Исследование осветительных условий и расчёт освещения производственных помещений
При подготовке к измерениям установить измерительную головку прибора в месте, где необходимо измерить освещенность и коэффициент пульсации. Индикаторньтй блок можно разместить в месте, удобном для снятия показаний с индикаторного табло. Включить прибор, для этого переключатель 1 установить в положение «оn». При этом в левой части на цифровом табло индицируется значение освещенности в люксах (Lx… Читать ещё >
Исследование осветительных условий и расчёт освещения производственных помещений (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
/
/
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)
Кафедра «БЖ и ГОЧС»
Лабораторная работа № 1
Исследование осветительных условий и расчёт освещения производственных помещений Выполнил:
Кочнева А.С.
Омск 2012
Цель работы
1) ознакомиться с устройством и порядком применения имеющихся приборов для измерения освещенности на рабочих местах;
научиться определять освещенность на рабочих местах и давать санитарную оценку естественного и искусственного освещения (в соответствии с нормами);
2) научиться производить расчет электрического искусственного освещения производственного помещения.
1.1 Устройство приборов и порядок их применения Для контроля и измерения освещенности и коэффициента пульсаций освещенности применяются люксметры типа «Люксметр — пульсаметр БЖ 1/1м» (рис. 1), при необходимости измерения малых освещенностей с большой точностью — люксметр — пульсаметр семейства ARGUS, ARGUS-07 (рис. 2).
Рис. 1. Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м»
Принцип действия этих люксметров-пульсаметров основан на явлении фотоэлектрического эффекта (превращение световой энергии в электрическую), имеющего место при попадании света на поверхность фотоэлемента, включенного в замкнутую цепь с электрическим прибором.
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным и искусственным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра. Также прибор позволяет количественно оценивать качество освещения (пульсации освещенности), создаваемого лампами накаливания и газоразрядньими лампами различных типов.
Прибор выполнен в настольном исполнении и состоит из двух частей:
Блока 1 измерителя и фотоэлемента 2. Конструктивно фотоэлемент 2 выполнен в виде разборного корпуса, внутри которого расположен светочувствительньтй элемент. Сверху на фотоэлемент могут надеваться насадки 3, осуществляющие ослабление светового потока в 10, 100 и 1000 раз.
Фотоэлемент 2 с помощью кабеля соединен с блоком 1 измерителя. Блок 1 измерителя имеет корпус коробчатого типа, состоящий из двух частей: верхней, на которой закреплена панель с измерительной головкой 4, кнопками 5 выбора режима работы и 6 выбора диапазона измерения, и нижней, которая является дном прибора. Под панелью расположена печатная плата с элементами схемы обработки данных.
На боковой стенке блока 1 измерителя расположен разъем 7 для подключения фотоэлемента 2, а на задней — держатель 8 сетевого предохранителя и сетевой шнур с вилкой 9. На лицевой поверхности блока 1 расположен сетевой выключатель 10.
Люксметр-пульсаметр «БЖ 1/1м» имеет две градуированные в люксах шкалы: одна состоит из 30, вторая — из 100 делений. На каждой шкале точками отмечено начало измерений: на шкале 0−30 точка расположена над отметкой 5, на шкале 0−100 — над отметкой 20. Насадка 3 из белой пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, применяется для уменьшения косинусной погрешности. Эта насадка применяется не самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначение М, Р, Т, для расширения диапазонов измерения. Без насадок люксметром можно измерить освещенность в пределах 5—30 и 20—100 лк. Применяя одновременно насадки КМ, КР, КТ, получают светофильтры с коэффициентом ослабления света, равным соответственно 10, 100, 1000.
Люксметр-пульсаметр «Аргус-07» состоит из индикаторного блока 2 в верхней части которого располагается цифровое индикаторное табло 3. В нижней части индикаторного блока посредством неразъемного соединения подключена измерительная головка 4.
Принцип работы прибора основан на преобразовании светового потока, создаваемого протяженными объектами, в непрерывный электрический сигнал, пропорциональный освещенности, который затем преобразуется аналого-цифровым преобразователем в цифровой код, индицируемый на цифровом табло индикаторного блока.
В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения — полупроводниковый кремниевый фотодиод с системой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность, соответствующую кривой видимости. Показания освещенности индицируются в единицах люкс в левой части, а показания коэффициента пульсации индицируются в процентах в правой части индикаторного табло.
При подготовке к измерениям установить измерительную головку прибора в месте, где необходимо измерить освещенность и коэффициент пульсации. Индикаторньтй блок можно разместить в месте, удобном для снятия показаний с индикаторного табло. Включить прибор, для этого переключатель 1 установить в положение «оn». При этом в левой части на цифровом табло индицируется значение освещенности в люксах (Lx) или в килолюксах (кLx), в правой части табло индицируется значение коэффициента пульсации (К) в процентах.
Значения освещенности меньше 200 лк индицируются с десятыми долями процента (например, показание 150.1 соответствует 150,1 лк). Значение освещенности больше 3000 люке индицируется в килолюксах (например, показание 30.12 соответствует 30,12 клк). Если в центре табло загорается индикатор разряда батареи «П» (питание), необходимо сменить элемент питания.
Рис. 2. Люксметр-пульсаметр «Аргус-07»
1.2 Исследование естественной освещенности в помещениях Таблица 1. Измерение естественной освещенности
Разряд работ в помещении | Вид осве-щения (верхнее, боковое, комбинированное | Измерение освещенности в помещении | Наружная освещен-ностьЕ Н, лк | Коэффициент естественной освещенности КЕО = (ЕВ / ЕН) х 100% | КЕО по нормам (3,4), % | ||
Место замера | Е В, лк | ||||||
IVБ | боковое | у окна | 1,5 | ||||
IVБ | рабочее место (стол) | 17,57 | |||||
IVБ | у противо-положной стены | 5,7 | |||||
На основе сравнения фактического КЕО (минимальное 5,7%) с нормативным (1,5%), естественная освещенность в заданном помещении соответствует нормам.
1.3 Исследование искусственного освещения Таблица 2. Измерение искусственного освещения
Номеропыта | Разряд работыв помеще-нии | Размер Объекта различения, мм | Светлотафона, контраст объекта с фоном | Источник света (лампы накаливания или газоразрядные) | Система освещения | Место замера | Освещенность | ||
Фактическая | Наименьшая по нормам Е min, лк | ||||||||
IVБ | от 0,5 до 1 | средняя | лампа накаливания | общее | рабочее место (стол) | ||||
IVБ | от 0,5 до 1 | средняя | лампа накаливания | комбиниро-ванное | рабочее место (стол) | ||||
IVБ | от 0,5 до 1 | средняя | лампа накаливания | Местное | рабочее место (стол) | ; | |||
Вывод: на рабочих поверхностях освещенность не соответствует нормами равна Еmin. На рабочих местах необходимо добавить источники света, осветительные приборы, световые проемы.
Таблица 3. Исследование зависимости освещенности от напряжения
Тип лампы | Освещенность, лк, при напряжении, В | |||||||||||||||
Накаливания | 1,5 | 1,3 | ||||||||||||||
Газоразрядная | ||||||||||||||||
Рис. 3. Зависимость освещения от напряжения Вывод: лампы накаливания обеспечивают более устойчивую работоспособность, по сравнению с газоразрядными лампами при значительных колебаниях или низких значениях напряжения, но значение освещенности ламп накаливания ниже значения освещенности газоразрядных ламп.
Таблица 4. Результаты измерения коэффициента пульсации освещенности
Система освещения | Тип источников света (лампы накаливания, ДЛР, газоразрядные) | Значение коэффициента пульсации Кп, % | |
Общая | газоразрядная | ||
Комбинированная | |||
Вывод: для общего искусственного освещения помещений следует использовать, как правило, разрядные источники света, отдавая предпочтение при равной мощности источникам света с наибольшими световой отдачей и сроком службы, обращая внимание на значение коэффициента пульсации; комбинированное освещение применяется в зависимости от разряда выполняемых работ.
Ответы на контрольные вопросы:
1) Какой показатель характеризует естественное освещение?
Естественное освещение характеризует коэффициент естественной освещенности е (КЕО). КЕО — это относительная величина, показывающая, во сколько раз освещенность внутри здания меньше освещенности снаружи, выраженная в процентах. Определяется по формуле:
е = (ЕВ / ЕН) х 100%,
где ЕВгоризонтальная освещенность в какой-либо точке М внутри помещения, освещаемой светом видимого через проем окна участка небосвода, лк;
ЕН — одновременная освещенность наружной горизонтальной плоскости, освещаемой равномерно рассеянным светом всего небосвода, лк.
2) Какие показатели характеризуют искусственное освещение?
Искусственное освещение характеризуют показатели величины освещенности рабочей поверхности Е (лк), коэффициента пульсации освещенности Кп (%) и ослепленности Р (отн. ед.), наличия прямой и отраженной блесткости.
3) Что такое стробоскопический эффект и какими причинами он вызван?
Стробоскопический эффект — это эффект, вызывающий искажение восприятия движущихся предметов. Например, если смотреть на вращающийся в пульсирующем световом потоке диск (колесо), то, как правило, кажется, что он остановился или вращается в обратную сторону. Такое явление чрезвычайно опасно, так как человек не может визуально контролировать скорость и направление движения вращающихся деталей.
Стробоскопический эффект при освещении газоразрядными источниками света объясняется тем, что при включении лампы в сеть переменного тока стандартной частоты 50 Гц имеются моменты, когда в лампе нет тока и световой поток ее значительно снижается.
4) Какие мероприятия применяются для снижения пульсации освещенности при использовании газоразрядных ламп?
Это явление может быть практически полностью устранено применением двухили трехламповых схем включения, а также питанием токами повышенных частот, например 400 Гц. При работе ламп накаливания стробоскопический эффект не наблюдается благодаря тепловой инерции нити накала.
5) Как влияют разряд зрительной работы, фон и контраст объекта с фоном на величину наименьшей требуемой освещенности (по прил. 2)?
Чем меньше разряд зрительной работы, тем более жёсткие требования к освещению помещения. При первом разряде зрительной работы наименьшая величина требуемой освещённости составляет 1250 Лк. С увеличением разряда работы это нормируемое наименьшее значение освещения уменьшается.
Расчет электрического искусственного освещения
№ варианта | Наименование, размер помещения | Расчетная высота подвеса светильников, hp, м | Разряд зрительной работы | Фон | Освещенность по ОСТ32.9.81 и СниП 11−4-79 (общ. осв.) Еmin, лк | Тип светильника | Источник света | Коэффициент отражения | ||||
Сп, % | Сст, % | Ср. п., % | ||||||||||
Дизель — генераторная со средним выделением пыли 5?6 | 3,0 | 8,а | темный | ППД-200 | Лампа накаливания | 1.2 | ||||||
а б
Рис. 1. Расчетные схемы Определяется по выбранному типу светильника рекомендуемое значение — отношение расстояния между светильниками Lсв к расчетной высоте их подвеса над рабочей поверхностью hp. (табл. П. 3). = 1,4; затем из этого находится
Lсв = hp. (1)
Lсв = 1,2 3 = 3.6м .
Расстояние L1 от стены до первого ряда светильников при наличии рабочих мест у стен определяют по формуле:
L1 = (0,2 … 0,3) Lсв, (2)
L1 = 0,238 3.6 = 0.85 м.
Расстановка рабочих мест в помещении выбирается самостоятельно. Расстояние между крайними рядами светильников по ширине Lш и длине Lд помещения определяется по формулам:
Lш = в — 2 L1; Lд = а — 2 L1; (3)
Lш = 6 — 2· 0.85 = 4.3 м; Lд = 5 — 2 · 0.85 = 3.3 м.
Определяется число светильников, устанавливаемых в заданном помещении. Сначала определяется общее количество рядов светильников по ширине nш и длине nд помещения:
nш = Lш / Lсв + 1; nд= Lд / Lсв + 1; (4)
nш = 4.3 / 3.6 + 1 = 2 шт.; nд= 3.3 / 3.6 + 1 = 2 шт.,
затем — общее число светильников: nобщ = nш nд = 2 · 2 = 4 шт.
Определяется расчетный (потребный) световой поток одной лампы:
Фл = Еmin S K Z / (nобщ), (5)
Где Еmin — минимальная нормируемая освещенность на рабочих поверхностях, лк (определяется по табл. П. 2 или [3]);
S - освещаемая площадь помещения, м;
К - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение ламп и светильников в зависимости от характеристики работ (принимается по [2, табл. 4.9] или [3, табл. 1.1]). К = 1,3;
Z — отношение средней освещенности к минимальной, при освещении лампами накаливания Z = 1,15;
nобщ — число светильников;
— коэффициент использования светового потока (в долях единицы),
т. е. отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп.
Коэффициент использования зависит от характеристики светильника, размеров помещения, окраски потолка, поэтому для его определения необходимо знать коэффициенты отражения потолка n, стен cm, рабочей поверхности p.n, и индекс помещения i.
Коэффициенты n, cm, p.n зависят от характеристики помещения (указывается в задании или определяется по [2, табл. 5.1, с. 126]).
Индекс помещения подсчитывается по формуле:
i = ав / (hр (а + в)), (6)
где, а — длина помещения, м;
в — ширина помещения, м;
hр — расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.
i = 5 · 6 / (3 · (5 + 6)) = 0,9.
По типу светильника, индексу помещения и коэффициентам отражения n, cm, p.n определяется коэффициент использования светового потока для ламп накаливания в справочной книге [2, с. 128 — 133], для ламп ДЛР ;
в [2, с. 134 — 135], для люминесцентных — в [2, с. 136 — 143]. Для ламп накаливания = 0,41. Примечание. В формуле (5) для определения расчетного светового потока одной лампы Фл необходимо учитывать число ламп, находящихся в светильнике.
Фл = 75 · 30 · 1,5 · 1,15 / (4 · 0,41) = 2366 Лм.
6) По напряжению на лампе Uл и световому потоку одной лампы Фл выбрать стандартную лампу необходимой мощности: лампу ДЛР — из [2, с. 28]; лампу накаливания — из; люминесцентную — из.
При напряжении на лампе 220 В выбираем тип лампы Г, мощность 200 Вт, размер D = 81 мм, L = 175 мм, Фтабл = 2800 Лм.
Разность между табличным Фтабл и расчетным потоком Фл, как правило, допускается в пределах от -10 до +20%.
Д = (2800−2366) · 100 / 2800 = 15.5%.
Определить действительную освещенность:
Едейств = Фтабл nобщ / (S К Z). (11)
Едейств = 2800 · 4 · 0,41 / (30 · 1,5 · 1,15) = 88.74.
Сравнить Едейств с нормируемой Еmin .
электроосветительный прибор уровень освещенность Вывод: При заданной площади помещения и с учётом специфики проведения производственных работ в нём я рассчитала необходимое количество электроосветительных приборов для поддержания необходимого нормируемого уровня освещённости. При расчетах было выбрано 4 светильника с лампой накаливания напряжением 220 В, мощностью 200Вт, световым потоком в 2800 Лм. Выявлено, что условия освещения приемлемы для данного помещения Едейств> Еmin (88.74>75).