Projekty
 
Maksymalizuj
Minimalizuj
Projekty krajowe
Wykaz Projektów
Streszczenie

Opracowanie metody badań i oceny zagrożeń olśnieniem przykrym na zewnętrznych stanowiskach pracy

Kierownik projektu: dr hab. inż. Agnieszka Wolska, prof. nadzw. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

 

W celu poprawy warunków pracy wzrokowej i ograniczenia zagrożenia wypadkowego związanego z olśnieniem na zewnętrznych stanowiskach pracy w niniejszym zadaniu podjęto się opracowania obiektywnej metody badania olśnienia.

W 1. etapie zadania przeprowadzono analizę oświetlenia oraz występowania olśnienia przykrego na wybranych zewnętrznych stanowiskach pracy na podstawie oceny subiektywnej w siedmiu wybranych przedsiębiorstwach. Przeprowadzone badania na wybranych zewnętrznych stanowiskach pracy wskazały na występowanie problemu olśnienia przykrego. Subiektywna ocena olśnienia odpowiadająca średniemu i dużemu stopniu odczuwanego olśnienia (41% ankietowanych) wskazuje na występowanie problemu olśnienia na zewnętrznych stanowiskach pracy. Taka sytuacja wymaga podjęcia działań poprawiających oświetlenie oraz wskazuje na konieczność weryfikacji obiektywnej tej oceny poprzez wykonanie pomiaru wskaźnika olśnienia i sprawdzenie z wymaganiami normatywnymi. Przeanalizowano problemy wyznaczania wskaźnika GR, ze szczególnym uwzględnieniem aspektów dotyczących uwarunkowań geometrycznych przy jego wyznaczaniu, małego rozmiaru źródła, charakterystyki odbiciowej powierzchni otoczenia oraz ograniczeń technicznych.  Opracowano również założenia merytoryczne metody badań.

W 2. etapie zadania opracowano metodę badania olśnienia przykrego na zewnętrznych stanowiskach pracy na podstawie analizy obrazu cyfrowego z wykorzystaniem fotometru z matrycą CMOS. Prace dotyczące opracowania metody badania olśnienia podzielono na dwie zasadnicze części: pomiarową – polegającą na sprecyzowaniu sposobu właściwego dokonania pomiaru rozkładu luminancji w celu późniejszego określenia wskaźnika GR oraz obliczeniową – polegającą na opracowaniu algorytmów wyznaczania wskaźnika GR na podstawie mapy luminancji oraz na implementacji tych algorytmów w postaci odpowiedniego oprogramowania. Implementację zrealizowano w środowisku MATLAB. Wykonane w ramach tego etapu badania sprawdzające w jednym przedsiębiorstwie wykazały, że opracowana metoda powinna dawać możliwość pomiaru wskaźnika GR w dowolnym punkcie w obszarach zadania na zewnętrznych stanowiskach pracy, dla źródeł olśnienia o wymiarach kątowych powyżej 0,88’, dla każdego rodzaju odbić powierzchni środowiska, w tym dla powierzchni odbijających w sposób kierunkowy.

W 3. etapie zadania dokonano wielu pomiarów laboratoryjnych oraz symulacji obliczeniowych w programie DIALux w celu weryfikacji opracowanej metody badań. Na ich podstawie dokonano analizy błędów wyznaczania wskaźnika GR, stosując analizę błędów metodą różniczki zupełnej. Uwzględniając dodatkowe symulacje w programie DIALux wykazano, że decydującym czynnikiem jest błąd pomiaru luminancji otoczenia. Natomiast wpływ błędu pomiaru luminancji źródła jest znacząco mniejszy. Z tego względu dążenie do bardzo dokładnego wyznaczania wartości luminancji źródeł światła ma mniejsze znaczenie dla wyznaczanej wartości GR niż dokładne wyznaczanie luminancji otoczenia. Specjalnie opracowane badania weryfikacyjne przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych wykazały, że uzyskane różnice wartości GR z pomiarów oraz z symulacji w programie DIALux wynosiły od -1,2 do 2,4 jednostek GR. Biorąc pod uwagę, że skala GR i odpowiadająca jej skala semantyczna subiektywnej oceny jest co 10 jednostek GR, a w normie PN EN 12464-2 do oceny olśnienia na zewnętrznych stanowiskach pracy rozpatrywany jest zakres od 45 do 55 co 5 jednostek GR, można przyjąć, że różnica do 3 jednostek GR między wartościami wskaźnika GR wyznaczonego z pomiarów  i obliczonego symulacyjnie w programie DIALux jest dopuszczalna.

W przeprowadzonych badaniach wskazano na ograniczoną możliwość weryfikacji opracowanej metody w warunkach występowania odbić kierunkowych, gdyż nie jest wówczas zasadne porównanie tych wyników z wynikami symulacji w programie DIALux. Założenie odbić rozproszonych otoczenia przy wyznaczaniu ekwiwalentnej luminancji dekontrastującej otoczenia jest dalekie od rzeczywistości w warunkach pracy na zewnętrznych stanowiskach pracy. Stąd weryfikacja metody przez porównanie z warunkami wyznaczonymi w symulacjach komputerowych jest zasadna tylko wtedy, gdy w warunkach rzeczywistych mamy dokładnie takie samo otoczenie (właściwości odbiciowe) jak w projekcie, a w otoczeniu występują tylko odbicia rozproszone.

Badania weryfikacyjne przeprowadzone w warunkach rzeczywistych polegały na wykonaniu serii pomiarów rozkładu luminancji z wykorzystaniem obiektywu o ogniskowej 17 mm oraz obiektywu fish eye. Celem tych badań było sprawdzenie, czy zastosowanie obu tych obiektywów w istotny sposób wpłynie na wynik wyznaczanego wskaźnika GR. Zastosowanie obiektywu fish eye ma tę zaletę, że wykonanie jednej serii zdjęć HDRI praktyczne pokrywa całe pole widzenia dla jednego kierunku obserwacji, natomiast zastosowanie obiektywu o ogniskowej 17 mm wymaga składania kilku zdjęć. W warunkach rzeczywistych przy wykonywaniu pomiarów nocą na wielu stanowiskach pracy istotne znaczenie ma czas wykonania pomiaru. Zastosowanie obiektywu fish eye może znacznie je skrócić. Również czas analizy map luminancji jest wówczas krótszy. W badaniach wykazano, że różnica wartości GR wyznaczonych przy pomiarze z obiektywem o ogniskowej 17 mm i z obiektywem fish eye wynosiła maksymalnie 2,5 jednostki GR, co przy przyjętym założeniu różnicy maksymalnie 3 jednostek jest dopuszczalne. Uwzględniając wcześniejsze rozważania dotyczące wpływu błędu pomiaru luminancji źródła i tła na wyznaczany wskaźnik GR, można przyjąć, że w sytuacjach gdy rozpatrywane źródła olśnienia nie osiągają średniej luminancji powyżej 1 mln cd/m2, można stosować obiektyw fish eye. W pozostałych przypadkach należy stosować obiektyw o ogniskowej 17 mm i odpowiedni filtr szary.

Wyznaczone z pomiaru wskaźniki GR można porównać z wymaganiami normatywnymi PN EN 12464-2 i tym samym ocenić, czy olśnienie jest odpowiednio ograniczone na danym stanowisku pracy. Można też ocenić olśnienie za pomocą opracowanej subiektywnej metody oceny olśnienia  oraz określić stopień zagrożenia olśnieniem z wykorzystaniem zaproponowanych kryteriów oceny zagrożenia olśnieniem, zarówno do oceny tego zagrożenia tylko na podstawie oceny subiektywnej olśnienia z wykorzystaniem opracowanej ankiety, jak i na podstawie pomiarów wskaźnika GR.

Uwzględniając wnioski wynikające z weryfikacji metody, dokonano pomiarów i oceny olśnienia w 6 przedsiębiorstwach. Przeprowadzone pomiary i ocena olśnienia w 27 miejscach pomiaru wykazały, że tylko w 22% przebadanych przypadków stwierdzono występowanie niespełnienia wymagań normatywnych dotyczących ograniczenia olśnienia. Przykład wyznaczonej mapy luminancji dla stanowiska, gdzie występowało olśnienie nie do zniesienia przedstawiono na rysunku.

Zadanie 2.Z.09. Widok miejsca pomiaru przy pracach naprawczych linii kolejowych (a) oraz odpowiadająca mu mapa luminancji uzyskana przy zastosowaniu fotometru matrycowego LMK (b)

 

Wykazano również, że ocena subiektywna olśnienia jest zgodna z wynikami pomiarów wskaźnika GR, według przyjętych kryteriów oceny zagrożenia olśnieniem, co pośrednio potwierdza prawidłowość dokonanej oceny olśnienia.

Opracowano materiały informacyjne nt. możliwości wykonywania badań i oceny olśnienia przykrego na zewnętrznych stanowiskach pracy, które będą zamieszczone na stronie internetowej CIOP-PIB.

Wyniki zadania upowszechniono na 1 konferencji krajowej i 1 międzynarodowej oraz na 1 seminarium dla pracowników laboratoriów pomiarowych.

Opublikowano 2 artykuły w czasopismach o zasięgu krajowym oraz przygotowano 1 artykuł do czasopisma o zasięgu międzynarodowym.

 

 

Olśnienie przykre na zewnętrznych stanowiskach pracy - wykonywanie badań i ocena
Autor: dr hab. inż. Agnieszka Wolska, prof. nadzw. CIOP-PIB
2016 r.


Jednostka: Pracownia Promieniowania Optycznego

Okres realizacji: 01.01.2014 – 31.12.2016