Лабораторная работа 3 Расчёт искусственного общего освещения помещений
 Скачать 135.09 Kb.
|
     Лабораторная работа №3«Расчёт искусственного общего освещения помещений» Цель работы: ознакомиться с общими характеристиками естественного и искусственного освещения; измерить освещенность непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра и определить освещенность расчетным методом. Одним из основных вопросов безопасности жизнедеятельности является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест. Правильно спроектированное освещение сохраняет зрение работающего, снижает утомляемость, способствует повышению производительности и безопасности труда, качества выпускаемой продукции и снижению травматизма. Неправильно выбранные при проектировании осветительные приборы и аппаратура, а также нарушения правил их технической эксплуатации могут быть причиной пожара, взрыва, аварии на предприятии. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, к общему утомлению человека. В результате снижается внимание, ухудшается координация движений, что может стать причиной несчастного случая. Повышенная освещенность также неблагоприятно влияет на общее самочувствие и зрение, вызывая, прежде всего, слепящий эффект. При зрительном восприятии предметов наблюдается усталость органов зрения. Степень усталости зависит от степени напряженности зрительных процессов, к которым относятся аккомодация, конвергенция и адаптация. Аккомодация – способность глаза приспосабливаться к ясному видению предметов, находящихся от него на различном расстоянии, посредством изменения кривизны хрусталика. В результате усталости мышц, управляющих зрачком, появляется близорукость и дальнозоркость. Конвергенция – способность глаз при рассмотрении близких предметов принимать положение, при котором зрительные лучи пересекаются на фокусируемом предмете. Оптимальное расстояние до рассматриваемого предмета равно 30–40 см. Адаптация – способность глаза изменять чувствительность в зависимости от воздействия на него раздражителей, например, при изменении яркости или освещенности. Частая переадаптация приводит к утомлению органов зрения за счет многократного изменения диаметра зрачка. В зависимости от источника света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное и совмещенное (смешанное). Естественное освещение оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на здоровье работника. Более благоприятный спектральный состав (наличие ультрафиолетовых лучей) и высокая диффузность (рассеянность) способствуют улучшению зрительных условий работы. В то же время при естественном освещении освещенность во времени и пространстве непостоянна, зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете. По конструктивному исполнению естественное освещение бывает боковым, верхним и комбинированным. Искусственноеосвещение помогает избежать многих недостатков, характерных для естественного освещения, и обеспечить оптимальный световой режим. Однако условия гигиены труда требуют максимального использования естественного освещения, так как солнечный свет оказывает оздоравливающее действие на организм, но не используется в тех помещениях, где это противопоказано технологическими условиями производства. Различают две системы искусственного освещения: систему общего освещения, при которой светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение), и систему комбинированного освещения, когда к общему добавляется местное освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах. Причем общее освещение в системе комбинированного должно составлять не менее 10 % и не менее 200 лк при газоразрядных лампах или 75 лк при лампах накаливания. Местное освещение самостоятельно от общего не применяется. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное, эритемное, бактерицидное. Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на территориях, подлежащих освещению, и предназначено для обеспечения нормальной работы и движения транспорта. На рабочих местах оно должно быть не ниже нормируемого для данного разряда работ. Аварийное освещение устраивают для продолжения работы, когда прекращение работы при выходе из строя рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Оно составляет не менее 5 % от рабочего, но не менее 2 лк внутри зданий. Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей из производственных помещений при авариях и при отключении рабочего освещения; организуется в местах опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, где работает 50 и более человек. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках должна быть не менее 0,5 лк. Дежурное и охранное освещение должно быть достаточным для выполнения функциональных обязанностей, связанных соответственно с несением дежурства и охраной объектов в помещениях и на территории в нерабочее время. Эритемное освещение используется для компенсации недостатка солнечного излучения. Оно стимулирует обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма. Бактерицидное освещение используется для обеззараживания воздуха помещений, например, операционных в больницах. Основные светотехнические величины Для гигиенической оценки освещенности используются светотехнические качественные и количественные показатели. Свет – это видимое электромагнитное излучение в диапазоне длин волн 380–760 нм, которое, попадая на сетчатку глаза, вызывает зрительное ощущение. Количественные показатели К количественным показателям относятся световой поток, освещенность, яркость, сила света и коэффициент отражения. Световой поток Ф– мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм). Освещенность E– поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, падающего на освещаемую поверхность, к площади этой поверхности dS: E =dФ /dS. Единица измерения – люкс (лк). Люкс – это освещенность поверхности площадью 1 м2 при световом потоке падающего на него излучения, равном 1 лм. Освещенность в разных точках рабочего места различна, поэтому отношение Ф / S принимают за среднюю освещенность. Яркость L– отношение силы света dI , излучаемого в рассматриваемом направлении, к площади освещенной поверхности dS: L = dI /dS cos a , где a – угол между нормалью к элементу поверхности dS и направлением, для которого рассчитывается яркость. За величину яркости принят нит (нт), который имеет размерность 1 кд/м2 . Яркость поверхности зависит от силы света, угла падения светового потока на плоскость, цвета поверхности и т. д. Сила света I – это величина пространственной плотности светового потока, которая определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла dω, к величине этого угла: I = dФ / dω. За единицу силы света принята кандела (кд). Коэффициентом отражения Q - отношение отраженного светового потока Фoтр к падающему световому потоку Фпад : Q = Фoтр / Фпад . Различные предметы видимы потому, что световой поток, отраженный ими, частично воспринимается глазом. Величина Q в зависимости от цвета поверхности колеблется в пределах 0,02–0,85. Качественные показатели К качественным характеристикам освещения относятся фон, контраст объекта с фоном, блесткость, видимость, коэффициент пульсации, показатель ослепленности. Фон – поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения. Фон характеризуется коэффициентом отражения R и считается светлым при R > 0,4; средним при R = 0,2- 0,4 и темным, если R < 0,2. Контраст объекта различения с фоном Kхарактеризуется соотношением яркости объекта различения и фона: K=( Lо – Lф )/Lф , где LоиLф – соответственно яркости объекта различения и фона. Контраст считается малым, если K < 0,2 (объект слабо заметен на фоне), средним, если 0,2≤ K ≤ 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости), большим при K > 0,5 (объект резко выделяется на фоне). Чем темнее фон и меньше контраст, тем более высокий уровень освещенности требуется. Блескость – повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций, т.е. ухудшение видимости объектов. Блескость бывает прямая, которая возникает от ярких источников, и отраженная, которую создают поверхности с зеркальным отражением. Видимость Vхарактеризует способность глаза воспринимать объект: V= K / Kпор , где K – контраст между объектом различения и фоном; Kпор – пороговый или наименьший контраст, при дальнейшем уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне. Коэффициент пульсации Kп – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающийся формулой: Kп =(Emax - Emin ) ∙ 100 / (2∙ Eср), где Emax, Emin, Eср – соответственно максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период еѐ колебаний. Показатель ослепленности P– критерий оценки слепящего действия осветительной установки: P = ( S - 1)∙1000, где S–коэффициент ослепленности, равный отношению видимости объекта соответственно при экранировании и при наличии источников, создающих блескость в поле зрения. Требования, предъявляемые к производственному освещению 1.Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими параметрами: - размер объекта различения; - фон; - контраст объекта различения с фоном. 2. Яркость объекта и фона не должны отличаться более чем в 3–5 раз. 3. Отсутствие резких теней на рабочей поверхности. 4. Обеспечение постоянства освещенности на рабочем месте во времени. 5. Отсутствие прямой и отраженной блескости в поле зрения. 6. Рациональное направление светового потока. 7. Обеспечение необходимого спектрального состава светового потока. 8. Безопасность и простота в эксплуатации осветительной установки. Источники искусственного освещения В осветительных установках, предназначенных для освещения предприятий, применяют лампы накаливания и газоразрядные лампы. Лампы накаливания относятся к тепловым источникам света. Нить накала под действием электрического тока нагревается до высокой температуры и излучает поток лучистой энергии. Лампы накаливания имеют низкую стоимость, удобны в эксплуатации, имеют низкую инерционность при включении, надежны при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях, но имеют и ряд недостатков: малую светоотдачу 7–20 лм/Вт; преобладание в спектре желтых и красных излучений; малый срок службы (до 2000 ч); большой нагрев (до 140°С), делающий их пожароопасными. Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например, йода), который повышает температуру накала нити, т.е. светоотдачу, и практически исключает испарение, увеличивая срок службы лампы. Газоразрядные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания. Световая отдача их достигает 135 лм/Вт, срок службы – до 10000 ч, температура поверхности при работе 30–60°С, имеется возможность получения света в любой части спектра. Недостатки газоразрядных ламп: сложность включения в сеть, связанная с необходимостью применения специальных пусковых устройств; длительный период разгорания; зависимость светоотдачи от температуры окружающего воздуха; наличие радиопомех; значительная пульсация светового потока, что ведет к появлению стробоскопического эффекта. Уменьшение пульсации светового потока достигается: включением в разные фазы сети переменного тока трех ламп в светильнике; применением двухламповых светильников с искусственным сдвигом фаз; питанием ламп током повышенной частоты или включением их в сеть с электронной пускорегулирующей аппаратурой. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления. Наибольшее распространение среди газоразрядных ламп получили люминесцентные низкого давления мощностью 8–150 Вт, имеющие цилиндрическую форму и разные по цветности излучения в зависимости от состава люминофора. По спектральному составу видимого света люминесцентные лампы делятся на несколько типов: дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), белого цвета (ЛБ), холодного бело-го (ЛХБ) и теплого белого цвета (ЛТБ). Находят применение для освещения производственных помещений и газоразрядные лампы высокого давления: дуговые ртутные (ДРЛ), галогенные (ДРИ), дуговые ксеноновые трубчатые (ДКсТ), натриевые (ДНаТ) и др. Основными преимуществами газоразрядных ламп перед лампами накаливания являются: - высокая световая отдача (до 110 лм/Вт); - большой срок службы (10000–14000ч); - световой поток ламп по спектральному составу близок к естественному освещению. К недостаткам газоразрядных ламп относятся: - пульсация светового потока с частотой вдвое большей частоты питающего лампы переменного тока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия; - длительный период разгорания; - наличие специальных пускорегулирующих аппаратов, облегчающих зажигание ламп и стабилизацию их работы; - зависимость работоспособности от температуры окружающей среды (рабочий диапазон температур – 10...30 °С); - повышенная чувствительность к снижению напряжения питающей сети; - снижение светового потока к концу срока службы на 50% и более; - создание радиопомех, исключение которых требует специальных устройств. Нормирование освещения Естественное освещение. Нормирование естественного освещения осуществляется по СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*». СП 52.13330.2016 содержит общие положения, где все виды работ в зависимости от размера объекта различения, его контраста с фоном и характеристики фона разбиты на разряды и подразряды. Для каждого разряда и подразряда зрительных работ установлены соответствующие требования к естественному освещению, уровню освещенности и показателям качества освещения. По этим данным можно определить требования к освещению любого вида работ, но это непростая задача, требующая учета и правильной оценки всех факторов, характеризующих работу. Вследствие непостоянства светового потока во времени, естественное освещение в течение дня и в различное время года нормируется по относительной величине – коэффициенту естественной освещенности КЕО ( е). КЕО – это отношение естественной освещенности, создаваемой в заданной точке внутри помещения светом небосводаЕвн , к освещенности горизонтальной поверхности, создаваемой в то же время светом полностью открытого небосвода Енар: е = (Евн / Енар)∙100 % Нормируемое значение КЕО – eн определяется в зависимости от характеристики зрительной работы и системы освещения. Для учета особенностей светового климата в разных районах Российской Федерации КЕО следует определять по формуле: eN= eн∙mN , где N– номер группы обеспеченности естественным светом;eн– нормированное значение КЕО;mN– коэффициент светового климата, mNзависит от номера группы административного района, Nзависит от ориентации световых проемов по сторонам горизонта. При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО, которое должно быть измерено в точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности: – в небольших помещениях – на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; – в крупногабаритных помещениях – на расстоянии 1,5 м высоты помещения. При боковом двустороннем освещении контрольные точки размещаются в середине помещения. При верхнем или комбинированном естественном освещении должно быть измерено среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок. |