БЖД.Лабораторный практикум. Лабораторная работа 1 Исследование параметров микроклимата рабочей зоны производственных помещений Цель работы изучение приборов и методов измерения параметров микроклимата производственных помещений,
 Скачать 1.95 Mb.
|
|
от различных кривых силы света светильников Типовая кривая силы света Энергетически выгодное с Экономически выгодное э Коэффициент т Концентрированная 0,6 0,6 10 Глубокая 0,9 1,0 4 Косинусная 1,4 1,6 1 Полуширокая 1,6 1,8 1,6 Значения наивыгоднейшей высоты подвески светильника определяются по формуле 1 2 m h d , где d – размер освещаемой поверхности от источника света. Расстояние от крайних светильников до стены рекомендуется выбирать равным b =(0,3÷0,5)l, при этом 0,5 принимается при наличии у стены проходов. Порядок выполнения работы Задание 1. При расчете искусственного освещения применить метод коэффициента использования светового потока и приведенные ниже исходные данные. Размеры помещения А, В) и высота подвески светильника h с задаются преподавателем. 1. Найти разряд зрительной работы и нормативную освещенность см. прил. 3) для определенного вида помещения (лаборатории. 2. По характеристике помещения (лаборатории) определить коэффициент запаса К 3 (см. прил. 4). 3. В зависимости от характера отражающей поверхности определить коэффициенты отражения потолка п ,стен си пола р (прил. 5). 4. Найти индекс помещения по формуле (5.2). Поиндексу помещения i и известным коэффициентам пс, р вычислить коэффициент использования (см. прил. 6). 5. Найти световой поток лампы по формуле (и по таблице прил. 7) подобрать ближайшую стандартную лампу, обеспечивающую этот поток. На практике допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения в интервале -10...+20 %. 47 6. Найти расчетную общую равномерную освещенность рабочих мест в помещении по формуле (5.1) и сделать вывод, соответствует ли она нормативной освещенности. Содержание отчета Отчет о лабораторной работе № Исполнители Расчет общей равномерной освещенности рабочих мест методом коэффициента использования. название помещения Исходные данные Размеры помещения А мВ м Нм. Источник света _____________ Коэффициенты отражения р ; р с = ; р р = Параметры размещения светильников l = мм см. Таблица, заполненная по указанной форме (табл. 5.4). Таблица 5.4 Результаты проведенных измерений для расчета общей равномерной освещенности рабочих мест Число ламп Коэффициент запаса К К оэ ф ф иц ие нт неравномерности освещения Постоянная помещения Коэффициент использования Расчетная освещенность л p з NФ E K SZ , лк Нормативная освещенность, лк Вывод. Задание 2. Экспериментальное исследование зависимости освещенности рабочего места от цвета стен и высоты подвеса светильника. 1. Установить светильник в положение I (рис. 5.2). При этом высота подвеса светильника от верхней кромки стен равна 0 (h = 0). 2. Определить с помощью люксметра Ю освещенность в четырех помещениях с различным цветом стен. Для этого люксметр поочередно помещается в соответствующие стенки через предназначенные для этого отверстия. Данные измерений занести в табл. 5.5. 3. Установить светильник в положение I (II, III, IV) и замерить освещенность в четырех отсеках с разным цветом стен освещенности – Е Б , Е, Е к , Е ч при высоте подвесам м. Данные измерений занести в табл. 5.5. 48 Рис. 5.2. Лабораторная установка по исследованию освещенности рабочего места 1 – светильник 2 – место установки люксметра 3 – противовес 4. Построить зависимости освещенности от цвета стен ивы соты подвеса светильника. 5. Проанализировать полученные зависимости освещенности от цвета стен и высоты подвеса светильника. 6. Оценить значения освещенности, полученные в процессе выполнения экспериментальных исследований. Определить, при какой высоте подвеса светильника возможно ведение работ высокой точности (разряды IIа–IIг) и малой точности (разряды IVа–IVг) (см. прил. 3) в помещениях с различным цветом стен. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Таблица заполняется по указанной форме (табл. 5.5). Таблица 5.5 Результаты замеров Положением Освещенность на рабочем месте E, лк Белые стены Б) Зеленые стены (Е З ) Красные стены (Е к ) Черные стены (Е ч ) I 0,25 II 0,5 0,6 III 0,7 0,8 0,9 IV 1,0 49 3. Построить график зависимости освещенности от цвета стен ивы- соты подвеса светильника. 4. Анализ полученных экспериментальных данных. 5. Определение высоты подвеса светильника на экспериментальной установке для выполнения работ по заданной преподавателем точности (IIа–IIг, IVа–IVг). Контрольные вопросы 1. В чем заключается физическое различие между световым потоком и силой света 2. В чем заключается физическое различие между освещенностью и яркостью 3. Какая система освещения наименее благоприятна для зрения (искусственное, естественное или комбинированное освещение 4. Какие виды искусственного освещения применяются в производственных и общественных зданиях 5. Какие источники света применяются в зданиях, и что они собой представляют 6. Назовите основные характеристики источников света. 7. Назовите типы ламп искусственного освещения. 8. Основные преимущества и недостатки ламп накаливания и газоразрядных ламп. 9. Как производится нормирование освещенности 10. Какие требования предъявляются к искусственному освещению. Сущности и область применения метода коэффициента использования. Как определяется коэффициент использования 13. Как определяется расстояние между светильниками 14. Чему равняется оптимальная высота подвески светильника 15. Как выбираются коэффициенты отражения потолка и стен 16. Назовите основные марки люксметров. 17. Объясните принцип действия люксметра. 18. С какой целью в люксметре Ю применяются насадки 50 Лабораторная работа № 6 Исследование производственного шума. Спектр шума. Методы измерения Цель работы изучить основные характеристики производственного шума и принципы его нормирования, ознакомиться с методами измерения и средствами защиты от шума, составить общие выводы и предложения по защите рабочих от производственного шума. Основные понятия Основными источниками шума внутри зданий и сооружений различного назначения и на площадках промышленных предприятий являются машины, механизмы, средства транспорта и другое оборудование. Причинами возникновения шумов могут быть механические, аэродинамические и электромагнитные явления. Механические шумы вызваны ударными процессами, трением в деталях машин и др. Аэродинамические шумы возникают при течении жидкостей или газов. Электромагнитные шумы возникают при работе электрических машин. Люди неодинаково реагируют на шум. Одна и та же доза шумового воздействия у одних людей вызывает повреждение слуха, у других – нету одних эти повреждения могут быть тяжелее, чему других. Шум – это разного рода звуки, мешающие восприятию полезных сигналов, нарушающие тишину или оказывающие вредное воздействие на организм человека. Звук представляет собой колебания среды (твердой, жидкой или газообразной, в которой он распространяется. Звук, распространяющийся в воздухе, называется воздушным звуком, а распространяющийся в материале (конструкциях) – структурным. К доступным для измерения характеристикам звука относятся интенсивность, звуковое давление Р и скорость с. Интенсивность звука характеризуется потоком энергии, которую несет звук, приходящийся на единицу площади (Вт/м 2 ). Соотношение между интенсивностью звука I и звуковым давлением Р следующее с, (6.1) где Р – звуковое давление ( разность между мгновенным значением полного давления и средним значением давления, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля ρ – плотность среды, кг/м 3 ; с – скорость звука в среде, мс. 51 Для измерения интенсивности звука и таких параметров, как давление и мощность звука, вводится относительная логарифмическая единица, называемая уровнем звукового давления, или уровнем интенсивности L i , 0 10 lg , i I L I (6.2) где I 0 – интенсивность звука, соответствующая пороговому уровню, I 0 =10 -12 Вт/м 2 Человеческое ухо и многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление Р 2 2 0 0 10 lg 20 lg , p P P L P P (6.3) где Р – пороговое звуковое давление, Р Па. Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления следует из формулы 2 2 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0 10 lg 10 lg 10 lg 10 lg 10 lg , i p P c c c I P L L I P c P c c (6.4) где ρ 0, с – соответственно плотность среды и скорость звука при нормальных атмосферных условиях (t = 20 °C, Р = 2∙10 -5 Па. Уровень звука измеряется в децибелах (дБ, 1 дБ = 0,1 Б. При наличии в помещении нескольких источников звука суммарный уровень звукового давления 0.1 1 10 lg 10 , i n L сум i L (6.5) где п – количество источников шума L i – слагаемые уровни шума. Если же имеется п одинаковых источников шума с уровнем L i , то общий уровень звукового давления 10lg i L L n , (6.6) Суммирование уровней звукового давления производится согласно СНиП 23-03-2003. Спектр шума Важной характеристикой звука является зависимость его уровня от частоты (f). Нижняя граница восприятия человеком звука составляет около Гц, а верхняя – около 20000 Гц. Зависимость уровня звука от частоты называется спектром шума. Определение интенсивности звука для каждой частоты потребовало бы бесконечного числа измерений, поэтому весь возможный диапазон частот разделяют на октавы. Октавная полоса частот – полоса частот, в 52 которой верхняя граничная частота (в) в 2 раза больше нижней (н. Для каждой октавы подсчитывают среднегеометрическое значение частоты н в Граничные и среднегеометрические (в этих границах) частоты приведены в табл. 6.1. Таблица 6.1 Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос Граничные частоты октавных полос, Гц 45-90 90- 180 180- 335 335- 710 710- 1400 1400- 2800 2800- 5600 5600- 11200 Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 В зависимости оттого, на какой частоте находится максимум звукового давления, характер спектра может быть а) низкочастотным (максимум – ниже 300 Гц б) среднечастотным (максимум – в области 300…800 Гц в) высокочастотным (максимум – выше 800 Гц. По характеру спектра шумы можно подразделить также - на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы это означает, что каждой частоте октавы соответствует некоторый уровень шума (например, работа вентилятора - на тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона (составляющие, например, шум при работе дисковой пилы. Повременным характеристикам шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике медленно шумомера на непостоянные, уровень звука которых за часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике медленно шумомера. Непостоянные шумы подразделяются - на колеблющиеся повремени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени - на прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянными превышающим уровень фонового шума, составляет си более - на импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБ, измеренные при включении характеристик медленно и импульс шумомера, отличаются не менее чем на 10 дБ. 53 Характеристики и нормы шума на рабочих местах Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометри- ческими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц, определяемые по формуле 0 , 20 lg P L P (6.7) где Р среднеквадратичная величина звукового давления, Па Р пороговая величина среднеквадратичного звукового давления, Р = 2∙10 -5 Па. Для ориентировочной оценки постоянного шума на рабочем месте допускается принимать уровень звука (дБ, измеряемого по шкале А шумомера и определяемого по формуле 0 , 20 lg A A P P L (6.8) где Р А среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции А шумомера, Па. Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень шума в дБ. Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука (дБ) на рабочих местах следует принимать 1) для широкополосного шума по табл. 2 (ГОСТ 12.1.003 83); 2) для тонального и импульсного шума, измеренного шумомером на характеристике медленно, на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 6.2; для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 6.2, или фактических уровней шума в этих помещениях, если последние не превышают значений, приведенных в табл. 6.2 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае применять не следует. Согласно ГОСТ 12.1.050–86 (2002) допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБ, для жилых и общественных зданий и территорий следует принимать в соответствии со СНиП 23-03-2003. Санитарно-гигиеническое нормирование заключается в предотвращении возможности влияния шума на организм человека посредством ограничения как его уровней до допустимых, таки длительности пребывания человека в условиях интенсивного шума. При нормировании шума используют два метода нормирование по предельному спектру шума нормирование уровня звука в дБА. 54 Таблица 6.2 Допустимые уровни звука и уровни звукового давления для рабочих мест (ГОСТ 12.1.003 83) Рабочие места Уровни звукового давления, дБ, во ктавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука или эквивалентные уровни звука, дБА 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Производственные помещения 1. Помещения конструкторского бюро 71 61 54 49 45 42 40 38 50 2. Помещения управления, рабочие комнаты 79 70 68 58 55 52 50 49 60 3. Кабины наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону с речевой связью по телефону 94 83 87 74 82 68 78 63 75 60 73 57 71 55 70 54 80 65 4. Помещения и участки точной сборки 83 74 68 63 60 57 55 54 65 5. Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятия 92 86 83 80 78 76 74 85 6. Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ, шумные агрегаты вычислительных машин 87 82 78 75 73 71 70 80 Для приближенной оценки шума можно пользоваться характеристикой шума в уровнях звука, в дБА, при которой чувствительность всего шумоизмерительного спектра соответствует средней чувствительности органа слуха человека на различных частотах спектра. Методы измерения шума Шумна рабочих местах в производственных помещениях измеряется на уровнем от пола или на уровне работающего при включении не менее ⅔ установленного оборудования. Определяются следующие измеряемые и рассчитываемые величины в зависимости от временных характеристик шума 55 а) уровень звука, дБА, и октавные уровни звукового давления, дБ, для постоянного шума б) эквивалентный уровень звука и максимальный уровень звука, дБА, для колеблющегося во времени шума в) эквивалентный и максимальный уровень, дБА, для прерывистого шума. Продолжительность измерения Т следует принимать днем непрерывно в течение 8 ч, ночью непрерывно в течение 0,5 ч. Продолжительность измерения шума необходимо устанавливать в зависимости от характера шума постоянного шума 3 мин, в каждой точке 3 отсчета прерывистого шума 30 мини более, проводят в течение полного цикла характерного действия шума (днем или ночью импульсного шума 30 мин непостоянного шума период времени, который охватывает все типичные изменения шума (не менее 30 мин. Порядок выполнения работы Задание. Вычислить и экспериментально проверить суммарный уровень шума от нескольких источников. Схема установки для исследования шума представлена на рис. 6.1. Рис. Схема установки для исследования шума 1 акустическая камера, имитирующая производственное помещение шумомер ВШВ-003; микрофон два источника шума, подвешенных на задней стенке звонка 5 – двигатель 6, 7 перегородки Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования шума и проверить работу звонка и двигателя (см. рис. 6.1). Включить шумомер ВШВ-003. 3. Произвести электрическую калибровку измерителя. После калибровки отключить кнопку Калибр. 56 Кнопки «V», кГц и Фильтры октавные должны быть отключены (те. в отжатом состоянии. Переключатель Род работы установите в положение «Откл». Отсоединить эквивалент капсюля Пот предусилителя ПМ-3 и осторожно соединить капсюль Мс предусилителем. Переключатели измерительного прибора установить в положения Делитель dB1» – 80; Делитель dB2» – 50; Фильтры лин.; Род работы F. После двух минут самонагрева произвести измерения уровня звукового давления. При измерениях предусилитель ПМ-3 следует держать на вытянутой руке в направлении звука. Если при измерении стрелка показывающего прибора находится вначале шкалы, то она выводится в сектор 0 10 шкалы децибел сначала переключателем Делитель dB1», а затем переключателем Делитель dB2». Если периодически загорается индикатор «Перег.», то переключатель Делитель dB1» необходимо перевести на более высокий уровень. При измерении низкочастотных составляющих звука могут возникнуть флуктуации (колебания) стрелки показывающего прибора, для их устранения следует перевести переключатель Род работы из положения F в S. Для определения результата измерения сложите показания светодиода по шкалами М на передней панели измерительного прибора и показывающего прибора по шкале децибел. Измерение уровней звукового давления по характеристикам А, В, С производится аналогично изложенному выше, при этом переключатель Фильтры устанавливается в положения СВ или А. Произвести измерение уровней звукового давления по шкале А измерителя, в дБ, отдельно для звонка и двигателя. Данные занести в таблицу (табл. 6.3). Произвести измерение уровней звукового давления в октавных полосах частот отдельно для звонка и двигателя. Данные занести в табл. 6.3 Используя СНиП 23-03-2003, вычислить суммарный уровень звукового давления от двух источников, данные занести в табл. 6.3. Включить одновременно звонок и двигатель, измерить суммарный уровень звукового давления от двух источников, результаты занести в табл. 6.3. Полученные результаты сравнить между собой и сделать выводы. Сравнить измеренные и вычисленные уровни звукового давления с допустимыми значениями (ГОСТ 12.1.003 83; СНиП 23-03-2003) и сделать выводы. 57 Таблица 6.3 Результаты проведенных измерений уровней звука и звукового давления от звонка и двигателя Источники шума, уровни звукового давления Уровни звукового давления в октавных полосах частот, дБ Уровень звукового давления дБА 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Звонок Двигатель Суммарный уровень звукового давления L Σ вычисленный) Суммарное значение уровней звукового давления L Σ измеренное) Допустимое значение доп 10. Построить график зависимости L(f) в октавных полосах частот спектр шума) и сравнить их с предельными спектрами шума согласно ГОСТ 12.1.003 83 и СНиП 23-03-2003. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Краткое содержание производственного шума. 3. Схема лабораторной установки. 4. Таблица, заполненная по указанной форме. 5. Графическое изображение спектров шума. 6. Анализ результатов и выводы. Контрольные вопросы 1. Какие параметры характеризуют шум 2. Классификация шума в зависимости от частоты. Спектр шума. 3. Что такое октава 4. Чему соответствует чувствительность характеристики А шумомера. Классификация шума повременным характеристикам. 6. Характеристика и нормы шума на рабочих местах. 7. Методы измерения шума. 58 Лабораторная работа № 7 Исследование звукоизоляционных характеристик строительных материалов Цель работы изучить основные звукоизоляционные характеристики строительных материалов, ознакомиться с методами расчета, приобрести практические навыки измерения уровней звука и анализа производственного шума. Основные понятия и определения Шум, распространяющийся по воздуху, может быть существенно снижен посредством устройства на его пути звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов и экранов. Сущность звукоизоляции ограждения состоит в том, что наибольшая часть падающей на него звуковой энергии отражается, и только незначительная часть проникает через ограждение. Передача звука при этом осуществляется следующим образом падающая на ограждение звуковая волна приводит его в колебательное движение с частотой, равной частоте колебаний воздуха в волне. Колеблющееся ограждение становится источником звука и излучает его в изолируемое помещение. Передача звука из помещения с источником шума в смежное помещение происходит потрем направлениям через щели и отверстия вследствие колебания преграды через прилегающие конструкции (структурный шум. Количество прошедшей звуковой энергии растет с увеличением амплитуды колебаний ограждения. Поток звуковой энергии А при встрече с преградой частично отражается А отр , частично поглощается А погл и частично проходит за преграду Апрош. Количество отраженной, поглощенной и прошедшей звуковой энергии характеризуется коэффициентами а) звукоотражения отр А А , (7.1) б) звукопоглощения погл А А , (7.2) в) звукопроводимости прош А А (7.3) По закону сохранения энергии α + β + τ = 1. (7.4) 59 Для большинства применяемых строительных облицовочных материалов на частотах 63…8000 Гц. Приближенно звукоизолирующие качества ограждения оцениваются по коэффициенту звукопроводимости τ. Для случая диффузного звукового поля значение собственной звукоизоляции ограждения R (дБ) определяется следующей зависимостью 1 lg 10 R , (7.5) где τ – коэффициент звукопроводимости. Звукоизоляция однослойных ограждений Звукоизолирующие ограждающие конструкции принято называть однослойными, если они выполнены из одного строительного материала или составлены из нескольких слоев различных материалов, жестко скрепленных между собой, или из материалов с сопоставимыми акустическими свойствами например, слой кладки и штукатурки. Рассмотрим характеристику звукоизоляции однослойного ограждения в трех частотных диапазонах (рис. 7.1). Рис. 7.1. Зависимость звукоизоляции однослойного ограждения R, дБ, от частоты звука f, Гц При низких частотах порядка 20…63 Гц (I) звукоизоляция ограждения определяется возникающими в нем резонансными явлениями. Области резонансных колебаний ограждения зависят от жесткости и массы ограждения, свойств материала. Как правило, собственная частота большинства строительных однослойных ограждений ниже 50 Гц. Однако определение звукоизоляции в этом диапазоне не имеет принципиального значения, так как нормирование уровней звукового давления начинается с частоты 63 Гц. На частотах, в 2 3 раза превышающих собственную частоту ограждения диапазон II), звукоизоляция определяется массой, приходящейся на единицу площади ограждения 60 20 lg 47, 5 R mf , где R – звукоизоляция, дБ m – массам ограждения, кг f – частота звука, Гц. В частотном диапазоне II звукоизоляция зависит только от массы и частоты падающих звуковых волн. Здесь звукоизоляция возрастает на 6 дБ при каждом удвоении массы ограждения или частоты звука (те. 6 дБ на каждую октаву. В частотном диапазоне III проявляется пространственный резонанс ограждения, при котором звукоизоляция резко уменьшается. Начиная с некоторой частоты звука f < кр, амплитуда колебаний ограждения резко возрастает. Это явление происходит вследствие совпадения частоты вынужденных колебаний (частоты падающей звуковой волны) с частотой колебаний ограждения. Наименьшую частоту звука (Гц, при которой становится возможным явление волнового совпадения, называют критической, кр, (7.7) где h – толщина ограждения, см ρ плотность материала, кг/м 3 ; Е динамический модуль упругости материала ограждения, МПа. На частоте звука выше критической существенное значение приобретают жесткость ограждения и внутреннее трение в материале. Рост звукоизоляции при f < кр приближенно составляет 7,5 дБ при каждом удвоении частоты. Приведенное выше значение собственной звукоизолирующей способности ограждения показывает, насколько дБ снижается уровень шума за преградой. Принцип звукоизоляции практически реализуется путем устройства звукоизолирующих стен, перекрытий, кожухов, кабин наблюдения. Звукоизолирующие строительные перегородки снижают уровень шума в смежных помещениях на 30...50 дБ. Требуемую звукоизоляцию воздушного шума R mp , дБ, стенками кожуха в октавных полосах определяют по формуле 10 доп, (7.8) где L октавный уровень звукового давления (по результатам измерений, дБ доп допустимый октавный уровень звукового давления на рабочих местах (по ГОСТ 12.1.003 83), дБ α реверберационный коэффициент звукопоглощения внутренней облицовки кожуха, определяемый по СНиП 23-03-2003. Для уменьшения массы ограждений и повышения их звукоизолирующей способности применяют многослойные ограждения. Пространство между слоями заполняется пористо-волокнистыми материалами или оставляется воздушный промежуток шириной 40...60 мм. На звукоизоляционные качества многослойного ограждения влияют массы слоев ограждения m 1 и m 2 , жесткость связей K, толщина воздушного промежутка или слоя пористого материала (рис. 7.2). Рис. 7.2. Схема двухслойного ограждения h – толщина воздушного промежутка m 1 , m 2 – масса го иго слоев соответственно k – жесткость связи между слоями W звуковое давление Под действием переменного звукового давления первый слой начинает колебаться, и эти колебания передаются упругому материалу, заполняющему промежуток между слоями. Благодаря виброизолирующим свойствам заполнителя колебания второго слоя ограждения будут значительно ослаблены, а следовательно, и шум, возбуждаемый колебаниями второго слоя преграды, будет существенно снижен. Практически звукоизоляция двойного ограждения составляет примерно 60 дБ. Правильный выбор звукоизолирующих конструкций обеспечивает необходимое снижение шума до допустимых норм во всех октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Величина требуемого снижения ΔL трi рассчитывается отдельно для каждой i-йограждающей конструкции (стены, перегородки, окна, перекрытия, двери и т.д.). При передаче шума из помещения с источниками шума в смежное изолируемое помещение величина требуемого снижения (дБ) определяется по формуле 10 lg 10 lg 10 lg 10 lg mp доп ш n i i L L L B B B , (7.9) где L i – измеренный или рассчитанный (согласно СНиП 23-03-2003) октавный уровень звукового давления от всех источников, дБ доп допустимый по нормам октавный уровень звукового давления в расчетной точке (согласно ГОСТ 12.1.003 83); В ш – постоянная шумного помещения В п – постоянная изолируемого помещения S i – площадь й ограждающей конструкции (перегородки) изолируемого помещениям п – число ограждений конструкций, через которые шум проникает в изолируемое помещение. Постоянную помещения В, м, в октавных полосах частот определяют по формуле 62 1000 В В , где В – постоянная помещениям, на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяется по СНиП 23-03-2003 в зависимости от объемами типа помещения μ – частотный множитель, определяемый по СНиП 23-03-2003. Звукоизолирующую способность преграды между двумя помещениями можно определить практически по формуле 1 2 10 lg S L L L A , (7.11) где L 1 L 2 – средние уровни звукового давления в шумном и тихом помещениях соответственно S – площадь перегородки (ограждениям А – объем помещениям, А 0,35 2 3 V , где V – объем помещениям В общем случае звукоизолирующие свойства преграды зависят от ее массы и плотности, поэтому звукоизолирующую способность можно определить по их средней плотности, дБ – для преград с плотностью до 200 кг/м 3 3 13, 5 lg 13 L , (7.12) где ρ 3 – плотность материала, кг/м 3 ; – для преград с плотностью более 200 кг/м 3 3 23lg 9 L (7.13) Звукоизоляция, дБ, двойного ограждения (преграды) с воздушным промежутком толщиной 8-10 см определяется по формуле 6 ) lg( 26 2 1 m m L , (7.14) где m 1 и m 2 – масса стенок двойного ограждения. Порядок выполнения работы Задание Вычислить и экспериментально проверить звукоизолирующую способность однослойного и многослойного ограждений. Ознакомиться с лабораторной установкой для исследования звукоизолирующих ограждений (рис. 7.3). Включить измеритель шума и вибраций ВШВ-003. Произвести электрическую калибровку измерителя. Подготовить измеритель для измерения уровней звукового давления в октавных полосах частот. Включить магнитофон и произвести измерения уровней звукового давления в октавных полосах и по шкале А измерителя без перегородок данные занести в табл. 7.1). Сравнить измеренные уровни звукового давления с допустимыми 63 см. ГОСТ 12.1.003–83 и СНиП 23- 03-2003) (помещение – по указанию преподавателя) и сделать выводы. Рис. 7.3. Схема установки для исследования звукоизолирующих ограждений 1 – акустическая камера, имитирующая изолируемое помещение 2 – измеритель шума и вибрации ВШВ-003; 3 – микрофон 4 – динамик 5 – перегородки 6 – магнитофон Таблица 7.1 Уровни звука и звукового давления в зависимости от перегородок Рабочее место Уровни звукового давления в октавных полосах частот, дБ Уровень звукового давления, дБА 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Уровень звука при отсутствии перегородки Допустимое значение доп Требуемое снижение шума ΔL тр Уровень звука при стеклянной перегородке Фактическое снижение шума для стеклянной перегородки) Уровень звука при бетонной перегородке Фактическое снижение шума для бетонной перегородки) По формулам (7.9) – (7.14) произвести расчет требуемого снижения уровня звукового давления. Поставить одну из перегородок (по указанию преподавателя) и произвести измерения уровней звукового давления в октавных полосах частот согласно п. 5. Данные занести в табл. 7.1. Сравнить результаты измерений после установки перегородки и 64 теоретических расчетов снижения уровня звукового давления и сделать выводы. 10. По формуле (7.14) определить звукоизоляцию двойного ограждения. Подставить вторую перегородку и произвести измерения уровней звукового давления в октавных полосах частот согласно п. 5, данные занести в табл. 7.1. Сравнить результаты измерений и сделать выводы. Содержание отчета Цель работы. Краткое описание звукоизоляционных характеристик. 3. Схема лабораторной установки. 4. Таблица, заполненная по указанной форме. Анализ результатов и выводы. Контрольные вопросы В чем состоит сущность звукоизоляции ограждения Пути передачи шума из помещения в помещение. Коэффициенты звукоотражения, звукопоглощения и звукопрово- димости. Характеристика звукоизоляции однослойного ограждения. Многослойные ограждения. Краткая характеристика. Требуемое снижение уровня звукового давления для однослойных перегородок. Требуемое снижение уровня звукового давления для многослойных перегородок. 65 Лабораторная работа № 8 Исследование сопротивления заземляющих устройств Цель работы:исследование сопротивления заземляющего устройства и удельного сопротивления грунтов, ознакомление с приборами контроля сопротивления заземляющего устройства и нормативными требованиями к величине сопротивления заземляющих устройств. Основные понятия и определения Электроэнергия используется во всех отраслях промышленности, народного хозяйства ив быту. Практика показывает, что во всех областях использования электрической энергии имеют место случаи элек- тротравматизма. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелыми, особенно, летальным исходом занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60…70%) происходит при работе электроустановок напряжением до 1000 В. Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологическое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах некоторых отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п. Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей организма, вызывает значительные нарушения их физико-химического состава. Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взр ы- воподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения – электрическим травмами электрическим ударам. Электрические травмы представляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают следующие электрические травмы электрический ожог, электрические знаки, металлизация, электроофтальмия, механические повреждения. Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на четыре следующие степени судорожное сокращение мышц без потери сознания, II – судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца, III – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе, IV – клиническая смерть, те. отсутствие дыхания и кровообращения. Основными причинами поражения электрическим током являются - нарушение правил технической эксплуатации электроустановок - прикосновение к токоведущим частям - прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за неисправности изоляции или заземляющих устройств. Если человек попадает под напряжение, то через его тело протекает электрический ток. Действие электрического тока на человека зависит от многих факторов от рода тока (переменный или постоянный, при переменном токе – от его частоты от величины тока (или напряжения длительности протекания тока от пути прохождения тока через тело человека физического и психического состояния человека. Наиболее опасным для человека является переменный ток с частотой 50…500 Гц. Способность самостоятельного освобождения оттока такой частоты у большинства людей сохраняется только при очень малой его величине (до 10 мА. Величина силы тока, проходящего через попавшего под напряжение человека, зависит от величины напряжения установки и сопротивления всех элементов цепи, по которым протекает ток. Наибольшей опасности человек подвергается тогда, когда ток проходит пожизненно важным органам (сердце, легкие) или клеткам центральной нервной системы. Однако смертельный исход возможен даже при малых напряжениях (12…36 В) в результате соприкосновения токо- ведущих частей с наиболее уязвимыми частями тела – тыльная сторона ладони, щека, шея, голень, плечо. Установлено, что в момент поражения электрическим током большое значение имеет физическое и психическое состояние человека. Если человек голоден, утомлен, опьянен или нездоров, то сопротивление его организма снижается, те. вероятность тяжелого поражения возрастает. При соблюдении правил безопасности, те. при внимательной и осторожной работе, вероятность поражения током уменьшается. Степень воздействия тока на организм человека приведена в табл. 8.1. Состояние окружающей среды (температура, влажность, наличие пыли, паров кислот) влияет на сопротивление тела человека и сопротивление изоляции, что в конечном итоге определяет характер и последствия поражения электрическим током. Сточки зрения состояния окружающей среды производственные помещения могут быть сухими, влажными, сырыми, особо сырыми, жаркими, пыльными с токопроводящей и 67 нетокопроводящей пылью, с химически активной или органической средой. Во всех помещениях, кроме сухих, сопротивление тела человека уменьшается. Таблица 8.1 Характер воздействия тока на организм человека Сила тока, мА Переменный ток Постоянный ток До 1 Не ощущается 1…8 Ощущения безболезненны. Управление мышцами не утрачено. Возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением Легкий зуд 8…15 Ощущения болезненны. Управление мышцами еще не утрачено и возможно самостоятельное освобождение от действия тока Ощущение тепла 20…50 Ощущения тока очень болезненны. Действие тока распространяется на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии, в течение нескольких минут, может наступить смерть вследствие прекращения работы легких Сокращение мышц рук 50…100 Непосредственное влияние на мышцу сердца. При длительности протекания более 0,5 секунд может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, те. быстрые и хаотические сокращения волокон сердечной мышцы, при которых сердце перестает работать как насос, в результате в организме прекращается кровообращение и наступает смерть Паралич дыхания 100…200 Возникновение фибрилляции сердца Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все производственные помещения по опасности поражения электрическим током разделяются натри категории Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих факторов (признаков сырости, когда относительная влажность превышает 75%; высокой температуры воздуха, превышающей 35 С токопроводящей пыли токопроводящих полов возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмами т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам – с другой. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из трех условий особой сырости, когда относительная влажность воздуха ближе к 100%; химически активной среды, когда содержащиеся пары или образующиеся отложения действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования двух и более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью. Помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием признаков повышенной и особой опасности. 68 Системой стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.1.030–81 Электробезопасность. Защитное заземление, зануление») электробезопасность определяется как система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Степень опасности прикосновения человека к неизолированным то- коведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением, зависит от вида прикосновения и вида электрической сети. Прикосновения могут быть одно- и двухфазными в трехфазных сетях, а также одно- и двухполюсными в однофазных сетях. Двухфазное и двухполюсное прикосновения весьма опасны, так как человек оказывается под номинальным напряжением источника электроэнергии. Значение тока, проходящего через человека, I=U/R, (8.1) где U – номинальное напряжение источника, В R – сопротивление человека, Ом. Электрическое сопротивление тела человека (сопротивление человека) складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних органов. При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом. К техническим способами средствам защиты относятся изоляция токоведущих частей с устройством непрерывного контроля ограждения электрическое разделение сетей применение малых напряжений эле к- трозащитные средства (блокировка сигнализация и знаки безопасности защитное заземление зануление; защитное отключение защита от опасности при переходе напряжения с высшей стороны на низшую компенсация токов замыкания на землю. Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Физическая сущность зануления состоит в том, что благодаря преднамеренно выполненной с помощью нулевого защитного проводника металлической связи корпусов оборудования с глухозаземленной нейтралью источника питания любое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание с последующим автоматическим отключением аварийного участка от сети аппаратами защиты (предохранителями, автоматическими выключателями и др. Системы защитного отключения – это специальные электрические устройства, предназначенные для отключения электроустановок в случае появления опасности пробоя на корпус. Так как основной причиной замыкания на корпус токоведущих частей оборудования является нарушение изоляции, то системы защитного отключения осуществляют постоянный контроль за сопротивлением изоляции или токами утечки между токоведущими и нетоковедущими деталями конструкции оборудования. Одним из мероприятий для обеспечения электробезопасности при работе на электрооборудовании является защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или с ее эквивалентом металлических нетоковеду- щих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защита достигается путем уменьшения напряжения прикосновения за счет выравнивания потенциала при стекании тока с электроустановки на землю при пробое фазы на корпус установки. Ток растекается от заземлителя равномерно вовсе стороны по поверхности ив глубину земли. По мере удаления от заземлителя плотность тока убывает, так как увеличивается сечение слоя земли, через которое проходит ток. Расчетным путем установлено, что потенциал поверхности грунта убывает с удалением от заземлителя по закону гиперболы от максимального значения (на заземлителе) до нуля на расстоянии примерном. В зоне растекания тока человек может оказаться под разностью потенциалов, например, на расстоянии шага. Напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, называется напряжением шага. Значение напряжения шага зависит от ширины шага и удаленности человека от места замыкания на землю. По мере удаленности от места замыкания напряжение шага уменьшается. Напряжение шага учитывает форму потенциальной кривой. Заземление конструктивно представляет собой устройство, состоящее из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей используются металлические элементы, проложенные в земле, например металлические элементы (арматура) железобетонных конструкций зданий и сооружений, водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме горючих газов, жидкостей, а также трубопроводов, покрытых изоляцией, металлические оболочки кабелей и т.д. Когда естественные заземлители отсутствуют или их сопротивление недостаточно, то устраиваются искусственные заземлители. В зависимости от расположения заземлителей относительно заземляемых объектов искусственные заземляющие устройства делятся на контурные и выносные. Обычно заземлители представляют собой электроды, погруженные вертикально или горизонтально в землю. Чаще применяют групповые заземляющие устройства, состоящие из вертикальных стержней, соединенных между собой полосой или круглой сталью. Для 70 повышения эффекта выравнивания потенциала контурное заземление выстраивается в виде заземляющей сетки. Искусственные заземлители изготавливаются из стали различного профиля. Для обеспечения механической, термической и коррозионной стойкости рекомендуется принимать следующие размеры диаметр – 40…80 мм, длинам. Заземляющие проводники обычно изготавливаются из стали прямоугольного или круглого сечения. В сетях напряжением до 1000 В принимается проводимость заземляющих проводников менее 1/3 проводимости фазных проводников. При прокладке заземляющей шины внутри здания наименьшее сечение прямоугольной шины должно составлять 24 мм, у круглой наименьший диаметр 5 мм. Требования к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ, в соответствии с которыми они должны устраиваться при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока, а также 440 В и выше постоянного тока. Работы в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должны выполняться в установках с напряжением питания больше 42 В переменного и более 119 В постоянного тока. Защитному заземлению и занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением Ф в результате повреждения изоляции. В этом случае ток, проходящий через человека, I 1 = U ср /(R 4 +R СИЗ ), (8.2) где R 4 – сопротивление тела человека СИЗ сопротивление средств индивидуальной защиты, при их отсутствии СИЗ = 0. Защитное заземление применяется для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполняют путем преднамеренного соединения (металлическими проводниками) нетоковедущих частей электроустановок с землей (рис. 8.1) или с ее эквивалентом (ГОСТ 12.1.030–81). Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и шагового напряжения, возникающих при замыкании фазы на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземляемого оборудования, =I 3 R 3 (в силу малого сопротивления заземляющего устройства – 4…10 Ома также выравниванием потенциалов заземленного оборудования. Заземлители могут быть естественные и искусственные. В первую очередь используются металлические и железобетонные конструкции зданий, которые должны образовывать непрерывную электрическую цепь по металлу. Естественными заземлителями могут быть проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за 71 исключением трубопроводов горючих и взрывчатых газов и смесей металлические железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и т.д. Для искусственных заземлителей применяются обычно вертикальные и горизонтальные электроды. Рис. 8.1. Схема защитного заземления а – принципиальная б – эквивалентная В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы с толщиной стенки не менее 3,5 мм (обычно это трубы диаметром 50…60 мм) и уголковая сталь с толщиной полок не менее 4 мм (обычно это уголковая сталь размером от х дох мм) и длиной 2,5…3,0 м. Широко применяется также прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной дома иногда и более. В качестве горизонтального электрода для связи вертикальных электродов применяются полосковая сталь сечением не менее х мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Различают контурное и выносное заземляющие устройства. При контурном заземлении одиночные заземлители располагаются равномерно по периметру площадки, на которой размещено оборудование, подлежащее заземлению. Внутри защищаемого контура достигается выравнивание потенциалов земли, что определяет минимальные значения напряжения прикосновения и шагового напряжения (рис. 8.2). Выносное заземляющее устройство размещается вне площадки, где располагается заземляемое оборудование, поэтому выравнивание потенциалов земли и корпусов заземленного оборудования достигается в |