Опасные и вредные производственные факторы при холодной обработке металлов

	МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Брянский государственный технический университет

 

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Ректор университета

_____________ А. В. Лагерев  

"____" _____________ 2010 г.

 

 

 

 

 

БЕЗОПАСНОСТЬ  ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

Методические указания к выполнению практической работы

 для студентов всех форм обучения всех специальностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брянск 2010

УДК 614.84

 

Безопасность жизнедеятельности. Расчёт искусственного освещения [Текст] + [Электронный ресурс]: методические указания к выполнению практической работы для студентов всех форм обучения всех специальностей – Брянск: БГТУ, 2010. – 24 с.

 

 

 

Разработали:

А. В. Тотай, д-р техн. наук, проф.,

М. Н. Нагоркин, канд. техн. наук, доц,

С. С. Филин, канд. техн. наук, доц.

Р. Р. Кареев, канд. пед. наук, доц.

 

 

 

 

Рекомендовано кафедрой "Безопасность жизнедеятельности  и химия" (протокол № 1 от 30.08.2010 г)

 

 

 

 

Научный редактор Р. В. Кареев

Редактор издательства Л. И. Афонина

Компьютерный набор  М. Н. Нагоркин

 

 

Темплан 2010 г., п. 265

Подписано в печать    .10.10. Формат 60´84. 1/16. Бумага офсетная.  Офсетная печать.  Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,39. Тираж 40 экз. Заказ     Бесплатно

Брянский государственный технический  университет.

241035, Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7, БГТУ. 58-82-49.

Лаборатория оперативной  полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16.

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Задачей оптимального проектирования осветительных установок является обеспечение с наименьшими затратами  требуемой освещённости и необходимого качества освещения помещений и других объектов с целью создания комфортных и безопасных условий жизнедеятельности людей. Эффективное использование света в производственных условиях – важнейший ресурс повышения производительности труда и обеспечения качества производимой продукции, снижения травматизма и сохранения здоровья людей.

При проектировании осветительных  установок условно выделяют светотехническую и электрическую части проекта. В рамках светотехнической части выбирается система освещения, требуемая освещённость, источники света и световые приборы, тип размещения светильников. По результатам расчётов определяются число ламп и потребляемая мощность, необходимые для обеспечения требуемой освещённости. В электрической части решаются задачи электропитания и электробезопасности осветительных установок.

Цель работы – изучить методы светотехнического проектирования осветительных установок производственных и административных помещений.

Продолжительность работы – 3 академических часа.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

 

Задачей расчёта  искусственного освещения является определение потребной мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещённости Е.

Для этого необходимо определить её конструктивные характеристики, связанные с выбором системы освещения, вида источника искусственного света и осветительного прибора (светильника), способа расположения светильников.

Требуемая освещённость в помещении устанавливается в зависимости от вида выполняемых работ [7].

Системы освещения

При создании установок внутреннего освещения  возможно применение двух систем:

1) общего освещения,  когда светильники расположены  в верхней зоне помещения;

2) комбинированного  освещения, когда не менее 10% нормируемой освещённости создаётся светильниками общего освещения, а остальная – светильниками местного освещения, располагаемыми в непосредственной близости от рабочих мест.

Источники искусственного света

Искусственным источником света называют устройство, предназначенное для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение. В зависимости от вида оптического излучения различают:

1) лампы накаливания (ЛН), видимое излучение от которых получается в результате нагрева электрическим током нити накаливания (вольфрамовой);

2) газоразрядные лампы, в которых излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в инертных газах или парах металлов, а также за счёт явления люминесценции;

3) твердотельные источники света – светоизлучающие диоды, в которых излучение световой энергии происходит в результате рекомбинации зарядов в p-n-переходе полупроводника специального состава.

При выборе источников света следует учитывать их срок службы, световую отдачу, цветопередачу и ряд других характеристик.

Для освещения производственных помещений, как правило, применяют газоразрядные лампы. При температуре воздуха менее +5°С и для местного освещения предпочтение отдаётся лампам накаливания.

Преимущества ламп накаливания – удобство в эксплуатации, низкая инерционность при включении, отсутствие дополнительных пусковых устройств, надёжность работы при колебаниях напряжения, простота в изготовлении, низкая себестоимость. Недостатки – низкая световая отдача, малый срок службы, преобладание в спектре излучения жёлтых и красных лучей, что отличает их от солнечного света. Существуют лампы накаливания различных типов: вакуумные, биспиральные с криптоно-ксеноновым наполнением, газонаполненные биспиральные, зеркальные с диффузно-отражающим слоем, галоидные лампы накаливания с йодным циклом, галогенные лампы.

Преимущества газоразрядных ламп – большая световая отдача, большой срок службы, световой поток любого желаемого спектра. Недостаток – пульсация светового потока, приводящая к стробоскопическому эффекту, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, зависимость работоспособности от температуры окружающей среды и др. Различают газоразрядные лампы: люминесцентные лампы (Л) низкого давления, дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления (ДРЛ), а также ксеноновые трубчатые (ДКсТ), металлогалогенные с излучающими добавками (йода) (ДРИ) и натриевые трубчатые (ДНаТ).

Осветительные приборы (светильники)

Эффективное и качественное освещение невозможно без применения рационально выбранных светильников.

Светильник – это совокупность источников света и осветительной арматуры. Назначение арматуры: 1) перераспределение светового потока; 2) предохранение глаз работающих от воздействия больших яркостей источника света; 3) подвод электрического питания, крепление и предохранение источника света от загрязнения и механического повреждения.

Типа светильников выбирается с учётом характеристик светораспределения, экономических показателей, условий среды, требований взрыво- и пожаробезопасности.

Светильники различают:

1) по характеру распределения светового потока в пространстве –прямого света, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отражённого и отражённого света;

2) по конструктивному  исполнению – открытые, защищённые, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищённые, взрывобезопасные;

3) по назначению – общего и местного освещения.

Для ламп накаливания  наиболее распространенными являются светильники прямого света в  открытом или защищенном исполнении типа "Глубокоизлучатель" и "Универсал", "Астра", УПД, УПМ. К светильникам преимущественного прямого и рассеянного света относятся соответственно "Люцетта" и "Шар молочного цвета". Ряд светильников выпускают для помещений с тяжёлыми условиями среды, для взрывоопасных помещений. Например, у светильников типа ВЗГ (взрывобезопасные) конструкция предусматривает локализацию взрыва внутри светильника.

При использовании люминесцентных ламп для освещения производственных помещений с небольшой запылённостью и нормальной влажностью применяют открытые светильники типа ЛД, ЛОУ, ЛСП, для помещений с большим содержанием влаги и пыли – закрытые светильники типа ПВЛ, ПВЛП (пылевлагозащитный, люминесцентный). Во взрыво- и пожароопасных помещениях рекомендуется устанавливать светильники типа НОГЛ, КОДЛ, РВЛМ. В этих светильниках установлено две и более ламп с разными схемами включения, смещающими фазы пульсаций ламп, что позволяет уменьшить пульсацию суммарного светового потока светильника и исключить стробоскопический эффект.

Расположение светильников

Светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно. Равномерное распределение освещённости обеспечивается при определённом отношении расстояния между центрами светильников L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью h_р. Это отношение характеризуется для каждого типа светильника собственным числом l (прил. 2).

Нормирование  искусственного освещения

В международной практике для каждого вида освещения существуют свои нормированные значения освещённости и правила проектирования осветительных установок. Требования к промышленному освещению регламентируются Федеральными строительными нормами СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение", санитарно-эпидемиологическими правилами СН 2.2.1.1312-03 "Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий". Освещение общественных помещений регламентируется санитарными нормами СапПиН 2.2.1/2.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному освещению жилых и общественных зданий".

СНиП 23-05-95 регламентирует количественные и качественные характеристики искусственного освещения в зависимости от характера зрительной работы, системы освещения и др.

К количественным показателям относятся:

– энергия светового потока Ф, характеризующая мощность светового излучения и измеряемая в люменах (лм);

– сила (интенсивность) света J – пространственная плотность светового потока, измеряемая в канделах (кд);

– освещённость E – поверхностная плотность светового потока, измеряемая в люксах (лк);

– яркость L поверхности (кд × м²).

К качественным показателям относят фон, контраст объекта с фоном, коэффициент ослеплённости, видимость, коэффициент пульсации освещённости, спектральный состав света.

Нормативные значения искусственной  освещённости при рабочем освещении устанавливаются в зависимости от точности и сложности зрительной работы. Точность зрительной работы определяется размером объекта различения и его контрастом с фоном.

В зависимости от размера объекта  различения виды работ делятся на восемь разрядов, которые, в свою очередь, в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на подразряды.

В прил. 1. представлены требования к освещению производственных помещений в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95.

 

МЕТОДЫ РАСЧЁТА ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

Для расчёта искусственного освещения используют в основном три метода: точечный метод, метод удельной мощности и метод светового потока лампы.

Точечный метод  применяют в основном для расчёта локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных плоскостей, а также для проверки расчёта равномерного общего освещения.

Метод удельной мощности является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчётах.

Метод светового  потока, именуемый иногда методом коэффициента использования, обычно используют для определения общего равномерного освещения для горизонтальных рабочих поверхностей.

Порядок расчёта общего освещения методом светового потока

 

1. По прил. 2 в зависимости от типа светильника выбирают коэффициент l. Он определяет такое соотношение максимального расстояния между светильниками L_св(max) и высотой их подвеса над рабочей поверхностью h_р, которое обеспечит равномерность освещения в помещении.

Зная высоту подвеса  светильника h_р (рис. 1), рассчитывают максимально допустимое расстояние между светильниками:

L_св(max) = l ×h_р, [м].

а)

   б)

Рис. 1. Схема размещения светильников:

а – по высоте над рабочей поверхностью; б – в плане помещения

 

2. Определяют расстояние L_1(max) от стены до первого ряда светильников (рис. 1б):

– при наличии рабочих мест у стены:

L_1(max) = (0,2…0,3) L_св(max), [м];

– отсутствии рабочих  мест:

L_1(max) = (0,4…0,5) L_св(max), [м].

Определяют общее число рядов светильников (по ширине помещения):

;

и число светильников в ряду (по длине помещения);

,

где a – длина, b – ширина помещения, для которого рассчитывается система освещения.

Полученные результаты округляют  до ближайшего целого числа, после чего определяют общее расчётное минимальное количество светильников, которое необходимо разместить в помещении:

n_{общ (min)} = n_{ш (min)} × n_{д (min)}.

3. По площади помещения S = a×b и высоте подвески светильника h_р (рис. 1) определяют показатель помещения i:

.

По прил. 3 находят значения коэффициентов отражения потолка r_п, стен r_с и полов r_пол помещения, для которого рассчитывается осветительная установка.

В зависимости от типа светильника и вида лампы определяют коэффициент использования светового потока h_и (прил. 4, 5, 6) по показателю помещения i и коэффициентам отражения потолка r_п, стен r_с и полов r_пол.