Микроклимат и освещение. Методические указания для практических занятий по дисциплине Безопасность жизнедеятельности

• Название: Методические указания для практических занятий по дисциплине Безопасность жизнедеятельности
• Анкор: Микроклимат и освещение
• Дата: 11.01.2023
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: МУ микроклимат и освещение.docx
• Тип: Методические указания; #880943
• страница: 3 из 5

2.4. Источники искусственного света
Для создания искусственного освещения используют газоразрядные и светодиодные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

Основным элементом светодиодной лампы является полупроводниковый диод. При пропускании электрического тока через p-n-переход происходит излучение электромагнитных волн. Специальный подбор материала проводника обеспечивает видимый диапазон этого излучения.

Лампы накаливания имеют небольшую световую отдачу (7 – 20 лм/Вт), спектр сдвинутый в сторону красного и оранжевого излучения, но они просты в эксплуатации и могут работать независимо от температуры воздуха. Их рекомендуется использовать для освещения помещений, в которых нормированы низкие и средние уровни освещения (до 100 лм).

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ = 7...20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

В последние годы все большее распространение получают галогеновые лампы – лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в колбе паров иода позволяет повысить температуру накала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм / Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близок к естественному.

Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большая световая отдача 40... 110 лм / Вт. Они имеют значительно большой срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминофор. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и частоты вращения обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма. Пульсации также сказываются на работе зрительного анализатора. Как показывают исследования сетчатка успевает среагировать на пульсации светового потока и освещенности частотой 100 Гц (при промышленной частоте эл. тока f=50Гц, освещенность в течение секунды достигает максимума 100 раз), это вызывает утомление глаз и может привести к неблагоприятным последствиям.

К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также специальную утилизацию (содержат ртуть), длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды.

Преимуществами светодиодных ламп является малое электропотребление, в 10 раз меньшее, чем у ламп накаливания и в 3 раза меньшее, чем у люминесцентных ламп и срок службы около 100000 часов или 11 лет непрерывной работы. Есть еще достоинства – это их относительная безвредность, т.е. отсутствие ртути и простая утилизация. Они устойчивы к вибрациям, низким температурам и механическим повреждениям из-за отсутствия у них хрупких элементов, таких как стеклянная колба или нить накаливания.

К недостаткам светодиодных ламп относится высокая цена. Кроме того светодиод требователен к источнику питания. Необходимость блока питания не только увеличивает стоимость, но и ставит вопрос о том, куда его спрятать, чтобы было и незаметно для глаз, и доступно в случае, если потребуется замена. Многие светотехнические фабрики встраивают блоки питания в корпус светильника, что значительно упрощает подключение и установку. Также, нужно отметить, что несмотря на длительный срок службы, светодиод со временем тускнеет и теряет яркость из-за деградации химических и физических параметров светоизлучающего кристалла. Скорость деградации светодиода напрямую зависит от качества теплоотвода.
2.5 Методика расчета естественного освещения помещений

При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов в помещении S_o^тр (м²) определяется из выражения:

S_o^тр = S_п e_н η_ок k_зд k_з / ( 100 r₁ τ_о),

где S_п - площадь пола помещения,м;

e_н - КЕО по СНиП 23-05-95;

η_ок - световая характеристика окна (табл. 5);

k_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (табл. 6), определяется в зависимости от отношения расстояния между рассматриваемым и противостоящим зданием (Р) к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна Н_ЗД;

- общий коэффициент светопропускания оконных проемов, определяемый по формуле:

,

- коэффициент светопропускания остекления (табл.7);

- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах световых проемов (табл.7);

- коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (табл.7) (при боковом освещении =1);

- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (табл.8);

- коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями = 1;

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей и подстилающего слоя к зданию (табл.9).

Таблица 5

Значения световой характеристики ( ) окон при боковом освещении

Отношение длины помещения Ln к его глубине	Значения световой характеристики при отношении глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна
	1,00	1,5	2,0	3,0	4,0	5	7,5	10,0
4 и более	6,50	7,0	7,5	8,0	9,0	10	11,0	12,5
3	7,50	8,0	8,5	9,6	10,0	11	12,5	14,0
2	8,50	9,0	9,5	10,5	11,5	13	15,0	17,0
1,5	9,50	10,5	13,0	15,0	17,0	19	21,0	23,0
1	11,00	15,0	16,0	18,0	21,0	23	26,5	29,0
0,5	18,00	23,0	31,0	37,0	45,0	54	66,0	-

Таблица 6

Значение коэффициента , учитывающего затенение окон

противостоящими зданиями

0,5	1,7
1	1,4
1,5	1,2
2	1,1
3 и более	1

Таблица 7

Значения коэффициентов , и

Вид светопропускающего материала		Вид переплета		Несущие конструкции покрытий
Стекло оконное листовое: одинарное; двойное; тройное Стекло внутреннее толщиной 6-8мм	0,90 0,80 0,75 1,80	Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий: а) деревянные: одинарные; спаренные; двойные раздельные б) стальные: одинарные открыв.; одинарные глухие; двойные открыв.; двойные глухие	0,75 0,70 0,60 0,75 0,90 0,60 0,80	Стальные фермы Железобетонные и деревянные фермы и арки	0,90 0,80

Таблица 7

Значения коэффициентов , и

Вид светопропускающего материала		Вид переплета		Несущие конструкции покрытий
Стекло листовое армированное	0,60	Переплеты для окон жилых общественных и вспомогательных зданий: а) деревянные: одинарные; спаренные; 2е раздельные; - с 3м остекленением. б) пластиковые: одинарные; спаренные; 2е раздельные; -с 3м остекленением	0,80 0,75 0,65 0,50 0,90 0,85 0,80 0,70	Балки и рамы сплошные при высоте сечения: 50 см и более; менее 50 см	0,80 0,90
Стекло листовое узорчатое	0,65
Стекло листовое со специальными свойствами: солнезащитное; контрастное	0,65 0,75
Органическое стекло: прозрачное; молочное	0,90 0,60
Пустотелые стеклянные блоки: -светорассеивающие; светопрозрачные	0,50 0,55	Стеклобетонные панели с пустотелыми стеклянными блоками при толщине шва: - 20 мм и менее; - более 20 мм	0,90 0,85
Стеклопакеты	0,80

Примечание: Значения коэффициентов и для профильного стекла и конструкций из него следует принимать в соответствии с Указаниями по проектированию, монтажу и эксплуатации конструкций из профильного стекла.

Таблица 8

Значения коэффициента

№ п/п	Солнцезащитные устройства, изделия и материалы	Коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах,
1	2	3
1	Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные)	1
2	Стационарные жалюзи и экран с защитным углом не более 450 при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 900 к плоскости окна:

Окончание табл. 8

1	2	3
	- горизонтальные	0,65
	- вертикальные	0,75
3	Горизонтальные козырьки: с защитным углом не более 900; с защитным углом от 150 до 450 (многоступенчатые)	0,8 0,9 - 0,6

Таблица 9

Значение коэффициента

Отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до (h1) верха окна	Отношение расстояния L расчетной точки от наружной стены к глубине помещения *(В)	Значения при боковом освещении
		Средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен и пола
		0,5			0,4						0,3
		Отношение длины помещения к его глубине
		0,5	1	2 и более	0,5		1		2 и более		0,5		1		2 и более
1	2	3	4	5	6		7		8		9		10		11
От 1 до 1,5	0,1 0,5 1,0	1,05 1,40 2,10	1,05 1,30 1,90	1,05 1,20 1,50	1,05 1,20 1,80		1,05 1,15 1,60		1,00 1,10 1,30		1,05 1,20 1,40		1,00 1,10 1,30		1,00 1,10 1,20
Более 1,5 до 2,5	0,0 0,3 0,5 0,7 1,0	1,05 1,30 1,85 2,25 3,80	1,05 1,20 1,60 2,00 3,30	1,05 1,10 1,30 1,70 2,40		1,05 1,20 1,50 1,70 2,80		1,05 1,15 1,35 1,60 2,40		1,05 1,10 1,20 1,30 1,80		1,05 1,15 1,30 1,55 2,00		1,00 1,10 1,20 1,35 1,80		1,00 1,05 1,10 1,20 1,50
Более 2,5 до 3,5	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	1,10 1,15 1,20 1,35 1,60 2,00 2,60 3,60 5,30 7,20	1,05 1,10 1,15 1,25 1,45 1,75 2,20 3,10 4,20 5,40	1,05 1,05 1,10 1,20 1,30 1,45 1,70 2,40 3,00 4,30		1,05 1,10 1,15 1,20 1,35 1,60 1,90 2,40 2,90 3,60		1,00 1,10 1,10 1,15 1,25 1,45 1,70 2,20 2,45 3,10		1,00 1,05 1,10 1,10 1,20 1,30 1,40 1,55 1,90 2,40		1,00 1,05 1,10 1,50 1,25 1,40 1,60 1,90 2,20 2,60		1,00 1,05 1,10 1,10 1,15 1,30 1,50 1,70 1,85 2,20		1,00 1,05 1,05 1,10 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,70
Более 3,5	0,1 0,2 0,3 0,4	1,20 1,40 1,75 2,40	1,15 1,30 1,50 2,10	1,10 1,20 1,30 1,80		1,10 1,20 1,40 1,60		1,10 1,15 1,30 1,40		1,05 1,10 1,20 1,30		1,05 1,10 1,25 1,40		1,05 1,05 1,20 1,30		1,00 1,05 1,10 1,20

Окончание табл.9

1	2	3	4	5	6		7	8	9	10	11
Более 3,5	0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0	3,40 4,60 6,00 7,40 9,00 10,00	2,90 3,80 4,70 5,80 7,10 7,30	2,50 3,10 3,70 4,70 5,60 5,70		2,00 2,40 2,90 3,40 4,30 5,00	1,80 2,10 2,60 2,90 3,60 4,10	1,50 1,80 2,10 2,40 3,00 3,50	1,7 2,00 2,30 2,60 3,00 3,50	1,5 1,80 2,00 2,30 2,60 3,00	1,30 1,50 1,70 1,90 2,10 2,50
*при боковом освещении расчетная точка находится на расстоянии 1м от противостоящей к окнам стены

При расчетах уровень условной рабочей поверхности принимается 0,8м от пола, верх окна можно считать на уровне потолка.
2.6. Методика расчета искусственного освещения
С помощью коэффициента использования светового потока рассчитывают равномерное освещение горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. Определяется световой поток лампы (или ламп) в светильнике (F), лм:

F = E∙S∙k_з∙z /n∙N∙ η,

где Е - нормируемая освещенность по СНиП 23-05-95, лк; k_з -коэффициент запаса, для помещений общественных зданий К_з=1,5;

S - площадь освещаемой поверхности, м²; z - коэффициент неравномерности освещения (принимается для люминесцентных ламп равным 1,1; для ламп накаливания - 1,15);n - число ламп в светильнике; N - число светильников; η - коэффициент использования светового потока, в долях единицы (табл.10).

Для определения коэффициента использования светового потока (η) находится индекс помещения (i) по формуле:

i = А·В / h·(А+В),

где А и В - длина и ширина помещения, м;h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Коэффициент η определяется по таблице 10, с учетом коэффициентов отражения потолка и стен.

По рассчитанному световому потоку выбирается ближайшая стандартная люминесцентная лампа (табл.11). Допускается отклонение величины светового потока выбранной лампы не более чем на (-10 …+20%). При невозможности выбора лампы с таким приближением, корректируется число светильников.

Таблица 10

Коэффициент использования светового потока для светильников

с люминесцентными лампами, %

Индекс помещения, i	Светильник с диффузно- рассеивающим отражателем и с четырьмя лампами по 220В, 30 Вт, тип ЦНИПС-ОД-9, ЦНИПС-ЛД-10										Светильник с матированными стеклом снизу и двумя лампами по 220В,30Вт												Светильник полуцилиндрический из молочного стекла или пластмассы с двумя лампами по 220 В, 30 Вт
	При коэффициенте отражения потолка и стен
	70			50				30				70				50				30				70				50				30
	50	30	10		50	30	10		30	10			50	30	10		50	30	10		30	10			50	30	10		50	30	10		30	10
0,6	37	32	28		37	32	32		31	28			23	19	16		21	17	16		16	14			22	18	15		20	17	14		15	14
0,8	46	41	38		45	40	40		41	37			28	24	22		26	22	22		21	19			27	23	20		25	21	19		20	18
1,0	50	46	43		49	46	46		45	43			31	27	25		29	25	25		23	21			30	26	24		28	25	22		23	21
1,5	58	54	50		56	52	52		52	50			38	34	30		34	30	30		28	26			36	32	29		32	29	27		27	25
2,0	62	59	56		61	58	58		57	56			42	38	34		37	34	34		31	29			40	36	33		36	33	30		30	28
3,0	69	66	63		67	64	64		64	62			48	43	40		42	39	40		35	33			45	41	38		40	37	34		34	33
4,0	72	69	67		70	68	68		67	65			51	47	44		45	41	44		39	36			48	45	42		43	40	37		37	35
5,0	74	71	69		72	69	69		68	67			53	49	47		47	43	47		41	38			50	46	44		45	42	38		38	37