БЖД-Лаб-Работы-итог. Контрольные вопросы для самопроверки и библиографический список. Каждый студент получает при выполнении работы конкретные данные с учетом своего варианта, проводит необходимые расчеты, сравнивает
 Скачать 3.78 Mb.
|
|
I характеризует свечение источника видимого излучения в некотором направлении. Единица ее измерения в СИ – кандела (кд). Световой поток Ф – мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. В системе СИ измеряется в люменах (лм). Полностью превращаясь в свет с длиной волны 555 нм, 1 Вт электрической мощности, дает световой поток в 683 лм. Таким образом, 1 лм соответствует 1/693 Вт. Световой поток является не только физической, но и физиологической характеристикой. Численно световой поток – это произведение силы света I (кд) на телесный угол Ω (в стерадианах – ср), в котором распространяется поток Ф = IΩ. (1) Сточки зрения гигиены труда основной светотехнической характеристикой является освещенность Е, измеряемая в люксах (лк), которая представляет собой распределение светового потока Ф на поверхности площадью ми может быть выражена формулой Е = Ф. (2) В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему потоку, а уровню яркости освещаемых производственных и других объектов, которая отражается от освещаемой поверхности в направлении глаза. Под яркостью понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в кд/м 2 . Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается. Яркость излучающей поверхности большинства материалов в разных направлениях различна, однако существуют тела, обладающие одинаковой яркостью во всех направлениях (например, матовые отражающие поверхности. 98 Схема определения яркости поверхности показана на рис. 1. с, где L α – яркость поверхностив направлении α, кд/м 2 ; I – сила света, кд; S – площадь освещенной поверхности, м α – угол, образованный направлением света с нормалью к поверхности S. Рис. Схема определения яркости поверхности [2]: Обобщенный закон освещенности Если освещаемая поверхность находится на расстоянии r, мот источника света силой I, кд и наклонена под углом падения лучей φ, то освещенность этой поверхности вычисляется по формуле с (3) Угол падения – это угол между направлением светового потока и нормалью к освещаемой поверхности. Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело, поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются также следующими коэффициентами • коэффициентом отражения ρ, который представляет собой отношение отраженного телом светового потока к падающему • пропускания – тоже светового потока, прошедшего через среду, к падающему L α S I Scosα 99 • поглощения — тоже поглощенного телом светового потока к падающему. 2.2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Естественное освещение изменяется в очень широких пределах и зависит от времени суток, времени года, облачности и т.п. Поэтому принято характеризовать его не абсолютным значением освещенности на рабочем месте, а относительным в виде коэффициента естественной освещенности (КЕО), показывающего,во сколько раз освещенность внутри помещения меньше освещенности снаружи этот показатель выражают в процентах. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) представляет собой отношение естественной освещенности внутри помещения в точках ее минимального значения на рабочей поверхности к одновременно замеренному значению освещенности наружной горизонтальной поверхности, освещенной диффузным светом полностью открытого небосвода (непрямым солнечным светом, вн нар Е е 100 Е, (4) где Е вн - освещенность внутри помещения, лк; Е нар - наружная освещенность, лк. Для каждого производственного помещения строится кривая значения КЕО в характерном сечении (поперечный разрез посеpединепомещения перпендикулярно плоскости световых проемов) а б в г Рис. 2. Схемы распределения КЕО по характерному разрезу помещения 100 а одностороннее боковое освещение б – двустороннее боковое освещение в – верхнее освещение г комбинированное освещение 1– уровень рабочей поверхности При боковом освещении нормируется минимальное значение е в плоскости характерного разрезана уровне рабочей поверхности на высоте 0,8 мот пола при одностороннем – в точке, расположенной на расстоянии 1 мот стены, наиболее удаленной от световых проемов (риса, при двустороннем – в точке посередине помещения (рис. 2, б. При верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение е ср (рис. 2, в, г. В производственных помещениях с верхними комбинированным освещением е ср не должно быть меньше нормативного значения при боковом освещении для аналогичной зрительной работы. Нормативное значение КЕО, е для зданий, располагаемых в различных районах, следует определять по формуле ее н m N , (5) где N – номер группы обеспеченности естественным светом е н – нормативное значение КЕО, соответствующее разряду зрительной работы, %. Нормативные значения е н , или КЕО, для производственных помещений устанавливаются в зависимости от разряда зрительной работы, определяемого наименьшим размером объекта, который необходимо зрительно выделить (например толщина линии чертежа или шкалы прибора m N – коэффициент светового климата. При естественной освещенности нормируют также качественную характеристику – неравномерность естественного освещения, которая определяется коэффициентом неравномерности – отношением максимальной освещенности к минимальной. Чем выше точность работ, тем меньше должен быть коэффициент неравномерности не более 2:1 для зрительных работ I и II разрядов и 3:1 для III и IV разрядов. 2.3. Искусственное освещение 101 Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Рабочее освещение служит для создания нормальной освещенности при выполнении конкретной работы. При искусственном освещении нормируется минимальная освещенность на рабочих поверхностях (люкс, определяемая по СП52.13330.2011 в зависимости от разряда зрительной работы. При нормировании искусственного освещения учитываются также параметры 1) характеристика фона. Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фонв зависимости от коэффициента отражения материала считается светлым - при коэффициенте отражения поверхности более средним – тоже темным- тоже, менее 0,2; 2) контраст объекта различения с фоном, определяемый как отношение абсолютной величины разности между яркостью объекта (о) и фона (ф) к яркости фона ф ф о L L L К (6) Контраст объекта различения с фоном считается большим – при К более (объект и фон резко отличаются по яркости средним – при Кот (объект и фон заметно отличаются по яркости малым при К менее (объект и фон мало отличаются по яркости. Подразряды зрительной работы определяются по значениям яркостного контраста а) малый контрастна темном фоне б) малый контрастна среднем фоне или средний контрастна темном фоне в) малый контрастна светлом фоне или большой контрастна темном фоне 102 г) средний контрастна светлом фоне, большой контрастна светлом фоне или большой контрастна среднем фоне. Освещенность должна быть постоянной во времени. Для оценки условий работы глаза в мелькающем свете, который создают газоразрядные лампы, вводится коэффициент пульсации освещенности, %, характеризующий относительную глубину изменения освещенности от E max до Ев течение одного периода ее колебанияи определяющийся по формуле % 100 2 ср min max пульс Е Е Е k , где Е – среднее значение освещенности за один период ее колебания. Значения коэффициента пульсации нормируются(не более 12 - 25 % в зависимости от характера зрительной работы. Аварийное освещение следует предусматривать для всех помещений производственных, общественных, жилых, вспомогательных и складских зданий, для участков открытых пространств - площадок предприятий и мест производства работ вне зданий, прохода людей и движения транспорта. При освещении движущихся или вращающихся предметов пульсирующим световым потоком может появится стробоскопический эффект (греч. strobos кружение, вихрь + skopeo рассматривать, наблюдать, связанный с искажением зрительного восприятия. Стробоскопический эффект может возникнуть в производственных помещениях с системой освещения люминесцентными лампами, питаемыми переменным током. Люминесце́нтная ла́мпа - газоразрядныйисточниксвета , в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом - люминофором, которое поглощает УФизлучение и излучает видимый свет. В качестве люминофора используют в основном галофосфаты кальция и ортофосфаты кальция-цинка. 103 Газоразрядные лампы имеют тот недостаток, что излучаемый ими световой поток пульсирует безынерционно, те. одинаково с колебаниями переменного тока. Переменный ток характеризуется частотой. Стандартной частотой промышленного переменного тока в нашей стране принята частота 50 Гц. За период изменения ток дважды достигает своего максимального значения и дважды практически равен нулю. В результате люминесцентная лампа 100 разв секунду зажигается и столько же гаснет.В процессе освещения таким пульсирующим световым потоком вращающееся с определённой угловой скоростью колесо со спицами, то при равенстве или кратности угловой скорости вращения колеса частоте пульсации, оно при этом освещении будет казаться неподвижным. Если угловая скорость вращения будет меньше частоты пульсации, тонам покажется, что колесо медленно вращается в обратную сторону по сравнению с действительным направлением вращения. Стробоскопический эффект очень опасен на производстве в условиях машиностроительных цехов. В условиях цеха, когда из-за зашумленности определить движение предметов можно только визуально, такой обман зрения может стать причиной мгновенной гибели или увечья. При нарушении техники безопасности на предприятии может иметь место свободный доступ к рабочим органам машины (отсутствие ограждения на шпинделе станка, на приводе или его блокировки спусковым устройством и т. п. В общем производственном шуме неслышна работа отдельно стоящего оборудования, рабочему кажется, что оно не работает - все вращающие детали стоят на месте. Попадая руками в работающий механизм, человек может получить тяжелое увечье. В акте по расследованию несчастных случаев на производстве в графе причина несчастного случая нередко указано - стробоскопический эффект. Явление стробоскопического эффекта может быть устранено применением специальных схем включения люминесцентных ламп в разные фазы трехфазной сети. При этом происходит сдвиг фаз на 120 0 ток в сети выравнивается и не происходит отключения ламп (рис. 3). 104 Рис. 3. Схема включения люминесцентных ламп в разные фазы Для предупреждения образования стробоскопического эффекта рекомендуют, чтобы число ламп, светильников общего освещения в условиях производства было кратно трем при трехфазной электрической сети в целях удобства включения их в разные фазы. Либо необходимо локально осветить движущиеся или вращающиеся предметы обыкновенными лампами накаливания. При освещении лампами накаливания мы не замечаем пульсации светового потока из-за тепловой инерционности вольфрамовой нити накала, следовательно такой свет является непрерывными поэтому стробоскопический эффект отсутствует. 3. Порядок выполнения работы Необходимо открыть доступ к виртуальной работе по адресу URL: https://virtuallab.ls.urfu.ru/bgd2/index.html 1. Для начала работы в правой нижней части экрана нажать кнопку Приступить к выполнению (для всех операций используется левая кнопка мыши. 2. Ознакомиться и переписать в отчет цель работы и исходные данные. Задание 1 Исследование параметров естественного освещения в помещении Для измерения освещенности в данной работе применяются люксметр «Экофизика» (см. рис. 4). 3. Первая часть работы. Нажать в диалоговом окне кнопку Естественное освещение. 4. Вменю управления работой (в левой верхней части экрана) нажать кнопку Начать работу. 105 Рис. 4. Люксметр «Экофизика»: 1 – фотоэлемент 2 – освещенность, лк; 3 – уровень высоты, м. 5. Поместить фотоэлемент люксметра прибора «Экофизика» на середине линии на расстоянии 1 метр от стены, противоположной оконным проемам, на уровне высоты столам от пола. Для этого a. перемещение по комнате (WASD, либо стрелки + мышь b. Z – опустить прибор c. X – поднять прибор d. правая кнопка мыши – вращение камеры e. записать внутреннюю освещенность, лк. 6. По формуле (4) подсчитать значение КЕО. 7. По СП52.13330.2011 определить нормативное значение КЕО (е н ) (см. табл. П. По формуле (5) определить значение е N (см. таблицу Пи П. Полученные данные и выводы занести в Отчет по лабораторной работе в виде таблицы результатов определения коэффициента естественной освещенности. 8. Сделать вывод соответствует или нет освещенность требованиям нормативного документа. 106 107 Задание 2 Изучение влияния направления света на освещенность Исследование зависимости освещенности от направления светового потока проводится на стробоскопе и предусматривает изучение освещенности предметного столика 6 в зависимости от направления светового потока, задаваемого углом наклона ламп, имитирующих светильники местного освещения (см. рис. 5). Рис. 5. Внешний вид установки для изучения влияния угла наклона светового потока на освещенность. 1 – фотоэлемент 2 – освещенность, лк; 3 – штанга осветителя 4 – лампа фона. 9. Вменю управления работой (в левой верхней части экрана) нажать кнопку Перезапустить. 10. Вторая часть работы. Нажать в диалоговом окне кнопку Влияние направления света на освещенность. 11. Вменю управления работой (в левой верхней части экрана) нажать кнопку Начать работу. 12. Провести замеры освещенности в диапазоне от 30 до 150 градусов с шагом 15 градусов. Для этого f. перемещение штанги осветителя подвести курсор на осветитель, нажать на него 108 g. удерживая левую кнопку мыши наклонить источник света, h. снять показания прибора и записать в Отчет освещенность, лк; 13. Включить фон клавишей С. 14. Повторить замеры освещенности с фоном в диапазоне от 30 до 150 градусов с шагом 15 градусов и записать в отчет освещенность с фоном, лк 15. Рассчитать теоретическую зависимость Е теор по формуле ЕЕ sin , где Е измеренное значение освещенности при = 90 0 16. Рассчитать S - среднеквадратичную погрешность измерений по формуле (n – количество измерений, Δ считать по формуле Δ=Еэксп-Етеор.): S= √∑ 𝑛 1 𝛥 2 √𝑛 17. Результаты замеров и расчетов занести в таблицу Задания 2 отчета. 18. Сделать выводы о влиянии на освещенность угла наклона и фона и степени соответствия экспериментальных и расчетных результатов и указать их в таблице Задания 2 отчета. Задание 3 Наблюдение стробоскопического эффекта Рис. 6. Внешний вид установки для изучения стробоскопического эффекта. 1 – тумблер включения двигателя 2 – увеличение или уменьшение скорости вращения 3 – люминесцентная лампа 4 – крыльчатка. 19. Вменю управления работой (в левой верхней части экрана) нажать кнопку Перезапустить. 109 20. Третья часть работы. Нажать в диалоговом окне кнопку Стробоскопический эффект. 21. Вменю управления работой (в левой верхней части экрана) нажать кнопку Начать работу. 22. Включилась люминесцентная лампа, дающая пульсирующий световой поток. 23. Включить тумблером двигатель, вращающий крыльчатку. С помощью кнопок «+», «-» увеличить или уменьшить скорость вращения(см. рис. 6). 24. Отметить и записать скорость вращения, когда кажется, что крыльчатка стоит на месте. Значения найденных скоростей вращения занести в таблицу Задания 3 отчета. 25. Отметить и записать скорость вращения, когда кажется, что при вращении крыльчатки почасовой стрелке кажется, что она вращается в обратную сторону. 26. Отметить и записать скорость вращения, когда кажется, что при быстром вращении крыльчатки почасовой стрелке кажется, что она вращается медленно. 27. Письменно ответить на один контрольный вопрос, номер которого равен Вашему номеру в списке Вашей группы для номеров от 1 до 18. Для номеров N списка группы от 19 до 30 номер Вашего контрольного вопроса равен N- 18. 28. Заполненную форму Отчета с личными данными, результатами измерений, выводами и ответом на контрольный вопрос отправить преподавателю. 110 ФОРМА ОТЧЕТА ОТЧЕТ по виртуальной лабораторной работе № 14 Исследование параметров естественного и искусственного производственного освещения Студент Группа Дата Преподаватель Задание 1 Исследование параметров естественного освещения в помещении Разряд зрительной работы Внутренняя освещенность Е вн , лк Наружная освещенность Е н , лк Фактический КЕО е ф, Нормируемый КЕО е н , % е, % ВЫВОД Коэффициент естественной освещенности в помещении лаборатории ___________________ нормативному значению согласно проведенным измерениями требованиям нормативного документа СП 52.13330.2011. Задание 2 Изучение влияния направления света на освещенность Расположение ламп Угол наклона светильника , град 30 45 60 75 90 105 120 135 150 с фоном без фона |