么會產生心理作用呢？ 顏色離開它所屬的對象是不存在的； 人們在生活中積累起來的人與物的關系以及對物的態(tài)度決定了顏色對心理的影響； 顏色的聯(lián)想人們看到某種顏色時就會同時想到某些事物或狀態(tài)； 如看到藍色想到藍天、大海； 如看到黑色想到煤、鋼鐵； 如看到紅色想到熱情、喜慶； 如看到綠色想到和平、安靜； 可能有積極意義，也可能有消極意義；,2019/7/9,61,顏色的聯(lián)想作用因人而異，但又具有共通性； 顏色的心理作用有如下一些表現(xiàn)： 1、冷暖感 顏色能引起或改變溫度感覺，通常按紅、橙、黃，綠、藍的次序，感覺越來越冷； 紅、橙、黃、棕等顏色稱為暖色，有溫暖感； 藍，綠、青等顏色稱為冷色，有寒冷感； 黃綠色與紫紅色能使人感到冷暖不定，忽冷忽熱； 2、興奮和抑制感 一般紅色、橙色在心理上產生興奮作用，但也會引起不安和神經緊張； 青色、紫色則有鎮(zhèn)靜作用，有清潔肅靜之感；,2019/7/9,62,3、前進后退感 在同一個平面上，暖色的黃、紅、橙及它們的中間色會使人感到距離近些；而冷色的藍、青、綠以及它們的中間色會使人感到距離遠些； 如果室內涂上冷色調就顯得更加寬敞； 暖色也叫前進色，而冷色叫后退色； 明度高的顏色感到近些，明度低的顏色感到遠些； 4、輕重感 以明度的影響為主，色調次之； 在同一色調中明度高的顏色感覺輕些，明度低的顏色感覺重些； 對色調來說，暖色的物體看起來密度大、重些，而冷色看起來輕些；,2019/7/9,63,5、輕松和壓抑感 明度高的顏色能使人產生輕松、舒暢的感覺； 明度低的顏色會使人產生壓抑和不安的感覺； 6、大小感 明度高的顏色其物體顯得大些，明度低的顯得小些； 通常黃色的物體看起來最大，其次是綠色、紅色，藍紫色的看起來最小；,2019/7/9,64,5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中應用（續(xù)）,5.5.3 顏色的應用環(huán)境色,顏色在實際應用中，根據其所起的作用不同，可分為環(huán)境色和安全色(包括標志色)兩大類； 前者以突出照明效果，改善視覺條件為目標，定義為用于改善視覺感受的顏色； 后者則以防止差錯、事故和災害為主要目的，定義為用于表達安全信息的顏色； 環(huán)境色的應用 不僅要考慮其對人的生理心理作用，還應較多地注重其物理性質，在具體選擇色調時，還必須考慮生產車間的特點；,2019/7/9,65,1、生產車間的色彩調節(jié) 根據車間的特點選用一種主色調，另配一到兩種輔助色，以形成對比，但對比不宜過分強烈，色調種數(shù)也不宜過多，否則易造成色彩渲染，影響注意力； 一般生產車間應使用明度較高的顏色(包括白色)，以提高照明效率，增加光的擴散，使光線柔和，減少陰影；通常彩度以不大于3為宜； 從天棚到地板明度應依次降低，以在心理上造成一種穩(wěn)定感； 踏腳板兼有防污作用，通常采用比地板暗的顏色； 充分利用顏色的心理作用，改善視覺印象； 如利用顏色的遠近感，能使低矮的天棚顯得高些，也可使狹小的房間顯得寬些；或者在炎熱的車間采用冷色調以造成涼爽感，在寒冷的車間采用暖色調以造成溫暖感等；,2019/7/9,66,2、機器、設備和工作臺的顏色選擇 設備主體以藍綠色調為宜（5G5B），或采用套色、淺灰、乳白等； 明度應高于地板（56），但彩度不宜太大（小于3）； 機器設備的顏色選擇還應注意： 機器、設備的顏色選擇應與車間色調和諧； 同類設備色調要一致； 顏色盡可能與功能相適應； 各種操作顯示的顏色要一目了然； 工作臺的顏色選擇取決于它加工或觀察的物體的顏色，要求二者間形成一定的色調對比，以便更好地認知；,2019/7/9,67,5.5 色彩調節(jié)及其在安全生產中應用（續(xù)）,5.5.4 顏色的應用安全色,用于表達安全信息的顏色稱做安全色； 使用安全色的目的是使人們能夠迅速發(fā)現(xiàn)或分辨各種標志和信號，提醒人們注意，以防發(fā)生事故； 國家標準安全色(GB2893-82)規(guī)定在工業(yè)生產中使用紅、藍、黃、綠四種顏色作為安全色，其含義和用途見表4-11； 在使用安全色時，常常需要同時使用對比色； 對比色有黑、白兩種顏色； 標準規(guī)定： 紅、藍、綠色采用白色作為對比色； 黃色采用黑色作為對比色； 用文字、符號等對安全標志加以說明時，黑、白色互為對比色；,2019/7/9,68,提示：不要亂用安全色，要嚴格執(zhí)行有關標準； 如管道流程標志色： 水藍色； 煤氣黃色； 蒸氣暗紅色； 空氣白色； 酸堿灰紫色； 油暗橙色； 如果亂涂則易導致誤操作，引發(fā)事故；,2019/7/9,69,5.6 礦山井下照明與視覺保護,5.6.1 礦山井下照明現(xiàn)狀的衛(wèi)生學評價,礦山井下照明與地面工廠照明相比有許多不同之處 井下照明幾乎無法利用天然光，完全依靠人工光照明，故照明質量的好壞對于工作安全、勞動生產率具有更密切的關系； 井下巷道的變遷，采掘工作面的不斷推移，加之照明裝置易于污染等不利條件，使得井下照明的穩(wěn)定性較差； 爆炸性氣體和粉塵的存在使得照明設備更加復雜化，增加了改善井下照明的困難； 目前條件下，礦山井下照明突出的問題主要表現(xiàn)在照度不足、不勻、不穩(wěn)以及對比度太差等方面；,2019/7/9,70,尤其在以礦燈為主的煤礦采掘工作面，照度與同等工作類型的地面工業(yè)相比只有百分之幾到十幾； 工人長期在這種昏暗的條件下工作，不僅工作效率降低，工傷事故發(fā)生率增高，而且還會導致職業(yè)性疾??； 如職業(yè)性眼球震顫就是工人長期在昏暗光線下工作而引起的以眼球不隨意的、病理性的顫動為主的一種特殊疾病，也是過去采煤工人的常見??； 近年來由于井下照明條件的逐步改善，該病的發(fā)病率已大為降低，但仍不容忽視；,1、照度普遍不足,2019/7/9,71,由于受巷道空間條件的限制，很難通過合理布置燈具來解決照度不均勻問題，因此井下照度遠遠達不到工業(yè)照明要求； 加上燈具易于被粉塵污損以及維護管理不良等原因，又難以保證現(xiàn)有照度的穩(wěn)定； 對礦燈等移動照明燈具來說，這種情況顯得更加嚴重 不穩(wěn)定的照明使得工作區(qū)內明暗差別過大，會給人心理上造成一種壓抑感，而且容易引起視覺疲勞； 特別是單獨使用礦燈照明，使用者之間互相影響，極易產生眩目，而且礦燈的光通量分布集中在一個較小的范圍內，使得人們難以利用周邊視覺去觀察周圍環(huán)境以及事故發(fā)生前的各種預兆，從而間接導致各種人身事故； 在礦山井下，由于照明不良而引起的機械設備事故、頂板事故和墜井事故時有發(fā)生，必須予以高度重視；,2、照度不均勻、穩(wěn)定性差,2019/7/9,72,礦山井下視覺環(huán)境的另一個突出問題是亮度對比太低； 井下巷道、工作面等背景顏色均為黑色和深灰色，甚至許多煤礦井下人員的工作服、安全帽也采用明度很低的黑、深藍或藏青等顏色，各種機械設備也很少采用明快的色調，加之井下照度較低，使得整個井下一片昏暗，毫無生氣，嚴重影響井下人員的勞動熱情； 由于對比不足，不僅影響視覺效果和勞動生產率的提高，而且還給預防事故特別是井下?lián)岆U救災工作帶來許多困難； 礦山現(xiàn)場的一些事故報告表明，照明不良是事故環(huán)境因素中最重要的因素之一，照明與安全生產有著極為密切的關系； 井下作業(yè)環(huán)境越亮，事故頻率越低；,3、對比不足,2019/7/9,73,5.6 礦山井下照明與視覺保護（續(xù)）,5.6.2 礦用防爆照明燈具及其選擇,總體要求： 在礦山井下尤其是具有爆炸危險性的煤礦使用的照明燈具，要求機械強度高，便于安裝，能防止水分和灰塵的侵入，特別是要求具有防爆性能； 下面介紹幾種煤礦井下常用的照明燈具： 根據煤礦安全規(guī)程規(guī)定，在不同的礦井條件和不同的工作地點，應分別選用三種不同防爆類型的照明燈； 即礦用一般型、礦用增安型和礦用防爆型； 便攜式礦燈也在煤礦大量使用；,2019/7/9,74,適用于無沼氣和煤塵爆炸危險和通風良好的環(huán)境中使用； 具有機械強度高、防潮、密封絕緣性能良好等特點； 其型號有KY-60-1、KY-60-2、KY-100-1、KY-100-2等幾種， 其中K表示“礦用”，Y表示“一般”，60和100為所用白熾燈燈泡功率，1和2表示電纜接線盒數(shù)； 一般巷道中用前兩種型號，井底車場附近和機電硐室等照度要求稍高的地點選用后兩種型號；,1、礦用一般型,2、礦用增安型,除符合礦用一般型的條件外，還要保證當燈泡一旦破裂時，能自動切斷電源而不致因燈絲的高溫引起沼氣和煤塵爆炸； 適用于有爆炸危