искусственное освещение
 Скачать 67.07 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский Горный университет Кафедра безопасности производств Лабораторная работа № 3 По дисциплине БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема: «ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ» Выполнил: студент гр. ТО - 15 ______________ /Пичурин А.А./ (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: ассистент ______________ /Кабанов Е.И./ (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2019 Теоретическая справка В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, газоразрядные и люминесцентные. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Такие лампы просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть. Недостатки этих ламп: малая световая отдача – от 7 до 20 лм/Вт при большой яркости нити накала; низкий КПД, равный 10-13 %; срок службы – 800-1000 ч. Газоразрядные лампы – это приборы, в которых излучение света возникает в результате электрического разряда в атмосфере паров металлов (ртуть, натрий), галогенов (йод, фтор) и инертных газов, а также явления люминесценции. Основным существенным недостатком всех газоразрядных ламп является пульсация светового потока, то есть непостоянство во времени излучения света, вызванное переменным током в питающей сети и малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп. Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создают освещение, более благоприятное с гигиенической точки зрения. К другим преимуществам люминесцентных ламп относятся большой срок службы (10000 ч) и высокая световая отдача, достигающая 75 лм/Вт, то есть они в 2,5-3 раза экономичнее ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы (около 5 оС) делает лампу относительно пожаробезопасной. Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентные лампы имеют и некоторые недостатки, к ним относятся: пульсация светового потока, вызывающая искажение зрительного восприятия объектов различения); дорогостоящая и относительно сложная схема включения; значительная отраженная блесткость; чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (20-25 оС) – понижение и повышение температуры вызывает уменьшение светового потока. Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений в последнее время большое распространение получили дуговые люминесцентные ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Эти лампы в отличие от обычных люминесцентных ламп сосредотачивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Такие лампы выпускают мощностью от 80 до 1000 Вт. Они работают при любой температуре внешней среды. Кроме того, их можно устанавливать в обычных светильниках взамен ламп накаливания. К недостаткам ламп относится длительное, в течение 5-7 мин, разгорание при включении. Глубина пульсации оценивается коэффициентом пульсации равным: КП =(Еmax-Emin)/(2Ecр)100%, Нормирование освещения Для оценки совершенства искусственного освещения в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СниП) предусмотрены светотехнические параметры количественного и качественного характера. К количественным параметрам относятся: Видимое излучение – вызывающее зрительное ощущение, характеризуется участком спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длин волн от (4-7,6)*10-7м или с учётом условности границ 380-770 нм (1 нанометр = 1*10-9м). Световой поток F - мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм). Сила света Ia - пространственная плотность светового потока, характеризующая свечение источник излучения; измеряется в канделах (кд),  где Ia - сила света в телесном угле , dF - световой поток (лм), распределяющийся в пределах единичного телесного угла d, определяемого в стерадианах (ср). Освещенность Е- поверхностная плотность светового потока, люкс (лк)  где dS - площадь поверхности, м2, на которую падает световой поток dF. Яркость (В) - это поверхностная плотность силы света в данном направлении. Единицей измерения яркости является кандела на м2 (кд/м2), это яркость светящейся плоской поверхности площадью 1 м2 в перпендикулярном к ней направлении при силе света в 1 кд. (прежнее название – НИТ) Количественной характеристикой общего освещения, определяющей степень его экономичности, является светоотдача (СО), численно равная отношению светового потока, создаваемого источником света к мощности, потребляемой этим источником: СО =  , лм/Вт где: r - расстояние от источника до точки, где измеряется освещенность Е, м; Р - мощность, потребляемая источником, Вт. К качественным параметрам относится коэффициент пульсации освещенности КП в %, измеряемый с помощью прибора пульсометра. Приведенные параметры связаны следующими соотношениями: I=F/ ; кд; =S/r ; ср; B =I/(Scos), кд/м2; Е = F/S , лк где: r - расстояние от источника до освещенной поверхности, м; - угол падения светового потока, град; S - площадь освещенной поверхности, м2. Принято раздельное нормирование параметров освещения в зависимости от применяемых источников света и системы освещения. Величина параметров устанавливается согласно характеру зрительной работы, который зависит от размеров объекта различения, характеристики фона и контраста объекта с фоном. Нормируемый параметр при искусственном освещении - величина минимальной освещенности на рабочей поверхности. Для выбора нормы освещенности при зрительной работе необходимо оценить следующие параметры: Объект различения - это наименьший линейный размер рассматриваемого предмета, детали или дефекта, который требуется различать в процессе работы. Основными его характеристиками являются коэффициент отражения и размер в мм. Коэффициент отражения (Котр) характеризует долю отраженного света от поверхностей различных цветов. Фон - поверхность, на которой рассматривается объект различения. Различают фон: светлый (Котр 40%); средний (Котр= 2040 %); темный (Котр 20 %). Контраст (К) объекта различения с фоном - отношение разности яркостей объекта и фона к яркости фона. К =  , где: о , ф - соответственно коэффициенты отражения объекта и фона, % Различают контраст - большой К 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); средний - К = 0,20,5 (заметно отличаются по яркости); малый - К 0,2 (мало отличаются по яркости). Нормируемый параметр при естественном освещении коэффициент естественной освещенности (КЕО), численно равный отношению естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке рабочей поверхности внутри помещения светом неба Ев, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен светом полностью открытого небосвода:Z= Eв/Ен100, % Измерение освещенности Применяемые в настоящее время приборы для измерения освещенности – люксметры имеют фотоэлементы со спектральной чувствительностью, совмещенной со спектром ламп накаливания (ЛН), поэтому при измерении освещенности ЛН осуществляется прямой отсчет по шкале прибора. . При измерениях естественной освещенности вводится поправочный множитель К1 =0,8; для ламп ДРЛ- 1,09; дневного света ЛД, ЛДЦ – 0,99; люминесцентных ламп белого света ЛБ, ЛХБ – 1,17; натриевых ламп ДНаТ – 1,23. Освещенность, создаваемая электрическими лампами, в большой степени зависит от величины питающего напряжения U в В. В процессе аттестации осветительной установки может оказаться, что дефицит освещенности обусловлен не малой мощностью и количеством источников света, а низким напряжением в питающей сети. В соответствие со СНиП 23-05-95, с изменениями в 2014 году . 1) Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и различными режимами работы, необходимо раздельное управление освещением таких зон. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения. Нормируемые характеристики освещения в помещениях и снаружи зданий могут обеспечиваться как светильниками рабочего освещения, так и совместным действием с ними светильников освещения безопасности и (или) эвакуационного освещения. 2) В помещениях, где выполняются работы IV - VI разрядов, нормы освещенности следует снижать на одну ступень при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания. 3) При выполнении в помещениях работ I - III , Iv а, Iv б, IV в, Vа разрядов следует применять систему комбинированного освещения. Предусматривать систему общего освещения допускается при технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения, согласованных с Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора. При наличии в одном помещении рабочих и вспомогательных зон следует предусматривать локализованное общее освещение (при любой системе освещения) рабочих зон и менее интенсивное освещение вспомогательных зон, относя их к разряду VIIIа. 4) Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк при разрядных лампах, не менее 75 лк при лампах накаливания. Создавать освещенность от общего освещения в системе комбинированного более 500 лк при разрядных лампах и более 150 лк при лампах накаливания допускается только при наличии обоснований. 5) Отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ I - III разрядов при люминесцентных, лампах 1,3, при других источниках света - 1,5, для работ разрядов IV - VII -1,5 и 2,0 соответственно. Неравномерность освещенности допускается повышать до 3,0 в тех случаях, когда по условиям технологии светильники общего освещения могут устанавливаться только на площадках, колоннах или стенах помещения. 6) В производственных помещениях освещенность проходов и участков, где работа не производится, должна составлять не более 25 % нормируемой освещенности, создаваемой светильниками общего освещения, но не менее 75 лк при разрядных лампах и не менее 30 лк при лампах накаливания. 7)Коэффициент пульсации не ограничивается: -при частоте питания 300 Гц и более; -для помещений с периодическим пребыванием людей при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта. 8) Освещение безопасности следует предусматривать в случаях если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: -взрыв, пожар, отравление людей; -длительное нарушение технологического процесса; -нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.; -нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей. 9) Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ вне зданий следует предусматривать: -в местах, опасных для прохода людей; -в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.; -по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.; -в лестничных метках жилых зданий высотой 6 этажей и более; -в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования; -в помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий. если в помещениях могут одновременно находиться более 100 чел; -в производственных помещениях без естественного света. 10) Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 лк при разрядных лампах и более 10 лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц: в помещениях - 0,5 лк, на открытых территориях - 0,2 лк. Неравномерность эвакуационного освещения (отношение максимальной освещенности к минимальной) по оси эвакуационных проходов должна быть не более 40 : 1. 11) Осветительные приборы аварийного освещения (освещения безопасности, эвакуационного) допускается предусматривать горящими, включаемыми одновременно с основными осветительными приборами нормального освещения и не горящими, автоматически включаемыми при прекращении питания нормального освещения. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения специально нанесенной буквой А красного цвета. Расчетно-графическая часть. ЗаданиеI. Нормирование количественного параметра освещения.
Фактическая освещенность определяется по формуле:  , где Еизм – измеренная освещенность по показанию прибора, лк.;  значения коэффициента влияния напряжения на освещенность.Темный фон: Для лампы накаливания(прозрачной):  лк;Для лампы накаливания(синей):  лк;Для лампы светодиодной:  лк.Светлый фон: Для лампы накаливания(прозрачной):  лк;Для лампы накаливания(синей):  лк;Для лампы светодиодной:  лк.Контраст объекта с фоном определяется по формуле:  , У нас зрительная работа высшей точности, так как размер данного объекта =0,3 из таблицы, так как цвет кармин,а фон голубой тогда:  . Следовательно, имеем большой контраст, т.е. объект и фон резко отличаются по яркости.Вывод: Измерив освещенность с помощью люксометра, было установлено, что для темного фона можно использовать лампу накаливания(прозрачную), так как ее фактическая освещенность превышает минимально допустимое освещение на рабочем месте при зрительной работе высшей точности. Для светлого фона подходят две лампы, а именно лампа накаливания(прозрачная), лампа светодиодная, так как их фактическая освещенность превышает минимально допустимое освещение на рабочем месте при зрительной работе высшей точности, это обусловлено именно наличием светлых стенок, так как светлая окраска способствует улучшению освещенности на рабочих местах за счет лучшего отражения и создания более равномерного распределения яркостей в поле зрения. Задание III. Оценка энергетической эффективности источников света.
Величина удельной освещенности выражается формулой: Еуд= Ефакт /Wл [лк/Вт] Светлый фон стенок: Для лампы накаливания(прозрачная):  лк; ;Для лампы накаливания(синия):  лк; ;Для светодиодной лампы:  лк; ;Для дуговой лампы:  лк; ;Для двух дуговых ламп включенных последовательно(1,3):  лк; ;Темный фон стенок: Для лампы накаливания(прозрачная):  лк; ;Для лампы накаливания(синия):  лк; ;Для светодиодной лампы:  лк; ;Для дуговой лампы:  лк; ;Для двух дуговых ламп включенных последовательно(1,3):  лк; ;Вывод: При светлом и темном фонах наиболее эффективной лампой является светодиодная, так как при меньших затратах мощности мы имеем большую освещенность. Светодиодные лампы при светлом фоне эффективнее обычной лампы накаливания(прозрачной) в 9,4 раза (при темном фоне – в 9,2 раза); лампы накаливания(синяя) при светлом фоне в 47,5 раза (при темном – в 46,1 раза); ламп ДРЛ при светлом фоне в 4,1 раза (при темном – в 5,4 раза) двух ламп ДРЛ(1,3) соеденненых последовательно при светлом фоне в 3,5 раза (при темном – в 5,1 раза). Задание IV. Оценка коэффициента использования осветительной установки.
Коэффициент использования осветительной установки:  , где Fпол - световой поток в люменах, обеспечивающий горизонтальную освещенность по внешней площади помещения, равный произведению средней освещенности Еср в лк на площадь помещения Sп в м2; Fл - суммарный стандартный световой поток примененных ламп. Для светлого фона ЛН(прозрачная):   лм ;Для темного фона ЛН(прозрачная):   400 лм ;Для светлого фона ЛН(синяя):  400 лм ;Для темного фона ЛН(синяя):  400 лм 0,05;Для светлого фона Светодиодная лампа:   лм ;Для темного фона Светодиодная лампа:  лм ;Для светлого фона Дуговая:  5900 лм ;Для темного фона Дуговая:  5900 лм 0,12;Вывод: Коэффициент использования осветительное установки зависит от типа источника света и светильника, геометрии помещения и коэффициента отражения потолка и стен. В качестве источника света мы использовали 4 типа ламп, помещение в котором проходил эксперимент, по метражу составило 0,42 м  , оно имело прямоугольную форму, поэтому, принимая во внимание вышеперечисленные данные, результат получился небольшой. Причина, почему коэффициент осветительной установки получился больше для светлого фона такова, что светлая поверхность отражает и более равномерно распределяет свет, чем темная окраска стен, которая свет поглощает.Вывод Свет является необходимым условием существования человека. Он влияет на состояние высших психических функций и физиологические процессы в организме. Хорошее освещение действует тонизирующее, со здает хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности. В ходе данной лабораторной работы я определял освещенность и пульсацию разных типов ламп, таких как лампа накаливания(прозрачная)(синяя), светодиодная лампа и дуговая ртутная люминесцентная лампа. В итоге, я получил, что при темном фоне стенок можно использовать только светодиодную лампу, так как е фактическая освещенность превышает минимально допустимое освещение, а при светлом фоне светодиодную и лампу накаливания(прозрачная) превышают этот показатель. Также я определял энергетическую эффективность источников света. Наиболее эффективным источником света оказалась светодиодная лампа, основной причиной этому служит то, что данный вид ламп имеют маленькую потребляемую мощность, а освещенность их достаточно велика. Светодиодная лампа эффективнее всех других используемых в лабораторной работе ламп в несколько раз. И в последнем опыте я определял коэффициенты использования осветительной установки. В качестве осветительной установки мы использовали 4 типа ламп и получили различные коэффициенты , но все они до 0,5. Чтобы повысить данный коэффициент, можно использовать типы ламп с более низким стандартным световым потоком или просто увеличить площадь помещения. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||