Исследование осветительных условий и расчет освещения производственных помещений

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:

Студент гр. 280

Кочнева А.С.

 

 

                                                                                

Руководитель:

Хмельницкий Ю.Н.

 

 

 

 

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

 

Т а б л и ц а 1. Измерение естественной освещенности

Разряд работ  в помещении	Вид осве-щения (верхнее, боковое,  комбинированное	Измерение освещенности  в помещении		Наружная освещен-ность Е Н, лк	Коэффициент естественной освещенности КЕО =  (ЕВ / ЕН) х 100%	КЕО по нормам (3,4), %
		Место       замера	Е В, лк
IVБ	боковое	у окна	4460	7000	64	1,5
IVБ		рабочее место (стол)	1160		17,57
IVБ		у противо-положной стены	400		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

 

Т а б л и ц а 2. Измерение искусственного освещения

Номер опыта	Разряд работы  в помеще-нии	Размер объекта различения, мм	Светлота фона, контраст объекта  с фоном	Источник света (лампы  накаливания или газоразрядные)	Система освещения	Место замера	Освещенность
							Фактическая	Наимень- шая по  нормам Е min, лк
1	IVБ	от 0,5 до 1	средняя	лампа накаливания	общее	рабочее место (стол)	160	200
2	IVБ	от 0,5 до 1	средняя	лампа накаливания	комбиниро-ванное	рабочее место (стол)	519	500
3	IVБ	от 0,5 до 1	средняя	лампа накаливания	Местное	рабочее место (стол)	350	-

 

Вывод: на рабочих поверхностях освещенность не соответствует нормами равна Е_min. На рабочих местах необходимо добавить источники света, осветительные приборы, световые проемы.

 

Т а б  л и ц а 3. Исследование зависимости освещенности от напряжения

Тип лампы	Освещенность, лк, при напряжении, В
	220	210	200	190	180	170	160	150	140	130	120	100	80	60	20
Накаливания	168	131	110	89	78	62	48	37	29	20	15	7	4	1,5	1,3
Газоразрядная	215	196	178	157	130	95	56	0	0	0	0	0	0	0	0

 

 

 

 

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.

 

Т а б  л и ц а 4. Результаты измерения коэффициента пульсации освещенности

Система освещения	Тип источников света (лампы накаливания, ДЛР, газоразрядные)	Значение коэффициента пульсации Кп, %
Общая	газоразрядная	81
Комбинированная		42

 

 

 

      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   ЕВ -горизонтальная 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  двух- или 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.