БЖД. Тема создание оптимальной
 Скачать 4.58 Mb.
|
|
светильники, представляющие собой совокупность источника и арматуры. Арматура служит для перераспределения светового потока, защиты работающих от ослепленности, а источника от загрязнения. Основными характеристиками арматуры являются: кривая распределения силы света, защитный угол и коэффициент полезного действия. В зависимости от светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, различают светильники: прямого света (п), у которых световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляет более 80%; преимущественно прямого света (Н) 60–80%; рассеянного света (Р) 40–60%; преимущественно отраженного света (В) 20–40%; отраженного света (О) менее 20%. На рис. 48 показаны некоторые виды светильников. По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости светильники разделяют на семь классов: Д, Л, Ш, М, С, Г, К (рис. 49). Защитный угол светильника характеризует угол, который обеспечивает светильник для защиты работающих от ослепленности источником (рис. 50). Рис. 48. Светильники: а – «Универсалы» (прямого света); б – типа ПУ-200; в – ПУ-100; г – типа ВЗГ (взрывобезопасный, газонаполненный); д – «Глубокоизлучатель» (прямого света); е – «Люцетта» (рассеянного света); ж – «Молочный шар» (рассеянного света); з – потолочный ПСХ; и – типа ОД (подвесной открытый дневного света со сплошными отражателями); к – типа ПВЛ (пылевлагозащитный, Рис. 49. Кривые распределения силы света светильника: К – концентрированная; Г – глубокая; Д – косинусная; Л – полуширокая; Ш – широкая; М – равномерная; С – синусная 26 люминесцентный) Расчет искусственного освещения производственного помещения ведется в следующей последовательности. 1. Выбор типа источников света. В зависимости от конкретных условий в производственном помещении (температура воздуха, особенности технологического процесса и его требований к освещению), а также светотехнических, электрических и других характеристик источников выбирается нужный тип источников света. 2. Выбор системы освещения. При однородных рабочих местах, равномерном размещении оборудования в помещении принимается общее освещение. Если оборудование громоздкое, рабочие места с разными требованиями к освещению расположены неравномерно, то используется локализованная система освещения. При высокой точности выполняемых работ, наличии требования к направленности освещения применяется комбинированная система (сочетание общего и местного освещения). 3. Выбор типа светильника. С учетом потребного распределения силы света, загрязненности воздуха, пожаровзрывоопасности воздуха в помещении подбирается арматура. 4. Размещение светильников в помещении. Светильники с лампами накаливания можно располагать на потолочном перекрытии в шахматном порядке, по вершинам квадратных полей, рядами. Светильники с люминесцентными лампами располагают рядами. Схемы размещения светильников приведены на рис. 51. При выборе схемы размещения светильников необходимо учитывать энергетические, экономические, светотехнические характеристики схем размещения. Так, высота подвеса h и расстояние между светильниками l связаны с экономическим показателем схемы размещения λ Э зависимостью λ Э = l/h. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников. На основании принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество. 5. Определение потребной освещенности рабочих мест. Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23–05–95*, как это было изложено выше. 6. Расчет характеристик источника света. Для расчета общего равномерного освещения применяется метод коэффициента использования светового потока, а расчет освещенности общего локализованного и местного освещения производится с помощью точечного метода. При расчете требуемого светового потока источников света F методом коэффициента использования применяется формула Рис. 50. Защитный угол: а – создаваемый отражателем; б – создаваемый экранирующей решеткой Рис. 51. Схемы размещения светильников: а – равномерное; б – шахматное; в – прямоугольное; г – рядами; д – параметры размещения светильника: Н – высота помещения; h – расчетная высота; h p – высота рабочей поверхности над полом; h c – расстояние светильника от перекрытия 27 H E SZK F N , где Е Н – нормативная освещенность, лк; S – освещаемая площадь, м 2 ; Z – коэффициент допустимой неравномерности освещенности в пространстве: Z = E ср /E min ≈ 1,1–1,5; К – коэффициент запаса, учитывающий ухудшение характеристик источников при эксплуатации; N – число светильников; η– коэффициент использования светового потока. Коэффициент использования определяется по индексу помещения i n и коэффициентам отражения потока, стен и пола по специальной таблице. Индекс помещения рассчитывается по формуле n ab i h a b , где а и b – длина и ширина помещения; h – высота подвеса светильников. В расчете освещенности точечным методом используется формула 2 cos лк J E r , где J – нормативная сила света на данную точку поверхности, кд; r – расстояние от источника до точки поверхности, м; α – угол, образованный нормалью к освещаемой поверхности и падающим на поверхности лучом (рис. 52). Для ориентировочного расчета мощности потребного источника используется метод удельных мощностей. Мощность источника определяется по формуле л PS Р N , где Р – потребная удельная мощность осветительных приборов на единицу освещаемой поверхности, Вт/м 2 ; S – площадь освещаемой поверхности, м 2 ; N – принятое число светильников. После определения характеристики потребного источника освещения подбирается стандартный источник. Его характеристика может иметь отклонения в пределах от –10% до +20% от расчетной. Естественное освещение создается солнечным светом через световые проемы. Для определения потребных площадей световых проемов используются зависимости: – для бокового освещения (площадь окон) 0 1 100 n н o o S e h K S r , – для верхнего освещения (площадь световых фонарей) 0 2 100 n н ф ф S e h S r , Рис. 52. К расчету освещенности точечным методом 28 где S п – площадь пола, м; е н – нормативное значение КЕО; h о , h ф – световая характеристика соответственно окон и фонарей; К – коэффициент учета затенения окон противоположными зданиями; r 1 , r 2 – коэффициенты, учитывающие повышение КЕО при боковом и верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения; τ 0 – общий коэффициент светопропускания светопроемов. В основе расчета КЕО лежит зависимость его от прямого света небосвода и света, отраженного от поверхностей зданий и помещений. Так, при боковом освещении 0 1 зд e E q E K , где E , E зд – геометрические коэффициенты освещенности от небосвода и противоположного здания; q – коэффициент учета неравномерной яркости небосвода; К – коэффициент учета относительной яркости противостоящего здания; 0 – коэффициент светопропускания световых проемов; r 1 – коэффициент учета роста КЕО за счет отражения света от поверхностей помещения. Геометрические коэффициенты освещенности определяются графически по методу Данилюка путем подсчета числа участников (секторов) небосвода, видимых в светопроеме в вертикальной и горизонтальной плоскости n 1 , n 2 (рис. 53). КЕО определяется для характерных точек помещения. При одностороннем боковом освещении принимается точка, расположенная на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов. При двустороннем боковом освещении определяется КЕО в точке посредине помещения. Кроме того, применяются аварийное, эвакуационное, охранное, сигнальное освещение, а также специальное, например эритемное для помещений в районах Крайнего Севера. Цветовое оформление оборудования и производственного помещения. В производственной среде цвет используется как средство информации и ориентации, как фактор психологического комфорта и как композиционное средство. Цвет оказывает влияние на работоспособность человека, на утомление, ориентировку, реакцию. Холодные цвета (голубой, зеленый, желтый) действуют успокаивающе на человека, теплые цвета (красный, оранжевый) действуют возбуждающе. Темные цвета оказывают угнетающее действие на психику. При выборе цвета, цветовом оформлении интерьера нужно руководствоваться указаниями по рациональной цветовой отделке поверхностей производственных помещений и технологического оборудования ГОСТ Р 12.4.026–2001. Цветовое решение интерьера характеризуется цветовой гаммой, цветовым контрастом, количеством цвета и коэффициентами отражения. Цветовая гамма – это совокупность цветов, принятая для цветового решения интерьера. Она может быть теплой, холодной и нейтральной. Для литейных, кузнечных, термических цехов целесообразна холодная цветовая гамма. Рис. 53. К определению числа участков небосвода видимых по высоте светового проема (а) и по его ширине (б) 29 Цветовой контраст – это мера различия цветов по их яркости и цветовому тону. Цветовой контраст может быть большим, средним и малым. Количество цвета – это степень цветового ощущения, зависящая от цветового тона, насыщенности цвета объекта и фона, от соотношения их яркостей и угловых размеров. При выборе цветового решения интерьеров нужно учитывать категорию работы, ее точность, санитарно-гигиенические условия. Значительная роль в интерьере принадлежит выбору коэффициентов отражения (Р) поверхностей. Потолки помещений окрашиваются в белый цвет или близкие к белому цвету. В светлые тона окрашиваются фермы, перекрытия. Нижняя часть стен окрашивается в спокойные тона (светло-зеленый, светло-синий). Металлорежущие станки окрашиваются в светло-зеленый цвет, литейное оборудование – в бежевый, термическое – в серебристый, транспортные механизмы – в зеленый. Согласно ГОСТ Р 12.4.026–2001 «Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначения и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы и испытания», красный цвет используется для предупреждения о явной опасности, запрещении, желтый предупреждает об опасности, обращает внимание, зеленый цвет означает предписание, безопасность, синий – информацию. В желтый цвет окрашиваются тележки, электрокары, подъемные механизмы – желтыми полосами на черном фоне, противопожарное оборудование – в красный цвет. В различные цвета окрашиваются трубопроводы, баллоны: воздуховоды – в голубой, водопроводы для технической воды – в черный, маслопроводы – в коричневый, баллоны для кислорода – в голубой, баллоны для углекислого газа – в черный. Этим же ГОСТом введены знаки безопасности: запрещающие – красный круг с белой полосой; предупреждающие – желтый треугольник с нанесенной на нем опасностью; предписывающие – зеленый круг, внутри которого помещен белый квадрат с предписывающей информацией; указательные – синий прямоугольник с белым квадратом в середине. Защита от шума 30 Источники шума по физической природе шума подразделяют на источники механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного шума. В зависимости от характеристик источника шума выбираются средства коллективной защиты (СКЗ) и индивидуальной защиты (СИЗ). Виды коллективных средств защиты представлены на рис. 54. Выбор СКЗ производится на основе акустического расчета. Цель расчета: определить фактический уровень шума L ф и потребное снижение уровня шума ΔL до допустимой величины L н , т.е. ΔL = L ф – L н В зависимости от места расположения источника проводится акустический расчет: при размещении источника на открытом пространстве или в помещении. Интенсивность шума на открытом пространстве определяется зависимостью WФ I SK , где W – звуковая мощность источника; S – площадь поверхности, на которую распределяется звуковая энергия; К – коэффициент ослабления шума на пути распространения; Ф – фактор направленности. Путем деления левой и правой части приведенной формулы на I 0 и последующего логарифмирования получена формула для расчета уровня звукового давления: 0 10 lg 10 lg W W S L L Ф L S , где L W – уровень звуковой мощности источника; Ф – фактор направленности источника; S, S 0 – соответственно площади поверхностей, на которые распределяется звуковая энергия S = 2πr 2 и S 0 = 1 м 2 , r – расстояние от источника до контрольной точки; ΔL W = 10lgK – снижение уровня шума на пути распространения. При распространении звука в ограниченном звуковом поле, например в жилой застройке или внутри помещений, в формулу для определения L вводятся поправки, учитывающие отражение и поглощение звуковых волн ограждающими поверхностями. Интенсивность шума в помещении определяется зависимостью 4 пр отр РФ P I I I S В , где I пp , I oтp – интенсивность прямого звука от источника и интенсивность отраженного от стен звука. B = A/(1 – α ср ) – постоянная помещения, A = α ср S пов – эквивалентная площадь звукопоглощения, а α ср – средний коэффициент звукопоглощения поверхностей ограждений помещения площадью S пов Путем аналогичных преобразований, приведенных выше, получается зависимость для определения уровня звукового давления источника: Рис. 54. Виды средств коллективной защиты от шума 31 4 10 lg W Ф L L S B Из закономерностей распространения шума и акустического расчета следуют меры защиты от шума: уменьшение звуковой мощности источника; звукопоглощение; звукоизоляция; рациональное размещение источника шума. Уменьшение звуковой мощности источника Мероприятия уменьшения шума источника зависят от природы шума. Механические шумы снижаются за счет уменьшения перехода механической энергии в акустическую путем: повышения точности изготовления машин; уменьшения передаваемых нагрузок и частоты вращающихся частей; замены ударных процессов на безударные; улучшения балансировки вращающихся частей; замены в механизмах возвратно-поступательного движения на вращательное; использования незвучных материалов (пластмассы, незвучные металлы с большим внутренним трением); совершенствования смазки трущихся поверхностей; применения клиноременных и зубчатоременных передач вместо зубчатых. Аэродинамические шумы от перехода энергии газовой струи в аэродинамическую энергию. Снижение аэродинамических шумов достигается: уменьшением скорости обтекания тел; совершенствованием аэродинамических характеристик тел; улучшением аэродинамических характеристик машин (вентиляторов, турбин); трансформацией спектра шума в высокочастотную, ультразвуковую область; снижением градиента скорости струи за счет совершенствования конструкции. Гидродинамические шумы при переходе энергии жидкости в акустическую снижаются за счет: улучшения гидродинамических характеристик насосов; уменьшения турбулентности потока жидкости; использования оптимальных режимов работы насосов; исключения гидравлических ударов рациональной конструкцией гидросистемы; недопущения резких закрытий трубопроводов. Электромагнитные шумы при переходе энергии электромагнитного поля в акустическую. Методами защиты служат: использование в конструкции электрических машин скошенных пазов якоря двигателя; применение плотной прессовки пакетов в трансформаторах; учет влияния на ферромагнитные массы переменных магнитных полей. Звукопоглощение Звукопоглощение основано на переходе энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала. Характеристикой звукопоглощающих свойств материала служит коэффициент звукопоглощения α: 32 погл пад W W , где W пoгл , W пад – звуковая энергия, соответственно поглощенная и падающая на поверхность материала. Звукопоглощающими материалами считаются материалы с коэффициентом звукопоглощения более 0,2. У материалов с развитой пористой структурой (незамкнутые поры) величина коэффициента достигает α = 0,6–0,9. К таким материалам относятся минеральная вата, стекловолокно, древесноволокнистые плиты и т.п. Использование звукопоглощения для снижения шума в помещении именуется акустической обработкой помещения. Акустическая обработка осуществляется различными методами: облицовка внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами; подвеска на потолочные перекрытия звукопоглотителей, выполненных из звукопоглощающего материала. При выборе звукопоглощающего материала учитывается частота шума, а также условия эксплуатации облицовки (запыленность, влажность и др.). Снижение уровня шума методом звукопоглощения определяется зависимостью 2 1 10 lg обл B L B , где В 1 и В 2 – постоянные помещения до и после акустической обработки, В 1,2 = А 1,2 (1–α 1,2 ): А 1,2 – эквивалентные площади звукопоглощения до и после обработки помещения, α 1,2 – средние коэффициенты звукопоглощения до и после обработки. Величина 0,16 V A T , где V – объем помещения в м 3 ; Т – время реверберации, т.е. время, в течение которого уровень звукового давления уменьшается на 60 дБ после прекращения действия источника шума. Наибольший эффект метода звукопоглощения обеспечивается в низких помещениях (до 6–4 м) при высоких частотах шума. Одиночные объемные звукопоглотители используются в помещениях, где затруднена установка облицовки. Звукопоглотители представляют собой геометрические тела различной формы, выполненные из звукопоглощающего материала (рис. 55). Для расчета снижения шума звукопоглотителями используется формула шт A A n , где А шт – эквивалентная площадь звукопоглотителя; n – количество поглотителей. |