Курсовая работа (т): Искусственное освещение

Местное освещение рабочих мест, как правило, должно быть оборудовано регуляторами освещения.

Местное освещение зрительных работ с трехмерными объектами различения следует выполнять:

при диффузном отражении фона - светильником, отношение наибольшего линейного размера светящей поверхности которого к высоте расположения ее над рабочей поверхностью составляет не более 0,4 при направлении оптической оси в центр рабочей поверхности под углом не менее 30° к вертикали;

при направленно-рассеянном и смешанном отражении фона - светильником, отношение наименьшего линейного размера светящей поверхности которого к высоте расположения ее над рабочей поверхностью составляет не менее 0,5, а ее яркость - от 2500 до 4000 кд/м².

Яркость рабочей поверхности не должна превышать значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Коэффициент пульсации освещенности на рабочих поверхностях при питании источников света током частотой менее 300 Гц не должен превышать значений.

Коэффициент пульсации не ограничивается:

при частоте питания 300 Гц и более;

для помещений с периодическим пребыванием людей при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

В помещениях, где возможно возникновение стробоскопического эффекта, необходимо включение соседних ламп в 3 фазы питающего напряжения или включение их в сеть с электронными пускорегулирующими аппаратами.

                                                                                                                                            4. Источники искусственного освещения

Для искусственного освещения производственных помещений используются разрядные лампы и лампы накаливания.

В лампах накаливания (ЛН) свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур.

К преимуществам ламп накаливания относятся их инерционность, компактность, включение в сеть без дополнительных устройств, независимость от окружающей среды и температуры, возможность работы при постоянном и переменном токе, налаженность в массовом производстве, малая стоимость, небольшие размеры, отсутствие мерцание и гудения при работе на переменном токе, отсутствие в спектре ультрафиолетового излучения, высокую надежность работы.

К недостаткам ламп накаливания следует отнести: низкая светоотдача 7...20лм/Вт, небольшой срок службы (1500 часов), преобладание в спектре желтовато-красных лучей, которые искажают цветовое восприятие, низкий КПД (3-4%). В силу перечисленных недостатков лампы накаливания имеют ограниченное применение. В частности для освещения в производственных помещениях лампы накаливания применяют:

·   для аварийного и эвакуационного освещения;

·   в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение не более 42 В;

·   в помещениях с кратковременным пребыванием людей;

·   для местного освещения;

·   в случаях, когда применение разрядных ламп невозможно по технологическим причинам (низкая температура воздуха, вибрация).

Галогенная лампа - лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ, пары галогенов(брома или йода). В галогенной лампе йод, окружающий тело накала, вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя их осаждению на колбе. Этот процесс является необратимым - при высоких температурах вблизи тела накала соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются либо на самой спирали, либо возле нее. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру лампы и продлить срок службы (до 2000 час).

Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Колба лампы заполнена инертным газом - аргон- криптоновой смесью. В качестве люминофора, как правило, применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Подбирая состав люминофоров можно создать излучение любого спектра.

Основными недостатками ЛЛ являются:

·   относительная сложность схемы включения;

·   ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности;

·   невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от постоянного тока;

·   зависимость характеристик от температуры внешней среды,

·   значительное снижение потока к концу срока службы,

·   вредная для зрения пульсация светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц.

Достоинством ЛЛ является значительная светоотдача (75... 85лм /Вт), экономичность, срок службы достигает 12000 часов, благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному, равномерность светового потока и сравнительно невысокая яркость. ЛЛ выпускаются нескольких типов:

Д - дневного света;

Б - белая;

ХБ - холодно-белая;

ТБ - тепло-белая;

Ц - правильной цветопередачи;

Р - рефлекторная (с внутренним отражающим слоем);

К - кольцевая.

Люминисцентные лампы рекомендуются:

в системе одного общего освещения I-Y разряда зрительных работ (браковочные операции, сварочные цехи, учебные помещения, проектно-конструкторские бюро и т.д.);

для общего освещения в системе комбинированного освещения во всех случаях;

для общего и местного освещения в производствах, где необходимо правильное различение цветности поверхности (малярное отделение, сортировка в приборостроительной промышленности);

в помещениях с недостаточным естественным освещением.

Для производственных целей широко используются также ртутные лампы (РЛ) высокого давления, такие как ДРЛ - дуговые ртутные люминисцентные и ДРИ - дуговые ртутные лампы с излучающими добавками (иодида натрия, индия, теллурия). ДРЛ могут использоваться без люминофора, поскольку в спектре более 50% излучения составляет видимое излучение, около 40% - УФ. Однако это приводит к сильному искажению

цвета предметов, особенно человеческой кожи, вследствие, отсутствия излучения в оранжево-красной части спектра. Недостатком ламп ДРЛ является присутствие в спектре некоторой доли УФ излучения, что может неблагоприятно сказаться на состоянии здоровья работающих. Качество цветопередачи ламп типа ДРЛ намного хуже, чем у ЛЛ. Световая отдача составляет 50... 60 лм/Вт. Кроме того, лампы ДРЛ вызывают большую пульсацию светового потока (63... 74%). На их зажигание также влияет температура окружающей среды и снижение напряжения сети.

Применению ДРЛ благоприятствует:

большая высота помещений;

трудность доступа к светильникам;

работа с поверхностями без выраженной цветности (металл, бетон);

отсутствие специальных требований к качеству освещения;

низкая температура окружающей среды ( ниже +10^оС).

При выборе источников света предпочтение следует отдавать люминисцентным лампам как более экономичным и обладающим более благоприятной цветностью излучения.

Создание в производственных помещениях качественного и экономичного освещения обеспечивается применением рациональных светильников.

Распределение света в пространстве - одна из важнейших светотехнических характеристик светильника, которая описывается кривыми силы света.

Кривой силы света (КСС) называется зависимость силы света светильника от меридиальных и экваториальных углов, получаемая сечением фотометрического тела светильника плоскостью. Под фотометрическим телом понимается геометрическое место концов радиусов - векторов, выходящих из светового центра светильника, длина которых пропорциональна силе света в соответствующем направлении.

Светильник - это осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов, содержащее источник света (лампу) и светотехническую арматуру. Светотехническая арматура перераспределяет свет источника света (ИС) в пространстве или преобразует его свойства (изменяет спектральный состав излучения или поляризует его). Наряду с этим светотехническая арматура выполняет функции защиты лампы от воздействия окружающей среды, механических повреждений, обеспечивает крепление лампы и подключение к источнику питания.

Важнейшей светотехнической характеристикой светильника является светораспределение, т.е. распределение его светового потока в пространстве. В зависимости от отношения светового потока, направляемого в нижнюю полусферу, к полному световому потоку светильники подразделяют на пять классов. Светильники прямого света способствуют концентрации большей и части светового потока на рабочих поверхностях. Такие светильники рекомендуется применять в производственных цехах высотой 4... 10 м при невысоких коэффициентах отражения стен.

Светильники отраженного света основную часть светового потока направляют вверх. Они должны применяться в тех помещениях, где нет пыли, а стены и потолок светлые. Такое освещение рекомендуется для чертежно-конструкторских бюро и других помещений, когда необходимо особо равномерное распределение яркости по помещению, а также для работ с блестящими поверхностями (металл, стекло).

Светильники рассеянного света распределяют световой поток более или менее равномерно в обе полусферы. Их изготавливают из молочного или матового стекла и также применяют в помещениях со светлым потолком и стенами, где требуется большая равномерность освещения.

Светильники преимущественно прямого света и преимущественно отраженного света распределяют световой поток преимущественно вниз или вверх.

5. Основные требования к производственному освещению

Рациональное искусственное производственное освещение в приборостроительной и машиностроительной промышленности, отвечающее требованиям существующих санитарных норм и строительных правил обеспечивает возможность нормальной деятельности человека. От особенностей устройства освещения в значительной степени зависят производительность труда и качество выпускаемой продукции.

Основная задача освещения на производстве - создание наилучших условий для видения. Эту задачу можно решить только осветительной системой. Система освещения должна создавать освещенность на рабочем месте, соответствующую характеру зрительной работы. Характеристиками зрительной работы являются:

наименьший размер объекта различения - наименьший или эквивалентный (для протяженных объектов различения, имеющих длину больше их двойной ширины) размер рассматриваемого предмета, который необходимо различить в процессе работы (например, при работе с контрольно-измерительными приборами - толщина линии градуировки шкалы, при чертежных работах - толщина самой тонкой линии на чертеже);

фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения (р). Коэффициент отражения определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад

р= Ф_отр/ Ф_пад.                                                                                    (4)

Фон считается:

светлым - при р > 0,4;

средним - при р = 0,2 ... 0,4;

темным - при р < 0,2.

Система освещения должна обеспечивать достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства.

Для повышения равномерности естественного освещения больших цехов (литейных, механосборочных, гальванических) осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска производственного оборудования способствует созданию равномерного распределения яркостей в поле зрения.

Система освещения не должна создавать резких теней. Их наличие создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается производительность труда.

В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость.

Прямую блескость ограничивают уменьшением яркости источников света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников. Отраженную блескость ослабляют правильным выбором направления светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности.

Величина освещенности должна быть постоянной во времени.

Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией питающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения разрядных ламп.

Все элементы осветительных установок - светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети - должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара и взрыва.

6. Нормирование и расчет

Для искусственного освещения нормируемый параметр - освещенность. СниП 23-05-95 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящего действия открытых источников света и освещенных поверхностей с чрезмерной яркостью (блескостью) нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

Расчет электрического освещения выполняют при проектировании осветительных установок для определений общей установленной мощности и мощности каждой лампы или числа всех светильников.

Основной задачей расчета искусственного освещения является определение числа светильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значения освещенности.

Для расчета искусственного освещения используют один из трех методов: по коэффициенту использования светового потока, точечный и метод удельной мощности.

При расчете общего равномерного освещения основным является метод использования светового потока, создаваемого источником света, и с учетом отражения от стен, потолка, пола.

Расчет освещения начинают с выбора типа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и класса помещений по взрывопожароопасности.

Расчет количества светильников производиться по формуле (4.1):

,                                                                 (4.1)

где N - количество светильников;

Ен - нормированная освещенность, лк;

S - освещаемая поверхность, ;

к - коэффициент запаса;

z - коэффициент минимальной освещенности, для ламп накаливания и ДРЛ z=1,15, для люминесцентных ламп z=1,1;

η - коэффициент использования светового потока;

n - число ламп в светильнике.

Нормированную освещенность (Ен) принимают по СНиП 23-05-95, в соответствии с принятой системой освещения и условиями зрительной работы.

Количество рядов определяют методом распределения по площади (развешивания) для достижения равномерной освещенности. Основным параметром для развешивания светильников является отношение высоты подвески (Нр) к расстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение.

Отношение Нр/L принимаются в пределах 1.4÷2.

Коэффициенты использования светового потока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i и коэффициентам отражения потолка (ρn), стен (ρc), и пола (ρp) .

Индекс помещения

i= ,                                                                         (2.2)

где А и Б - соответственно длина и ширина помещения, м;

Нр - высота подвеса светильников, м.

7. Расчетная часть

В этой части курсовой работы выполнен расчет искусственного освещения методом по коэффициенту использования светового потока для помещения пользователей станков в соответствии с СНиП 23-05-2013 и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

Описание помещения пользователей станков

Характеристики помещения:

- длина 10 м;

ширина 3,5 м;

высота 4,5 м;

интерьер: белый потолок, стены покрашены светло-желтой краской, пол покрыт линолеумом светло-коричневого цвета.

Основной метод расчета - по коэффициенту использования светового потока, которым определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком.

Расчет освещения начинают с выбора типа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и класса помещений по взрывопожароопасности. Выбираем тип светильника - ЛСП 02, количество ламп n₂=2.

Нормированную освещенность (Ен) принимают по СНиП 23-05-95-2010, в соответствии с принятой системой освещения и условиями зрительной работы и принимается по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 - 400 лк.

коэффициент использования светового потока (η) - η=0,63.

-коэффициент запаса (к) - 1,5.

Коэффициент минимальной освещенности (z) для люминесцентных ламп равен 1,1.

Вычисляется освещаемая поверхность S=10*3.5*4.5= 157.5 ;

В соответствии с ГОСТ 6825-74 выбирается тип лампы - ЛБ мощностью 80 ватт, световой поток Ф_л = 5220 лм.

Расчет количества светильников производится по формуле :

,

где

N- количество светильников;

Ен - нормированная освещенность, лк.

S- освещаемая поверхность,

к- коэффициент запаса,;

z - коэффициент минимальной освещенности

Фл - световой поток лампы, лм;

η - коэффициент использования светового потока;

n - число ламп в светильнике.

N=

Т.к. в качестве светильников были выбраны ЛСП-02, то для того, чтобы обеспечить освещенность 400 лк необходимо взять 15 светильников по 2 лампы типа ЛБ80 в каждом, расположенных в три ряда.

Коэффициенты использования светового потока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i

Индекс помещения

i= ,                                                                         (2.2)

где А и Б - соответственно длина и ширина помещения, м;

Нр - высота подвеса светильников, м.

i=

Для достижения равномерной освещенности помещения ряды светильников размещаются на расстоянии друг от друга в соответствии с критерием:

.

.1 Схема расположения ЛСП 02

Рис. 1

Заключение

Из полученного в данной курсовой работе расчета следует, что правильно организованное освещение рабочего места обеспечивает сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства в помещении 157 м² необходимо общее освещение помещения со световым потоком 5220 лм, для чего необходимо наличие 15 светильников типа ЛСП-02 с двумя лампами типа ЛБ80.

искусственный освещение поток

Литература

1.Конспект лекций по курсу безопасность жизнедеятельности.

.СНиП 23,05-95. Естественное и искусственное освещение.- М.: Минстрой, 1995.- 35 с.

.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требованию к искусственному освещению помещений производственных и складских зданий

. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие/ Б.П. Платонов, Г.В.

Пачурин, А.Б. Елькин и др.; под редакцией К.Н.Тишкова. НГТУ.-Н.Новгород, 2005.- 262 с.

. Методические указания для выполнения курсовой работы по курсу Безопасность жизнедеятельности для студентов специальности ТР.