Часть 1 (4 вопроса+2 задачи). 5. Системы искусственного освещения общее освещение и комбинированное. Рабочее и аварийное освещение. Расчет искусственного освещения метод коэффициента использования светового потока, точечный метод, метод удельной мощности

• Название: 5. Системы искусственного освещения общее освещение и комбинированное. Рабочее и аварийное освещение. Расчет искусственного освещения метод коэффициента использования светового потока, точечный метод, метод удельной мощности
• Дата: 02.05.2018
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: Часть 1 (4 вопроса+2 задачи).docx
• Тип: Документы; #42598

5. Системы искусственного освещения: общее освещение и комбинированное. Рабочее и аварийное освещение. Расчет искусственного освещения: метод коэффициента использования светового потока, точечный метод, метод удельной мощности.
Искусственное освещение применяют в часы суток, когда естественный свет не достаточен, или в помещениях, где он отсутствует. По принципу организации искусственное освещение делят на два вида: общее (равномерное и локализованное) и комбинированное



Общее освещение предназначено не только для освещения рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, в связи с чем светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей. Общее освещение может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого помещения. Для равномерного освещения расстояния между источниками света в каждом ряду и расстояния между рядами выдерживаются неизменными. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что обеспечивает повышенную освещенность на рабочих местах. При комбинированном освещении к общему добавляется местное освещение от светильников, концентрирующих световой поток непосредственно на рабочих местах.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производства, прохода людей, движения транспорта и обязательно для всех производственных помещений. К нему предъявляются следующие требования:

1. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы,

2. Не должно быть резких теней на рабочем месте.

3. Обеспечить постоянство освещенности на рабочем месте во времени.

4. Отсутствие прямой и отраженной блескости в поле зрения.

5. Рациональное направление светового потока

6. Обеспечить необходимый спектральный состав.

7. Безопасность и простота в эксплуатации.

Аварийное освещение устанавливают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (например, при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования, может вызвать взрыв, пожар, отравление, людей, нарушение технологического процесса и т. д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5% от нормированной освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.
Методы расчета искусственного освещения

Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещенности произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Дополнительная освещенность светом, отраженным от стен, потолка при этом не учитывается. Точечный метод используется при расчете осветительных установок с весьма неравномерным распределением освещенности (например, локализованное освещение), а также при расчете освещения наклонных поверхностей светильниками прямого света, освещения открытых пространств и местного освещения.

В основе точечного метода лежит уравнение освещенности



где е – условная освещенность,

I_А– сила света, заданная для условной лампы со световым потоком 1000 лм;

h – высота подвеса светильника,

 = I_ACos³ –освещенность точки А при высота подвеса светильника.



Перед проведением расчета необходимо задаться числом светильников, расположить их на плане помещения. Потребный световой поток определяется, исходя из суммы условных освещенностей в точке А от всех источников из выражения

.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения поверхностей. При расчете этим методом с помощью специального коэффициента учитывается как прямой, так и отраженный свет (отсюда и название метода). Метод применяется для расчета общего освещения горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, отраженного стенами и потолком, и дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной (чаще всего нормированной) освещенности.

По нормативному значению освещенности, взятому из таблиц, размерам помещения, высоте подвеса светильника, отражательной способности стен и потолка, характеристике светильника и числу ламп в нем, задаваясь числом светильников, получают значение потребного светового потока в люменах, а затем по таблице выбирают подходящую лампу.

Основное уравнение метода



где F –световой поток лампы, лм;

E_Н–минимальная нормируемая освещенность;

К –коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие старения ламп, запыления и загрязнения светильников (К=1.2...1.5);

S –площадь помещения;

Z – отношение средней освещенности к минимальной;

N –число светильников;

n –число ламп в светильнике;

 – коэффициент использования светового потока (в процентах).

Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от величины индекса помещения i, коэффициентов отражения потолка и стен _П и _С, а также типа светильника по формуле



где h –расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

a и b – основные размеры (длина и ширина) помещения, м.

Расчет освещенности по удельной мощности. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения:



где P_л–мощность одной лампы;

n –число ламп;

S – площадь помещения.

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, используемым как для предварительного определения световой нагрузки, так и так и для оценки экономичности решений. Метод удельной мощности допускается применять для расчета освещения в помещениях с равномерной освещенностью, например, для торговых залов.

Искусственное освещение должно быть спроектировано так, чтобы освещенность поверхностей E соответствовала нормативной E_н (СНиП 23-05-95). Нормативное значение для удельной мощности, таким образом, определяется по формуле

.

На основании СНиПов Российской Федерации разрабатываются отраслевые нормы освещения, в частности, нормативные значения удельной мощности, учитывающие специфические особенности технологического процесса м строительных решений зданий и сооружений отрасли [1].
16. Виды поражения электрическим током. Схемы устройства механической и электрической блокировок в электроустановках и радиоустановках. Средства индивидуальной защиты, применяемые при обслуживании электроустановок. Защитное заземление передвижных электроустановок.

Виды поражения электрическим током

Электротравмы можно разделить на местные, общие и смешанные. Местные электротравмы составляют 20% учитываем электротравм, электрические удары – 25% и смешанные – 55% (рисунок 1).



 Рисунок 1 – Виды поражения электрическим током
Электрические травмы представляют собой четко выраженные внешние местные поражения тела, вызванные воздействием электрического тока. Самыми распространенными электротравмами являются:

1. Электрические ожоги. Они бывают токовые (контактные) и дуговые.

Токовый ожог возникает при прохождении электрического тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью оборудования и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1-2 кВ). Они сравнительно легкие.

Дуговые ожоги возникают при воздействии электрической дуги, создающей высокую температуру (свыше 3500 °С). Возникают при работе установок различных напряжений, часто является следствием случайных замыканий в установках свыше 1000 В и до 10 кВ. Они как правило тяжелые.

По глубине поражения все ожоги делятся на 4 степени:

- первая – покраснение и отек кожи;

- вторая – водяные пузыри;

- третья – омертвление поверхностных и глубоких слоев кожи;

- четвертая – обугливание кожи, поражение мышц, сухожилий и костей.

2.Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека в месте контакта ее с токоведущими частями оборудования.

3.Электрометаллизация кожи– проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавляющегося под действием электрической дуги. Это происходит при коротких замыкания, отключениях рубильников под нагрузкой. Металлизация сопровождается ожогом кожи, вызываемым нагреванием металлов.

4.Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. Это приводит к разрывам кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихам суставов и переломам костей.

5.Электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которого содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла.

 Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают четыре степени электрического удара [2]:

I – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца;

III – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания;

IV – клиническая смерть, т.е отсутствие дыхания и сердцебиения.
Схемы блокировок в электроустановках

Устройства, предотвращающие попадание людей под напряжение в результате ошибочных действий называют блокировкой безопасности. По принципу действия, блокировки подразделяют на механические и электрические.

Механическую блокировку применяют в электрических аппаратах (рубильниках, пускателях, автоматических выключателях), а также в комплектных распределительных устройствах. Блокировку выполняют (рисунок 2) с помощью самозапирающихся замков, стопоров, защелок и других механических приспособлений, которые стопорят поворотную часть механизма в отключенном состоянии.



Рисунок 2 – Схемы блокировок

а – механическая линейного разъединителя и заземляющего ножа с помощью диска с прорезью и сектора; б – механическая линейного разъединителя и заземляющего ножа с помощью двух дисков с фигурными вырезами (Д₁, Д₂ – диски, связанные соответственно с заземляющими ножами и линейным разъединителем).
Электрическую блокировку применяют в технологических электроустановках напряжением до 1000 В и испытательных стендах при любых напряжениях. С помощью блокировочных контактов электрическая блокировка осуществляет отключение напряжения при открытии дверей ограждений и дверей кожухов или при снятии крышек. Блокировочные контакты можно включать непосредственно в силовую цепь или в цепь управления пускового аппарата, если управление электроустановкой дистанционное. Вторая схема более предпочтительна.



Рисунок 3 – Схема электрической блокировки

Блокировочные контакты (БК), сблокированные с дверью, при открывании двери размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя (МП), и напряжение от электроустановки отключается (рисунок 3). Электроустановка не может быть включена предварительно отключенной электроустановки), так как для включения необходимо еще нажать кнопку «Пуск». При размыкании цепи управления напряжение не может быть подано на электроустановку. Таким образом, такая схема электрической блокировки обеспечивает полную степень безопасности [3].
Средства индивидуальной защиты при обслуживании электроустановок

Изолирующие средства защиты разделяются на виды:

1) основные. Они могут выдержать долговременное воздействие напряжения, поэтому их целесообразно применять при производстве электромонтажных работ без обесточивания устройств от сети.

Средства индивидуальной защиты, относящиеся к основным, включают в себя:

– указатели напряжения;

– изолирующие штанги;

– изолированный инструмент;

– электроизмерительные клещи;

– диэлектрические перчатки;

– переносные заземления;

– изолирующие устройства;

– экранирующие комплекты.

2) дополнительные. Такая защита не способна полностью обеспечить защиту человека от воздействия электрического тока, в связи с чем такие средства используются совместно с основными.

Средства индивидуальной защиты, относящиеся к дополнительным, включают в себя:

– диэлектрические сапоги или галоши;

– изолирующие накладки и подставки;

– коврики диэлектрические;

– диэлектрические колпаки;

– сигнализаторы напряжения [2].
Защитное заземление передвижных электроустановок

В передвижных электроустановках заземлению подлежат все металлические части электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции.

К частям, подлежащим заземлению, относятся:

а) корпуса электрических машин, механизмов, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.;

б) приводы электрических аппаратов;

в) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;

г) металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников, корпуса кабельных муфт, разъемов и распределительных коробок.

При сооружении заземляющих устройств металлические корпуса передвижных токоприемников, получающих электроэнергию от передвижных источников, должные иметь металлическую связь с заземляющим устройством этих источников с помощью заземляющих проводников в виде гибкого медного провода, находящегося в общей оболочке с фазными проводами. Металлические корпуса кабельных разъемов и распределительных коробок должны быть соединены металлически между собой и присоединены к заземляющему устройству передвижного источника электрической энергии. Каждый заземляемый элемент передвижной электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или заземляющей магистрали, или к общей металлической раме с помощью отдельного ответвления. Запрещается последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземленных частей, т.к. при обрыве заземляющего проводника окажутся незаземленными сразу несколько объектов. Присоединение заземляющих проводников к заземляемым конструкциям передвижных электроустановок должно быть выполнено болтовыми соединениями или сваркой.

В качестве заземлителей в первую очередь должны быть использованы табельные заземлители передвижных электроустановок, например, заземлители типа «Бурав» (рисунок 4).



Рисунок 4 – Заземлитель типа «бурав»
Табельные заземлители должны соответствовать действующим на них государственным стандартам [4].
28. Атмосферное электричество. Меры защиты и профилактика.

Атмосферное электричество – совокупность электрических явлений в атмосфере, а также раздел физики атмосферы, изучающий эти явления. Все проявления атмосферного электричества тесно связаны между собой и на их развитие сильно влияют локальные метеорологические факторы. К области атмосферного электричества обычно относят процессы, происходящие в тропосфере и стратосфере.

Способ защиты от молний выбирают в зависимости от назначения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в данном районе, ожидаемого количества поражений молний в год.

Одним из основных мероприятий защиты от воздействия молнии является устройство молниеотводов. Молниеотвод создает определенную зону защиты, в пределах которой обеспечивается безопасность зданий и сооружений от прямых ударов молнии. По конструкции молниеотводы разделяют на стержневые (рисунок 5), тросовые и сетчатые. Молниеотвод состоит из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода и заземлителя [5].



Рисунок 5 – Стержневой отдельно стоящий молниеотвод

1 – молниеприемник; 2 – несущая конструкция; 3 – токоотвод; 4 – заземлитель


40. Пожарная сигнализация и связь, их устройство и назначение в
деле борьбы с пожарами. Порядок вызова пожарной помощи.

Для успешного тушения пожаров решающее значение имеет быстрое обнаружение пожара и своевременный вызов пожарных подразделений к месту пожара. Пожарная связь и сигнализация могут осуществляться телефоном специального или общего назначения, радиосвязью, электрической пожарной сигнализацией (ЭПС), сиренами. ЭПС является наиболее быстрым и надежным способом извещения о возникшем пожаре.

Автоматические извещатели срабатывают от воздействия проявлений начальной стадии пожара: температуры, дыма, излучения пламени.

Тепловые извещатели по принципу действия подразделяются на: максимальные, срабатывающие при достижении определенного значения температуры; дифференциальные, реагирующие на скорость нарастания градиента температуры; максимально-дифференциальные, срабатывающие от любого превалирующего изменения температуры.

Благодаря простоте конструкции большое распространение получил извещатель (датчик) тепловой легкоплавный – ДТЛ (рисунок 6, а). При повышении температуры легкоплавкий сплав расплавляется, и пружинящие пластинки 2, размыкаясь, включают цепь сигнализации.



Рисунок 6 – Автоматические извещатели:

а – тепловой ДТЛ: 1 – легкоплавкий сплав; 2 – пластинки (2); 3 – корпус;

4 – крепежные винты; 5 – цоколь; 6 – цепь сигнализации; б – дымовой ДИ-1;

в – световой СИ-1: 1 – счетчик фотонов; 2 – крышка; 3 – основа; 

г – комбинированный КИ-1
Дымовые извещатели основаны на использовании ионизационного или фотоэлектрического эффектов. Ионизационные извещатели работают по принципу фиксирования отклонения значений ионизации воздуха при появлении в нем дыма, а фотоэлектрические – реагирования на изменение состояния оптической плотности воздушной среды.

Световые извещатели реагируют на спектр излучения открытого пламени в ультрафиолетовой или инфракрасной частях спектра. Имеются также комбинированные извещатели, реагирующие на несколько параметров [5].

Порядок вызова пожарной охраны

Необходимо помнить, что правильное и полное сообщение о пожаре позволит пожарной охране предвидеть возможную обстановку и принять необходимые решения, дающие возможность в кратчайший срок сосредоточить у места пожара соответствующие силы и средства по его ликвидации. В дополнение к сведениям об объекте пожара и его адресе необходимо указать место возникновения, внешние признаки пожара, наличие угрозы людям, удобный проезд, а также сообщить свою фамилию.
Задача № 10
1. Условие задачи

Определить толщину защитного экрана из свинца, обеспечивающего
предельно допустимую проектную мощность экспозиционной дозы излучения при работе персонала на расстоянии 1 м от радиоактивного изотопа.
2. Исходные данные для варианта № 1:

– время работы в течение недели: 36 ч;

– гамма-эквивалент изотопа: 228 мг-экв. Ra;

– энергия гамма-излучения: 4 МэВ;

– предельно допустимая проектная мощность дозы: 1,4 мбэр/ч.
3. Расчетная часть

Типовой расчет позволяет найти мощность кондиционера для небольших помещений, расположенных в капитальных зданиях.

3.1 Расчет мощности охлаждения, Q, кВт, проведем по формуле:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ (1)

где Q₁ – теплопритоки от окна, стен, пола и потолка, кВт;

Q₂ – сумма теплопритоков от людей, кВт;

Q₃ – сумма теплопритоков от бытовых приборов, кВт.

3.2 Теплопритоки от окна, стен, пола и потолка рассчитываем как:

Q₁ = V · q,

где V – объем помещения, м³;

q – коэффициент, равный 35 Вт/м³ при средней освещенности.

То есть с учетом заданных значений

Q₁ = S · H · q = 21· 3,5 · 35/1000 = 2,57 кВт.

3.3 Сумма теплопритоков от людей:

Q₂ = N · q_ч,

где N – количество людей в помещении;

q_ч – теплопритоки от взрослого человека, равные при легком движении 0,13 кВт.

Подставляя численные данные, получим:

Q₂ = 12 · 0,13 = 1,56 кВт.

3.4 Сумма теплопритоков от бытовых приборов:

Q₃ = n · q_т,

где n – количество бытовых приборов в помещении;

q_т – теплопритоки от бытовых приборов, равные 0,3 кВт – от компьютера и 0,2 кВт – от телевизора.

Имеем:

Q₃ = 3 · 0,3 + 2 · 0,2 = 0,9 + 0,4 = 1,30 кВт.

Окончательно, по формуле (1) получим:

Q = 2,57 + 1,56 + 1,30 = 5,43 кВт.

3.5 Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Q_range от –5 % до +15 % расчетной мощности Q, то есть допустимый интервал составляет от 5,16 кВт до 6,24 кВт. Выбираем кондиционер с мощностью охлаждения 5,8-6,0 кВт.
Задача № 12
1. Условие задачи

Произвести расчёт молниезащиты завода (депо, тяговой подстанции).

2. Исходные данные для варианта № 1:

– категория предприятия (моторвагонного депо) по молниезащите – I;

– высота здания: 16 м;

–длина здания: 26 м;

–ширина здания: 14 м.

В расчёте принять: амплитуду тока молнии равной 200 кА, удельную индуктивность токоотвода – 1,7 мкГ/м, крутизну фронта тока молнии – 60 кА/мкс, расчётную импульсную прочность воздуха – 500 кВ/м, расчётную импульсную прочность грунта – 300 кВ/м.

3. Определить:

а) минимальное расстояние от молниеотвода до защищаемого объекта;

б) радиус защиты r_x на уровне верхней границы защищаемого объекта h_х;

в) высоту стержневого молниеотвода в зависимости от радиуса защиты и высоты объекта;

г) необходимое минимальное расстояние от заземлителя молниеотвода до подземных подводящих коммуникаций;

д) сопротивление вертикальных заземлителей.
3. Расчетная часть

3.1 Объекты первой категории молниезащиты защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми, тросовыми молниеотводами или молниеотводами, устанавливаемыми на защищаемом объекте, но электрически изолированными от него. Импульсное электросопротивление заземлителя для каждого токоотвода на объектах первой категории защиты должно быть не более 10 Ом.

Согласно категории предприятия,

RИ, Ом	5	10	20
Категория	I	II	III

принимаем R_И = 5 Ом.

3.2 Для исключения заносов высоких потенциалов молниеотводными устройствами наземная часть молниеотводов и их заземлители должны располагаться на определенном расстоянии, как от самого объекта, так и от наземных проводящих коммуникаций. Нормируемое расстояние определено выражением, м:

S_З = a · R_И,

где а – коэффициент, зависящий от величины тока молнии. При заданной амплитуде тока молнии равной 200 кА, а = 0,6.

Тогда

S_З = 0,6 · 5 = 3 м.

3.3 Амплитуда импульсного напряжения находится как:

, кВ.

Здесь I_макс – расчетный ток молнии, равный 200 кА;

L – индуктивность токоотвода от заземлителя до рассматриваемой точки, мкГн/м;



Исходя из выше указанных данных:

.

3.4 Зона защиты одиночного стрежневого молниеотвода показана на рисунке 1, габаритные размеры моторвагонного депо изображены на рисунке 2.



Рисунок 1 – Зона защиты стержневого молниеотвода


3

26

14

16


Рисунок 2 – Габаритные размеры моторвагонного депо

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода при высоте менее 150м представляет собой конус, вершина которого находиться на уровне hoo.

Находим оптимальную высоту молниеотвода h относительно строения:

.

Здесь Rх – радиус защиты, который складывается из расстояния от молниеотвода до сооружения и протяженности самого сооружения:

Rх = 3 + 26 = 29 м;

h_x – высота защищаемого объекта.

Получим высоту стержневого молниеотвода:

.

3.5 Для первой категории тип зоны защиты молниеотвода всегда А. Для зоны типа А параметры зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода можно определить из выражений:

h₀ = 0,85·h = 0,85·39,6 = 33,7 м;

.

Зона, в которой обеспечивается молниезащита, показана на рисунке 3.


h₀ = 33,7

h = 39,6



r₀ = 40,4

Рисунок 3 – Зона молниезащиты
3.6 Чтобы исключить возможность перекрытия в земле с заземлителя на входящие в здание металлические коммуникации, электрический кабель и др., нужно выдержать между ними расстояние:

,

где Е_в – заданная импульсная прочность воздуха, равная 500 кВ/м;

Е_гр – допустимая средняя напряженность электрического поля в земле, равная 300 кВ/м.

Принимаем d = 9 м.

3.7 В качестве заземлителя принимаем трубу типа НКТ диаметром d = 60 мм и длиной l = 3м. Тогда сопротивление одного вертикально забитого заземляющего электрода R может быть рассчитано по формуле:

.

Здесь удельное сопротивление почвы принято равным 100 Ом·м для суглинка.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Энергия, 1969.

2. Кочеткова М.А. Трудовые права работника. – М.: ИКФ «ЭКМОС», 2007.

3.  Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность / А.А. Раздорожный. – М.: Экзамен, 2006.

4. Заземление передвижных электроустановок: Методические указания для изучения раздела учебной дисциплины «Безопасность жизнедеятель- ности» / Сост. Г.И. Ковалёв. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2004.

Маслова В.М. Безопасность жизнедеятельности: учебник. – М.: ИНФРА, 2015.

5. Общие правила безопасности при ремонтных работах. [Электронный ресурс] // Курс лекции БЖД для бакалавров Н.Л. Лобанова ЧИБГУЭП – Режим доступа: https://studfiles.net/.